單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1_第1頁(yè)
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本章教學(xué)要求1.了解單層廠房的構(gòu)造布置,荷載的傳送道路。2.掌握等高排架的荷載計(jì)算、內(nèi)力分析及內(nèi)力組合方法。3.掌握矩形及T形截面排架柱、柱下單獨(dú)根底、牛腿的設(shè)計(jì)方法及構(gòu)造要求。4.了解廠房空間任務(wù)性能,各主要承重構(gòu)件的合理外型、受力特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。5.可以完好的設(shè)計(jì)單層廠房。11.1構(gòu)造類(lèi)型和構(gòu)造體系單層廠房根據(jù)其跨度、高度和吊車(chē)起分量等要素的不同可采用混合構(gòu)造、鋼筋混凝土構(gòu)造和鋼構(gòu)造。2鋼構(gòu)造單層廠房3從構(gòu)外型式上分為剛架和排架。1、排架:柱與屋架鉸接,與根底剛接。構(gòu)造傳力明確,構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便。等高排架不等高排架42、剛架:柱與屋架〔橫梁〕剛接,與根底鉸接。優(yōu)點(diǎn):梁柱合一,構(gòu)造輕巧。缺陷:剛度差,易產(chǎn)生跨變,施工費(fèi)事。運(yùn)用:吊車(chē)噸位10t以下,跨度18m以下,檐口高度10m以下。567裝配式多層廠房〔有梁式懸掛吊車(chē)〕81.2構(gòu)造組成及荷載傳送1.2.1構(gòu)造組成屋蓋構(gòu)造、橫向平面排架、縱向平面排架、吊車(chē)梁、支撐、根底、圍護(hù)系統(tǒng)。要求了解各部分的組成和作用。9無(wú)檁體系:由屋面板、天溝板、天窗架、屋架、托架、及屋蓋支撐組成。1.屋蓋構(gòu)造屋蓋構(gòu)造可分有檁和無(wú)檁體系兩種。10有檁體系:由小型屋面板、檁條及屋蓋支撐組成。112.縱、橫向平面排架橫向平面排架:包括橫梁〔屋架〕、柱及根底橫向平面排架12縱向平面排架:包括縱向柱列、根底、連系梁、吊車(chē)梁、柱間支撐13圍護(hù)構(gòu)造:縱墻、山墻、墻梁、抗風(fēng)柱、根底梁。接受的荷載:墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載等。141.2.2荷載傳送橫向排架是主要的承重構(gòu)造,屋架、排架柱和根底是主要的承重構(gòu)件。清楚有哪些荷載,荷載怎樣傳送。吊車(chē)豎向荷載屋面荷載吊車(chē)梁屋面板檁條墻體荷載豎向荷載排架柱屋架或屋面梁吊車(chē)橫向程度荷載吊車(chē)梁吊車(chē)縱向程度荷載柱間支撐縱墻風(fēng)荷載縱墻墻梁山墻風(fēng)荷載山墻墻梁抗風(fēng)柱水平荷載屋蓋構(gòu)造柱間支撐基礎(chǔ)地基墻梁墻梁墻梁15162.3構(gòu)造布置柱網(wǎng)布置變形縫單廠支撐抗風(fēng)柱圈梁、連系梁、過(guò)梁、根底梁根底17廠房承重柱(或承重墻)的定位軸線,在平面上陳列所構(gòu)成的網(wǎng)格,稱(chēng)為柱網(wǎng)。1、柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)與定位軸線表示圖<18m,30M數(shù)列30M數(shù)列60M數(shù)列>18m,60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列60M數(shù)列15M數(shù)列15M數(shù)列15M數(shù)列15M數(shù)列15M數(shù)列182.變形縫伸縮縫:減少?gòu)S房溫度應(yīng)力影響,上部構(gòu)造斷開(kāi)。伸縮縫的最大間距:排架構(gòu)造:100m〔室內(nèi)或者土中〕,70m〔露天〕??p寬不小于50mm。19沉降縫:廠房高度相差大于10m、吊車(chē)噸位、土質(zhì)相差較大時(shí)而設(shè),上、下部構(gòu)造都要斷開(kāi)。防震縫:平立面構(gòu)造布置不規(guī)那么,構(gòu)造高度和剛度相差較大,需設(shè)防震縫??p寬:高度不超越15m可采用70mm;超越15m時(shí),7度下每增高5m,加寬20mm。地震區(qū):沉降縫、伸縮縫的設(shè)置必需符合抗震縫的要求。202.3.2支撐布置單層廠房支撐包括屋蓋支撐和柱間支撐兩類(lèi),應(yīng)了解各支撐的作用和設(shè)置條件及設(shè)置位置。211.屋蓋支撐其作用:加強(qiáng)屋蓋構(gòu)造縱向程度面內(nèi)的剛性,保證屋架上弦桿在平面外的穩(wěn)定。還可將山墻抗風(fēng)柱所接受的縱向程度力傳到縱向柱列上去?!?〕上弦橫向程度支撐22屋架上弦橫向程度支撐1—上弦橫向支撐;2—屋架上弦;3—?jiǎng)傂韵禇U上弦橫向程度支撐設(shè)置原那么:〔1〕有檁體系或雖為無(wú)檁體系屋蓋,當(dāng)屋面板與屋架銜接點(diǎn)的焊接質(zhì)量不能保證,且山墻抗風(fēng)柱與屋架上弦銜接時(shí);〔2〕廠房設(shè)有天窗,當(dāng)天窗遇到廠房端部的第一或第二柱間或經(jīng)過(guò)伸縮縫時(shí),應(yīng)在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置上弦程度支撐,并在天窗范圍內(nèi)沿縱向設(shè)置一至三道受壓的縱向程度系桿;〔3〕在鋼屋架屋蓋系統(tǒng)中,上弦橫向程度支撐的間距以不超越60m為宜。23〔2〕下弦橫向程度支撐作用:將山墻抗風(fēng)柱所接受的縱向程度力傳到縱向柱列上去,防止屋架下弦的側(cè)向振動(dòng)。24下弦橫向與縱向程度支撐1—下弦橫向程度支撐;2—屋架下弦;3—垂直支撐;4—程度系桿;5—下弦縱向程度支撐;6—托架213第一柱間伸縮縫區(qū)段伸縮縫區(qū)段21445121256第一柱間第一柱間25具有以下情況之一時(shí),應(yīng)設(shè)下弦橫向程度支撐:1〕當(dāng)抗風(fēng)柱與屋架下弦銜接,縱向程度力經(jīng)過(guò)屋架下弦傳送時(shí);2〕廠房?jī)?nèi)有較大的振動(dòng)源,如設(shè)有硬構(gòu)橋式吊車(chē)或5t級(jí)以上的鍛錘時(shí);3〕有縱向運(yùn)轉(zhuǎn)的懸掛吊車(chē)〔或電葫蘆〕,且吊點(diǎn)設(shè)置在屋架下弦時(shí),這時(shí)可在懸掛吊車(chē)的軌道盡端柱間設(shè)置下弦橫向程度支撐;4〕鋼構(gòu)造屋蓋在普通情況下都應(yīng)設(shè)置下弦橫向程度支撐;只是當(dāng)廠房跨度較小〔如小于或等于18m〕,且沒(méi)有懸掛吊車(chē),廠房無(wú)較大振動(dòng)源時(shí),可以不設(shè)。26〔3〕縱向程度支撐作用:加強(qiáng)屋蓋構(gòu)造在橫向程度面內(nèi)的剛性。在屋蓋設(shè)有托架時(shí),還可以保證托架上弦的側(cè)向穩(wěn)定,并將托架區(qū)域內(nèi)的橫向程度風(fēng)荷載有效地傳到相鄰柱子上去。27213第一柱間伸縮縫區(qū)段伸縮縫區(qū)段21445121256第一柱間第一柱間下弦橫向與縱向程度支撐1—下弦橫向程度支撐;2—屋架下弦;3—垂直支撐;4—程度系桿;5—下弦縱向程度支撐;6—托架28當(dāng)具有以下情況之一時(shí),應(yīng)設(shè)置縱向程度支撐:1〕廠房?jī)?nèi)設(shè)有托架時(shí):該支撐布置在托架所在的柱間,并向兩端各延伸一個(gè)柱間;2〕廠房?jī)?nèi)設(shè)有軟鉤橋式吊車(chē),但廠房高大,吊車(chē)噸位較重時(shí)〔如單跨廠房柱高15~18m以上,中級(jí)任務(wù)制吊車(chē)30t以上時(shí)〕。這時(shí),等高多跨廠房普通可沿邊列柱的屋架下弦端部各布置一道通長(zhǎng)的縱向支撐;跨度較小的單跨廠房可沿下弦中部布置一道通長(zhǎng)的縱向支撐;3〕廠房?jī)?nèi)設(shè)有硬鉤橋式吊車(chē)或5t級(jí)以上的鍛錘時(shí)。這時(shí)可沿邊柱列設(shè)置縱向程度支撐。當(dāng)?shù)踯?chē)噸位大或?qū)S房剛度有特殊要求時(shí),可沿中間柱列適當(dāng)增設(shè)縱向程度支撐;4〕當(dāng)廠房已設(shè)有下弦橫向程度支撐時(shí),那么縱向程度支撐應(yīng)盡能夠與橫向程度支撐銜接,以構(gòu)成封鎖的程度支撐系統(tǒng)。29300~6006000600060006000h屋蓋上、下弦程度支撐方式30〔4〕垂直支撐和程度系桿垂直支撐:由角鋼與屋架直腹桿組成屋蓋垂直支撐型式12屋架垂直支撐1—支座垂直支撐;2—跨中垂直支撐1>3000600060006000>30006000〔a〕〔b〕〔c〕〔d〕>3000>3000垂直支撐作用:使屋面?zhèn)鱽?lái)的縱向程度力能可靠地傳到柱頂。保證屋架平面外穩(wěn)定。3132屋架垂直支撐和程度系桿布置1—屋架;2—端部垂直支撐;3—跨中垂直支撐;4—?jiǎng)傂韵禇U;5—柔性系桿;6—系桿伸縮縫區(qū)段224伸縮縫區(qū)段111632113332234556622666233〔1〕當(dāng)屋架端部高度〔外包尺寸〕大于1.2m時(shí),應(yīng)在屋架兩端各設(shè)一道垂直支撐;〔2〕屋架跨中的垂直支撐設(shè)置:廠房跨度L(m)L=12~1818<L≤2424<L≤3030<L≤36不設(shè)端部垂直支撐設(shè)端部垂直支撐不設(shè)端部垂直支撐設(shè)端部垂直支撐屋架跨中垂直支撐設(shè)置要求不設(shè)一道兩道一道三道兩道注:布置兩道時(shí),宜在跨度三分之一附近或天窗架側(cè)柱處設(shè)置;布置三道時(shí),宜在跨度四分之一附近和跨度中間處設(shè)置。垂直支撐設(shè)置原那么:34系桿的作用是充任屋架上下弦的側(cè)向支承點(diǎn)。系桿普統(tǒng)統(tǒng)長(zhǎng)設(shè)置,一端銜接于垂直支撐或上下弦橫向程度支撐的節(jié)點(diǎn)上。系桿分為柔性系桿、剛性系桿。伸縮縫區(qū)段224伸縮縫區(qū)段111632113332234556622666235系桿可按以下規(guī)定設(shè)置:〔1〕在屋架上弦平面內(nèi),大型屋面板時(shí):在屋脊及屋架兩端設(shè)置系桿能保證屋架上弦有較好的平面外剛度。有天窗時(shí),在屋脊節(jié)點(diǎn)處設(shè)置系桿;〔2〕在屋架下弦平面內(nèi),普通應(yīng)在跨中或跨中附近設(shè)置柔性系桿,此外,還要在兩端設(shè)置剛性系桿;〔3〕當(dāng)設(shè)置屋架跨度中部的垂直支撐時(shí),沿每一垂直支撐的垂直平面內(nèi)設(shè)置通長(zhǎng)的上下弦系桿,屋脊和上弦結(jié)點(diǎn)處需設(shè)置上弦受壓系桿,下弦節(jié)點(diǎn)處可設(shè)置下弦受拉系桿;當(dāng)設(shè)置屋架端部垂直支撐時(shí),普通在該支撐沿垂直面內(nèi)設(shè)置通長(zhǎng)的剛性系桿;36〔4〕當(dāng)設(shè)置下弦橫向或縱向程度支撐時(shí),均應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的下弦受壓系桿;〔5〕天窗側(cè)柱處應(yīng)設(shè)置柔性系桿;〔6〕當(dāng)屋架橫向程度支撐設(shè)置在端部第二柱間時(shí),第一柱間一切系桿均應(yīng)該是剛性系桿。37屋架垂直支撐和程度系桿布置1—屋架;2—端部垂直支撐;3—跨中垂直支撐;4—?jiǎng)傂韵禇U;5—柔性系桿;6—系桿伸縮縫區(qū)段224伸縮縫區(qū)段111632113332234556622666238〔5〕天窗架支撐天窗架支撐有天窗上弦程度支撐和天窗架間的垂直支撐兩種〔如圖〕。作用:保證天窗架上弦側(cè)向穩(wěn)定和天窗架整體穩(wěn)定。天窗支撐布置1—天窗上弦程度支撐;2—天窗端部垂直支撐;3—屋架;4—?jiǎng)傂韵禇U;5—柔性系桿11221245533天窗架上弦程度支撐布置:當(dāng)屋蓋為有檁體系或雖為無(wú)檁體系但大型屋面板與屋架的銜接不能起整體作用,應(yīng)將上弦程度支撐布置在天窗端部的第一柱距內(nèi)。39天窗架的垂直支撐布置:天窗垂直支撐1—天窗上弦程度支撐;2—天窗端部垂直支撐;3—擋風(fēng)板立柱垂直支撐;4—連系桿12312l246000600060006000(a)(b)A—AAA天窗架的垂直支撐普通在兩側(cè)柱處設(shè)置,當(dāng)天窗寬度大于12m時(shí),還應(yīng)在中央設(shè)置一道,沿房屋的縱向,屋架的垂直支撐與上、下弦橫向程度支撐宜布置在同一柱間。402.柱間支撐柱間支撐交叉形鋼桿件〔型鋼或鋼管〕組成。柱間支撐方式1—十字交叉形支撐;2—空腹門(mén)形支撐;3—實(shí)空腹門(mén)形支撐;4—八字形支撐;5—斜柱型支撐;6—人字形支撐lllh1h1h1h2h2h2h3h31112345641柱間支撐是縱向平面排架中最主要的抗側(cè)力構(gòu)件,其作用是接受縱向程度荷載和提高縱向剛度。柱間支撐42當(dāng)單層廠房屬以下情況之一時(shí),應(yīng)設(shè)置柱間撐:1)設(shè)有重級(jí)任務(wù)制吊車(chē),或中、輕任務(wù)制吊車(chē)起分量在10t及10t上時(shí);2)廠房跨度在18m及18m以上,或柱高>8m時(shí);3)縱向柱的總數(shù)每排在7根以下時(shí)4)設(shè)有3t及3t以上的懸掛吊車(chē)時(shí);5)露天吊車(chē)棧橋的的柱列;柱間支撐的設(shè)置方式:柱間支撐1—下部柱間支撐;2—上部柱間支撐;3—柱頂系桿;4—吊車(chē)梁;5—柱3142252432.3.3圍護(hù)構(gòu)造布置廠房的圍護(hù)構(gòu)造包括:屋面板、墻體、抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過(guò)梁、根底梁等構(gòu)件。44抗風(fēng)柱作用:傳送山墻風(fēng)荷載。1.抗風(fēng)柱45抗風(fēng)柱設(shè)置:當(dāng)廠房跨度和高度均不大〔如跨度不大于12m,柱頂標(biāo)高8m以下〕時(shí),可在山墻設(shè)置磚壁柱作為抗風(fēng)柱;當(dāng)跨度和高度均較大時(shí),普通都設(shè)置鋼筋混凝土抗風(fēng)柱,柱外側(cè)再貼砌山墻。在很高的廠房中,為不使抗風(fēng)柱的截而尺寸過(guò)大,加設(shè)程度抗風(fēng)梁或鋼抗風(fēng)桁架作為抗風(fēng)柱的中間鉸支點(diǎn)。46抗風(fēng)柱及其銜接抗風(fēng)柱與屋架相連必需滿(mǎn)足兩個(gè)條件:程度方向可靠銜接垂直方向允許有一定的相對(duì)位移抗風(fēng)柱的柱腳普通采用插入根底杯口的固接方式,與屋架鉸接??癸L(fēng)柱計(jì)算簡(jiǎn)圖抗風(fēng)柱計(jì)算:472.圈梁、連系梁、過(guò)梁和根底梁的布置圈梁:加強(qiáng)廠房的整體剛度,以防止地基不均勻沉降對(duì)建筑物的危害。圈梁設(shè)置:對(duì)無(wú)橋式吊車(chē)的廠房,當(dāng)墻厚<240mm,檐口標(biāo)高為5~8m時(shí),應(yīng)在檐口附近布置一道。當(dāng)檐口高度大于8m時(shí)宜增設(shè)一道。對(duì)有橋式吊車(chē)或較大振動(dòng)設(shè)備的廠房,除在檐口或窗頂布置圈梁外,宜在吊車(chē)梁標(biāo)高處或其它適當(dāng)位置增設(shè)一道;外墻高度大于15m時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。48當(dāng)圈梁被門(mén)窗洞口截?cái)鄷r(shí),應(yīng)在洞口上部增設(shè)一樣截面的附加圈梁。圈梁的搭接長(zhǎng)度l≥2h且≥1000l≥2h且≥1000h49圈梁的構(gòu)造要求:圈梁的截面寬度:宜與墻厚一樣,當(dāng)墻厚h>240mm時(shí),圈梁的寬度不宜小于2h/3。圈梁高度:應(yīng)為砌體每皮厚度的倍數(shù),且不小于120mm。圈梁的縱向鋼筋不宜小于4φ10,鋼筋的搭接長(zhǎng)度為1.2la(la為鋼筋錨固長(zhǎng)度),箍筋間距不大于300mm。當(dāng)圈梁兼作過(guò)梁時(shí),過(guò)梁部分配筋應(yīng)添加按過(guò)梁計(jì)算確定的鋼筋數(shù)量。圈梁可采用現(xiàn)澆或預(yù)制裝配現(xiàn)澆接頭方式。混凝土強(qiáng)度等級(jí),現(xiàn)澆的不宜低于C15,預(yù)制的不宜低于C20。

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