單層重型廠房結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)

單層重型廠房結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)建筑工程學(xué)院劉慶內(nèi)容提要學(xué)習(xí)重點(diǎn)：主要內(nèi)容：1、單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的組成；2、單層廠房鋼結(jié)構(gòu)各部分的構(gòu)成與作用；3、鋼結(jié)構(gòu)的連接。1、單層廠房的結(jié)構(gòu)組成;2、單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)體系布置.1單層廠房結(jié)構(gòu)的組成與布置請(qǐng)分析右圖所示單層廠房結(jié)構(gòu)的組成。2014.9單層廠房結(jié)構(gòu)的組成廠房結(jié)構(gòu)是由框架、屋蓋、柱、吊車梁、墻架、支撐及基礎(chǔ)等構(gòu)件組合而成的空間剛性骨架。

吊車梁結(jié)構(gòu)體系框架體系

屋蓋體系

墻架體系

支撐體系

橫向平面框架

縱向平面框架由框架柱和橫梁/鋼屋架構(gòu)成承受全部豎向荷載和橫向水平荷載由框架柱、柱間支撐、吊車梁等構(gòu)成承受全部縱向水平荷載由橫梁/鋼屋架、屋蓋支撐、天窗架、

天窗支撐、托架和檁條等構(gòu)成承受屋蓋豎向荷載由吊車梁和制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成承受吊車豎向荷載和吊車水平荷載由屋蓋支撐、柱間支撐和天窗支撐等構(gòu)成保證結(jié)構(gòu)空間剛度和穩(wěn)定性由墻架/抗風(fēng)柱等構(gòu)成承受山墻墻體重量和墻面風(fēng)荷載

單層廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量廠房類型（吊車起重量/軌頂標(biāo)高）輕型35~80kg/m2中型70~200kg/m2重型170~400kg/m2主要構(gòu)件用鋼量百分比框架柱15%~35%鋼屋架20%~60%吊車梁10%~40%

結(jié)構(gòu)形式與布置柱網(wǎng)布置變形縫布置屋蓋結(jié)構(gòu)布置支撐布置墻架布置吊車梁系統(tǒng)布置單層廠房結(jié)構(gòu)的布置

結(jié)構(gòu)布置的規(guī)劃要求設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工廠化施工機(jī)械化橫向框架和縱向框架的柱形成柱網(wǎng)

柱網(wǎng)布置工藝要求地上設(shè)備/地下設(shè)備/功能變動(dòng)結(jié)構(gòu)要求所有柱列采用相等柱間距/設(shè)置托架(標(biāo)準(zhǔn)化)經(jīng)濟(jì)要求縱向柱距6m/方案比選考慮因素單層廠房結(jié)構(gòu)的布置2011.9

變形縫布置單層廠房結(jié)構(gòu)的布置變形縫包括伸縮縫（溫度縫）、防震縫和沉降縫結(jié)構(gòu)溫度變形溫度變形受受到約束產(chǎn)產(chǎn)生溫度應(yīng)力設(shè)置溫度縫縫（橫向/縱向）釋放溫度變變形減小溫度應(yīng)應(yīng)力1.結(jié)構(gòu)體系及及結(jié)構(gòu)布置置變形縫布置溫度縫設(shè)置置

結(jié)構(gòu)情況縱向溫度區(qū)段橫向溫度區(qū)段柱頂為剛接柱頂為鉸接采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋露天結(jié)構(gòu)

220m120m150m180m100m125m120m----溫度區(qū)段長(zhǎng)長(zhǎng)度限值表表單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置橫向溫度縫縫在溫度縫兩兩側(cè)設(shè)置兩兩榀橫向框框架軸線定位縱向溫度縫縫板鉸支座/活動(dòng)支座變形縫布置溫度縫做法法單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置地震區(qū)的伸縮縫尚應(yīng)符合防震縫的要求。當(dāng)廠房的平平、立面布布置復(fù)雜時(shí)需設(shè)防震震縫。由高度或剛度相差很大的的部分組成成時(shí)需設(shè)防防震縫。變形縫布置防震縫的布布置單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置防震縫的做做法做法與伸縮縮縫相似地面以上兩兩側(cè)構(gòu)件應(yīng)應(yīng)完全分開(kāi)防震縫的寬寬度防震縫寬度度由廠房和地震烈度等情況確定定一般單層廠廠房：50~90mm；縱橫跨交接接處：100~150mm當(dāng)廠房相鄰鄰部分的高度、荷載載、吊車起起重量或基基礎(chǔ)體系相差很大，，或地基條件有嚴(yán)重差異異等情況，，以防止結(jié)結(jié)構(gòu)或屋面面、墻面等等在過(guò)大的的基礎(chǔ)不均均勻沉降下下發(fā)生裂縫縫或破壞。。變形縫布置沉降縫的布布置單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置沉降縫的做做法一般是把兩兩側(cè)的結(jié)構(gòu)包括基基礎(chǔ)全部分開(kāi)，，使各自可可以獨(dú)立地自由沉降降。沉降縫縫的做法也也應(yīng)符合伸伸縮縫和防防震縫的要要求，兼起這兩種縫縫的作用。。單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置普通鋼屋架架為平面桁桁架，適用用跨度18~36m構(gòu)件一般為為雙角鋼組組成的T形截面，采采用節(jié)點(diǎn)板板連接優(yōu)點(diǎn)：取材材容易/構(gòu)造簡(jiǎn)單/制造安裝方方便/剛度好…缺點(diǎn)：型鋼鋼板件較厚厚，屋架用用鋼量較大大普通鋼屋架架·屋架外形形應(yīng)與屋面材料的排水要求求相適應(yīng)。。屋架結(jié)構(gòu)形式1）滿足使用用要求單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置確定屋架形形式的原則則·屋架外形形應(yīng)盡量和和彎矩圖接近，使上上下弦桿內(nèi)內(nèi)力沿跨跨度方向分分布較均勻勻，腹桿受受力較??；；·腹桿的布布置宜使短桿受壓，，長(zhǎng)桿受拉拉；·荷載布布置在節(jié)點(diǎn)點(diǎn)上，減少少弦桿局部受彎。2）滿足經(jīng)濟(jì)濟(jì)要求3）滿足制造造、安裝、、運(yùn)輸要求求·屋架構(gòu)造造簡(jiǎn)單，桿桿件夾角30°～60°；·桿件與節(jié)節(jié)點(diǎn)數(shù)量少；·分段制造造，便于運(yùn)輸與安裝裝；梯形屋架普通鋼屋架架的形式屋架外形平行弦屋架架三角形屋架架其他…曲拱形屋架架腹桿受力小/排水坡度大大弦桿內(nèi)力不不均勻/與柱鉸接，，剛度差中小跨度、、輕型屋面面腹桿等長(zhǎng)/桿件類型少/節(jié)點(diǎn)構(gòu)造相同/標(biāo)準(zhǔn)化/工業(yè)化排水困難/桁架高度未未隨彎矩變變化/弦桿內(nèi)力不不均勻受力性能好制作加工不不方便/可改進(jìn)為折折線形單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置平行弦屋架架：?jiǎn)涡笔?菱形/K形/十字交叉形形三角形屋架架：芬克式/單斜式梯形屋架：：人字式/再分式曲拱形屋架架：新月式普通鋼屋架架的形式腹桿布置單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置根據(jù)工藝/使用要求確確定考慮屋面板板寬度模數(shù)數(shù)常用跨度：：12m/15m/18m/21m/24m/27m/30m/36m普通鋼屋架架主要尺寸寸屋架跨度屋架高度根據(jù)經(jīng)濟(jì)/剛度/建筑/屋面坡度/運(yùn)輸條件等等條件確定定三角形屋架架：（1/6~1/4）L梯形屋架：：跨中（（1/10~1/6）L；端部1.6~2.2m（鉸接）/1.8~2.4m（剛接）運(yùn)輸高度：：3.85m節(jié)間尺寸上弦節(jié)間尺尺寸根據(jù)屋屋面做法確確定無(wú)檁體系：：大型屋面面板1.5~1.8m有檁體系：：檁條間距0.8~3.0m屋面荷載盡盡量直接作作用在上弦弦節(jié)點(diǎn)上在屋架上直直接鋪放屋面板板——鋼筋混凝土土屋面板、、鋼筋加氣氣混凝土等等；屋架間距=屋面板跨度度（6m/12m）橫向剛度大大/整體性好/構(gòu)造簡(jiǎn)單/耐久性好/構(gòu)件種類少少/工期短屋面自重大大，結(jié)構(gòu)用用鋼量大，，抗震不利利屋蓋結(jié)構(gòu)形形式無(wú)檁體系單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置有檁體系屋架上設(shè)置置檁條，檁條上鋪鋪設(shè)輕型屋面材材料屋架間距=檁條跨度檁條間距=屋面板跨度度結(jié)構(gòu)用鋼量量省/運(yùn)輸安裝方方便屋蓋體系構(gòu)構(gòu)件較多/構(gòu)造復(fù)雜/剛度較差應(yīng)綜合考慮慮生產(chǎn)工藝藝/建筑造型/材料供應(yīng)/施工能力/生產(chǎn)維修等等屋架間距根根據(jù)屋面材材料確定，，屋架結(jié)構(gòu)形形式應(yīng)盡量量統(tǒng)一，可設(shè)托架架/中間屋架屋架/托架應(yīng)采用用桁架式，，檁條一般般為實(shí)腹式式屋蓋應(yīng)設(shè)置置支撐，保保證結(jié)構(gòu)剛剛度和穩(wěn)定定性考慮施工要要求，方便便施工，縮縮短工期屋蓋結(jié)構(gòu)在在運(yùn)輸/安裝中采取取臨時(shí)加固固措施屋蓋結(jié)構(gòu)形形式屋蓋結(jié)構(gòu)選選型與布置置單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置屋蓋支撐和和柱間支撐撐等構(gòu)成支支撐體系支撐體系支撐的作用用增大結(jié)構(gòu)縱向剛度，承擔(dān)縱向向水平荷載載增大結(jié)構(gòu)橫向剛度，協(xié)調(diào)橫向向框架受力力減小屋架弦弦桿/框架柱的平面外計(jì)算算長(zhǎng)度維持托架及及中間屋架架的穩(wěn)定性保證安裝過(guò)過(guò)程中結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定性，防止傾倒倒增大結(jié)構(gòu)的的抗扭剛度單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置平面屋架+檁條+屋面板+屋蓋支撐構(gòu)成具有空空間剛度的的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)體系；兩端相鄰兩兩榀屋架間間設(shè)置支撐撐，其余屋屋架通過(guò)系系桿或檁條條與之相連連，縱向長(zhǎng)長(zhǎng)度較大時(shí)時(shí)，中間應(yīng)應(yīng)加設(shè)支撐撐。支撐體系屋蓋支撐單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置屋蓋支撐的布置原則則廠房?jī)啥嗽O(shè)置上、下下弦橫向支支撐和豎向向支撐屋架兩邊布置下弦縱縱向支撐，，形成封閉閉體系橫向及豎向向支撐間距距不應(yīng)超過(guò)過(guò)60m豎向支撐一一般布置在在屋架跨中和端豎桿平面支撐體系單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的布置置屋蓋支撐的種類上弦橫向支支撐下弦橫向支撐撐下弦縱向支撐豎向支撐系桿可在房屋的的兩端或橫向溫度度伸縮縫間間區(qū)段兩端端的第一個(gè)柱間；也可布置在在第二柱間間，但第一一柱間必須用剛性系桿桿與端屋架架上弦牢固固連接兩道橫向水平支支撐的距離離不宜大于于60m，故當(dāng)房屋屋較長(zhǎng)（＞＞60m）時(shí)，尚應(yīng)應(yīng)在中間柱柱間設(shè)橫向向水平支撐撐。一般和上弦弦橫向水平平支撐布置置在同一開(kāi)間。一般情況下下，應(yīng)設(shè)置置下弦橫向向水平支撐撐。但當(dāng)房屋跨跨度≤18m且未設(shè)懸掛起重運(yùn)運(yùn)輸設(shè)備和和吊車，或或者雖有吊吊車但噸位位不大，也也沒(méi)有較大大振動(dòng)設(shè)備備，可不設(shè)置。設(shè)置條件①當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有較大噸位的的重級(jí)、中中級(jí)工作制制橋式吊車車、壁行式式吊車或有有鍛錘等較較大振動(dòng)設(shè)設(shè)備時(shí)。②房屋較高，跨度較大、空間剛度度要求較高時(shí)。③有托架處的房屋，，為了保證證托架的側(cè)側(cè)向穩(wěn)定，，在有托架架處也應(yīng)設(shè)設(shè)置縱向水水平支撐。。設(shè)置位置沿縱向柱列列在屋架下下弦端節(jié)間間內(nèi)設(shè)置：：①單跨廠房一般沿沿兩縱向柱柱列設(shè)置②多跨廠房則根據(jù)據(jù)具體情況況沿全部或或部分縱向向柱列設(shè)置置。所有屋架均均應(yīng)設(shè)置豎豎向支撐梯形屋架①當(dāng)跨度≤≤30m時(shí)，一般只只需在屋架架兩端及跨跨中豎桿平平面內(nèi)布置置三道豎向向支撐；②當(dāng)屋架跨度＞30m時(shí)，應(yīng)在兩端和和在跨度L/3處或天窗架處各各布置一道豎向支撐；三角形屋架①當(dāng)跨度≤18m時(shí)，僅在跨中設(shè)設(shè)置一道豎向支撐；②多當(dāng)跨度＞18m時(shí)可根據(jù)具體情情況設(shè)置兩道。天窗架豎向支撐撐當(dāng)一般在天窗架架的兩側(cè)布置，當(dāng)天窗的的寬度大于12m時(shí)，還應(yīng)在天窗窗中央設(shè)置一道。系桿分為剛性系桿和柔性系桿設(shè)置原則①當(dāng)在上弦橫向向水平支撐或豎豎向支撐的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處，應(yīng)沿房屋屋縱向通長(zhǎng)設(shè)置置柔性系桿；②當(dāng)在有天窗時(shí)時(shí)，應(yīng)沿屋脊設(shè)設(shè)置剛性系桿③上弦橫向水平平支撐布置在第第二柱間時(shí)，第第一柱間必須布布置剛性系桿；；④在屋架下弦中中部，一般設(shè)一一道或兩道柔性性系桿；⑤支承節(jié)點(diǎn)處應(yīng)應(yīng)設(shè)置剛性系桿桿。特殊情況屋架上弦平面內(nèi)內(nèi)，大型屋面板板可起系桿作用用，所以一般只只在屋脊及兩端端設(shè)系桿，當(dāng)采采用檁條時(shí)，連連接可靠的檁條條可代替系桿。。無(wú)天窗時(shí)屋蓋支支撐布置有天窗時(shí)支撐的的布置圖2.8托架處縱向支撐撐布置豎向支撐布置廠房較高時(shí)可分分別設(shè)置上柱支撐/下柱支撐溫度區(qū)段不很長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)，設(shè)置在溫溫度區(qū)段中部溫度區(qū)段較長(zhǎng)時(shí)時(shí)，在溫度區(qū)段段中部L/3范圍內(nèi)設(shè)置兩道道柱間支撐溫度區(qū)段兩端設(shè)設(shè)置上柱支撐傳傳遞山墻風(fēng)荷1.結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)構(gòu)布置支撐體系柱間支撐布置單層廠房結(jié)構(gòu)的的布置柱間支撐的布置置間距及位置柱間支撐柱間支撐的布置置柱間支撐的形式式支撐體系單層廠房結(jié)構(gòu)的的布置柱間支撐分為上柱支撐和下柱支撐設(shè)置原則①下柱支撐應(yīng)布置置在溫度區(qū)段中部，但在短而高的的廠房中，溫度度應(yīng)力不大，下下柱支撐布置在在廠房的兩端，可以提高廠房房的縱向剛度；；溫度區(qū)段不大于于120m時(shí)，可以在溫度度區(qū)段的中央設(shè)設(shè)置一道柱間支支撐。溫度區(qū)段段大于120m時(shí)，應(yīng)在溫度區(qū)區(qū)段中間L/3范圍布置兩道下下層支撐，但是是兩道下層支撐撐之間的距離又又不宜大于60m。②上柱支撐應(yīng)布布置在溫度區(qū)段段的兩端以及有下柱支撐的柱間間。這樣，便于于傳遞從屋架橫橫向支撐傳來(lái)的的縱向力。上柱支撐在溫度區(qū)段兩