單層工業(yè)廠房設計教學.ppt

1、單層工業(yè)廠房設計1 單層廠房的結(jié)構(gòu)組成與布置2單層工業(yè)廠房的主要構(gòu)件類型3 排架內(nèi)力分析4 鋼筋砼柱設計5 單層工業(yè)廠房抗震設計6 設計計算實例1dd1.1 單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)種類按結(jié)構(gòu)材料砌體混合結(jié)構(gòu)（鋼結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）（1 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)組成與布置按結(jié)構(gòu)形式排架結(jié)構(gòu)（等高、不等高、鋸齒形）剛架結(jié)構(gòu)（兩鉸門架、三鉸門架）鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)2單廠設計1 組成與布置1 .1結(jié)構(gòu)種類等高排架不等高排架鋸齒型排架31.2 單層排架結(jié)構(gòu)組成單廠設計1 組成與布置1 .1結(jié)構(gòu)種類1 .2結(jié)構(gòu)組成1）屋面板2）天溝板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊車梁7）排架柱8）抗風柱9）基礎10）連系梁11）基礎

2、梁12）天窗架垂直支撐13）屋架下弦橫向支撐14）屋架垂直支撐15）柱間支撐4一、柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)是豎向承重構(gòu)件縱橫向定位軸線所形成的網(wǎng)格。柱網(wǎng)尺寸的確定實際上就是確定廠房的跨度和柱距跨度是柱子縱向定位軸線間的距離；柱距是相鄰柱子橫向定位軸線間的距離。 1.3 單層排架結(jié)構(gòu)布置單廠設計1 組成與布置1 .1結(jié)構(gòu)種類1 .2結(jié)構(gòu)組成1 .3結(jié)構(gòu)布置5二、廠房的剖面布置高度自室內(nèi)地面至柱頂?shù)母叨葢獮?00的倍數(shù)；自室內(nèi)地面至牛腿的高度應為300的倍數(shù)；自室內(nèi)地面至吊車軌道的標志高度應為600的倍數(shù)。凈空要求屋架下弦與吊車架外輪廓線的距離 ；吊車架外緣與內(nèi)緣的間距 軌道中心線與縱向軸線的距離單廠設計1

3、組成與布置1 .1結(jié)構(gòu)種類1 .2結(jié)構(gòu)組成1 .3結(jié)構(gòu)布置凈空6 通常情況下，縱向柱距的模數(shù)采用6m；跨度的模數(shù)采用3m（24m時）或采用6m(24時，確實需要時仍可按3m)。 經(jīng)濟要求：縱向柱距常對鋼材用量和造價有較大的影響。如增加柱距，柱和基礎的材料用量減少，而屋蓋結(jié)構(gòu)、吊車梁和墻架的材料用量增加，并往往需要增設托架和墻架柱。結(jié)構(gòu)要求：柱網(wǎng)布置應盡量簡單，避免在同一區(qū)段內(nèi)設置縱橫跨，盡量采用所有柱列的縱向柱距均為相等并符合模數(shù)的布置方式。 工藝要求：廠房的橫向柱距（即跨度）和縱向柱距應滿足生產(chǎn)工藝、使用和發(fā)展的要求；柱的位置應和廠房的地上設備、起重和運輸通道、地下設備和設備基礎、地下管道的

4、地坑等協(xié)調(diào)。7過去我國廠房，尤其是用大型屋面板的廠房，縱向柱距大多采用6m，少數(shù)大跨度廠房也采用912m的。對于某些跨度不大而生產(chǎn)布置需要更靈活的廠房、高度較大而吊車相對較輕的廠房，也常對全部柱或某些列內(nèi)柱采用12m柱距，但屋架間距仍為6m，中間屋架由托架支承。 近年來，隨著壓型鋼板等輕型屋面板的采用，屋蓋結(jié)構(gòu)重量大大減輕，相應的經(jīng)濟柱距顯著增大，一些大型廠房已采用1224m柱距，收到較好的經(jīng)濟效果。8廠房端部為山墻時，為了支承墻重和墻面風荷載，通常應每隔一定間距（常用6m）設置抗風柱。為使抗風柱和橫向框架橫梁（屋架）的位置略為錯開和抗風柱頂部連接的方便，常把該處橫向框架（柱和屋架）自定位軸線

5、內(nèi)移500mm。在此500mm 范圍內(nèi)，檁條、屋面板、吊車梁、墻架梁等縱向構(gòu)件從相鄰開間伸臂挑出，挑出長度略小于500mm，以便構(gòu)成必要的變形縫隙。9墻、邊柱與縱向定位軸線的關(guān)系：D柱距6米、無吊車或邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線重合，稱封閉結(jié)合。柱距6米、邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線之間加聯(lián)系尺寸D=125，稱非封閉結(jié)合。柱距12米、或聯(lián)系尺寸D=150、250、500。單廠設計1 組成與布置1 .1結(jié)構(gòu)種類1 .2結(jié)構(gòu)組成1 .3結(jié)構(gòu)布置1011廠房橫向定位軸線主要用來標定縱向構(gòu)件的標志端部，如屋面板、吊車梁、連系梁、基礎梁、墻板、縱向支撐等。 三 定位軸線3. 1 橫向定位軸線12除了靠山墻的端部柱及

6、橫向變形縫兩側(cè)的柱以外，一般中間柱的中心線與橫向定位軸線相重合，且橫向定位軸線通過柱基礎、屋架中心線及各縱向連系構(gòu)件的接縫中心。3.1.1 中間柱與橫向定位軸線的定位13山墻為非承重墻時，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線相重合，且端部柱的中心線應自定位軸線向內(nèi)移600mm。3.1.2 山墻處橫向定位軸線的定位14山墻為砌體承重時，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線間的距離應按砌體塊材類別分別為半塊或半塊的倍數(shù)或墻厚的一半，以保證伸入山墻內(nèi)的屋面板與砌體之間有足夠的搭接長度。15橫向伸縮縫、防震縫處的柱應采用雙柱及兩條橫向定位軸線。此定位方法，既保證了雙柱間有一定的距離且有各自的基礎杯口，以便于柱的安裝，同時又保證了廠房

7、結(jié)構(gòu)不致因設有伸縮縫或防震縫而改變屋面板、吊車梁等縱向構(gòu)件的規(guī)格，施工簡單。3.1.3 橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的定位16縱向定位軸線主要用來標定廠房橫向構(gòu)件的標志端部，如屋架的標志尺寸以及大型屋面板的邊緣。廠房縱向定位軸線應視其位置不同而具體確定。 3.2 縱向定位軸線17在有吊車的廠房中，為使吊車規(guī)格與廠房結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，確定二者的關(guān)系如下：式中L廠房跨度，即縱向定位軸線間的距離； S吊車跨度，即吊車軌道中心線間的距離；e吊車軌道中心線至定位軸線間的距離。3.2.1 外墻、邊柱與縱向定位軸線的定位18(1)封閉結(jié)合指縱向定位軸線與邊柱外緣、外墻內(nèi)緣三者相重合的定位方法(圖(a)。這樣確定的

8、軸線稱為“封閉軸線”。(2)非封閉結(jié)合指縱向定位軸線與柱外緣、墻內(nèi)緣不相重合，中間出現(xiàn)聯(lián)系尺寸的定位方法(圖(b)。 19當縱向定位軸線與柱子外緣間有聯(lián)系尺寸時，屋架標志尺寸端部與柱子外緣、墻身內(nèi)緣不能重合，屋面板邊緣與墻體之間出現(xiàn)空隙，因此，屋頂上部空隙需作構(gòu)造處理。處理方法一般有挑磚、加鋪補充小板及結(jié)合檐溝構(gòu)造處理三種方法。20當廠房采用承重墻結(jié)構(gòu)時，承重外墻的墻內(nèi)緣與縱向定位軸線間的距離宜為半塊砌體的倍數(shù)，或使墻體的中心線與縱向定位軸線相重合，若為帶壁柱的承重墻，其內(nèi)緣與縱向定位軸線相重合，或與縱向定位軸線相間半塊或半塊砌體的倍數(shù) 21(1)等高跨中柱與縱向定位軸線的定位 無變形縫時的等

9、高跨中柱等高廠房的中柱宜設單柱和一條縱向定位軸線，柱的中心線宜與縱向定位軸線相重合(圖(a) 。3.2.2 中柱與縱向定位軸線的定位等高廠房的中柱，由于相鄰跨內(nèi)的橋式吊車起重量在30t以上，廠房柱距較大或有其他構(gòu)造要求時需設置插入距。中柱可采用單柱，并設兩條縱向定位軸線(圖(b) 。22設變形縫時的等高跨中柱當?shù)雀呖鐝S房設有縱向伸縮縫時，可采用單柱并設兩條縱向定位軸線。23設變形縫時的等高跨中柱高跨廠房需設置縱向防震縫時，應采用雙柱及兩條縱向定位軸線。24（2）不等高跨中柱與縱向定位軸線的定位 無變形縫時的不等高跨中柱高跨采用封閉結(jié)合，且高跨封墻底面高于低跨屋面，宜采用一條縱向定位軸線，若封墻

10、底面低于低跨屋面，宜采用兩條縱向定位軸線。(圖(a)、(b)。當高跨采用非封閉結(jié)合，上柱外緣與縱向定位軸線不能重合，應采用兩條縱向定位軸線。(圖(c)、(d)。25有變形縫時的不等高跨中柱 不等高跨處采用單柱并設縱向伸縮縫時，應采用兩條縱向定位軸線，并設插入距。 26有變形縫時的不等高跨中柱 當廠房不等高跨處需設置防震縫時，應采用雙柱和兩條縱向定位軸線的定位方法，柱與縱向定位軸線的定位規(guī)定與邊柱相同。27縱橫跨交接處一般設有變形縫，使兩側(cè)結(jié)構(gòu)各自獨立，所以縱橫跨分別有各自的柱列和定位軸線，可按各自的柱列和定位軸線關(guān)系，遵循各自原則定位。 (1)當山墻比側(cè)墻低，且長度等于或小于側(cè)墻時，采用雙柱單

11、墻處理，墻體屬于橫跨。 (2)當山墻比側(cè)墻短而高時，應采用雙柱雙墻(至少在低跨柱頂及其以上部分用雙墻)，并設置伸縮縫或防震縫。 3.3 縱橫跨相交處定位軸線2829四、變形縫設置伸縮縫橫向伸縮縫一般采用雙柱；縱向伸縮縫一般采用單柱。沉降縫一般不設。下列情況之一設：相鄰部位高差很大； 相鄰跨吊車起重量懸殊；下臥土層有很大變化；各部分施工時間相差很長?？拐鹂p當廠房平、立面布置復雜或結(jié)構(gòu)高度、剛度相差很大時設置。單廠設計1 組成與布置1 .1結(jié)構(gòu)種類1 .2結(jié)構(gòu)組成1 .3結(jié)構(gòu)布置30變形縫的布置變形縫31如果廠房的長度或?qū)挾龋跍囟茸兓瘯r，縱向或橫向框架的上部結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大的伸縮變形，而基礎以下仍

12、固定于原來位置。這種變形將使柱、墻等構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)力，嚴重的可使其斷裂或破壞。因此，需要用伸縮縫將廠房結(jié)構(gòu)分成幾個溫度區(qū)段，以減少每個區(qū)段的伸縮量。1.伸縮縫32從基礎頂面或地面開始，將相鄰區(qū)段上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件完全分開（基礎可不分開）。上部結(jié)構(gòu)采用雙柱做法。 根據(jù)氣溫差和結(jié)構(gòu)的具體情況，縫寬凈距取3060mm 。這種做法是在橫向伸縮縫處，設置雙榀橫向平面框架；在縱向伸縮縫處，設置雙榀縱向平面框架。后者的雙榀縱列柱和框架費鋼較多且接縫很長，故規(guī)劃時應盡量避免縱向伸縮縫。伸縮縫做法：33 橫向伸縮縫：增加相鄰兩榀平面框架的中距c一般采用1 2m（以保證該處相鄰兩框架柱的柱腳間有必要縫隙50mm

13、）。 對有很大起重量吊車的廠房，有時需放大至1.52m，大型平爐車間中甚至需達3m，在此2（c/2）范圍內(nèi)，檁條、屋面板、吊車梁、墻架梁等所有縱向構(gòu)件都從兩側(cè)相鄰開間伸臂挑出，每側(cè)挑出長度略小于c/2，從而使兩側(cè)挑出構(gòu)件端部間構(gòu)成必要的伸縮縫隙。 34 一般情況下取橫向伸縮縫的中線與廠房的橫向定位軸線相重合，而相鄰橫向框架的中線各向兩側(cè)移進c/2。 少數(shù)情況下，由于設備布置確實不容許在伸縮縫處縮小柱距，則可保持橫向框架的原有中距，而c作為一個額外的插入距。35橫向伸縮縫處柱的布置36 縱向伸縮縫：變形縫的布置采用雙榀縱列柱框架時，兩排縱列柱軸線間應根據(jù)伸縮縫的需要，留出必要的插入距c1。37適

14、用輕屋面和吊車起重量不是很大的情況。對于橫向伸縮縫：縫一側(cè)的檁條、吊車梁、墻架梁等全部縱向構(gòu)件與柱都采用長圓螺栓孔或輥軸連接的方法，使縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)能縱向自由變形，互不約束。對于縱向伸縮縫處：縫一側(cè)的屋架與柱采用輥軸、長圓螺栓孔或鋼板鉸等連接方法，使縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)能橫向變形互不約束。單排柱的做法。38地震區(qū)的伸縮縫尚應符合防震縫的要求。當廠房的平、立面布置復雜時需設防震縫。由高度或剛度相差很大的部分組成時需設防震縫。 2. 防震縫39和伸縮縫相似，互相兼任，但防震縫必須做成地面以上兩側(cè)構(gòu)件完全分開，縫寬和構(gòu)造符合防震要求（保證縫兩側(cè)構(gòu)件在地震振動時不會相互碰撞）。防震縫寬度按廠房和地震設計烈度等情況確定，一般單層廠房取5090mm，縱橫跨交接處取100150mm。防震縫的做法40沉降縫用于廠房相鄰部分的高度、荷載、吊車起重量或基礎體系相差很大，或地基條件有嚴重差異等情況，以防止結(jié)構(gòu)或屋面、墻面等在過大的基礎不均勻沉降下發(fā)生裂縫或破壞。3. 沉降縫41一般是把兩側(cè)的結(jié)構(gòu)包括基礎全部分開，使各自可以獨立地自由沉降。沉降縫的做法也應符合伸縮縫和防震縫的要求，兼起這兩種縫的作用。例如廠房中，左方橫向跨的高度、跨度或吊車起重量常顯著較大，則可用沉降縫和右方縱向