121单层工业厂房

单层工业厂房SingleStoreyIndustryBuilding2.1结构类型和结构体系1.适用范围2.厂房类型3.结构形式根据厂房使用要求、吊车吨位、厂房层高、厂房跨度可选用不同材料结构小型厂房：无吊车或吊车起重量Q≤50KN、跨度l≤15m、柱顶标高H≤8m，且无特殊工艺要求时，可采用混合结构。重型厂房：Q＞1500KN、跨度l＞36m的厂房，采用钢屋架、钢筋混凝土柱或全钢结构。界于上两者之间的一般（中型）厂房，采用R.C结构排架结构---由屋架（屋面梁）、柱、基础组成。特点：屋架与柱顶铰接，柱与基础刚接。刚架体系---由梁、柱、基础组成。特点：梁柱合一。12.1概述2.2单层厂房的结构组成和荷载传递13.2结构组成和布置一、结构组成屋盖体系横向平面排架纵向平面排架围护结构1、屋盖结构：分为有檩体系和无檩体系两种作用：围护和承重，将荷载传至排架柱，以及采光和通风。屋面板屋架（屋面梁）屋盖支撑檩条托架天窗架天沟板2、横向平面排架：横梁（屋面梁或屋架）+横向柱列+基础作用：厂房的主要承重构件3、纵向平面排架：纵向柱列+连梁+吊车梁+柱间支撑作用：保证厂房的纵向稳定和刚度，并承受纵向风载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力及温度应力4、围护结构：屋面板、周边墙体、连梁、抗风柱、基础梁等组成。作用：承受风荷载、墙体荷载及构件自重。12.2结构组成和布置横向平面排架上的水平荷载：二.荷载传递纵向平面排架上的水平荷载：2.3结构布置一.厂房平面布置1、柱网布置在结构平面布置中，厂房的跨度≤18m时，取3m的倍数；＞18m则取6m的倍数。厂房的柱距，一般取6m或6m倍数。结构平面的主要尺寸由轴线表示。柱距方向的轴线称为横向定位轴线，以①、②、③…..表示。跨度方向的轴线称为纵向定位轴线，以A、B、C……表示；13.2结构组成和布置其目的是:①使端屋架和山墙抗风柱的位置不发生冲突；②使端部屋面板与中部屋面板的长度相同；③使屋面板端头与山墙内皮重合，屋面不留缝隙。12.2结构组成和布置横向定位轴线横向定位轴线与屋面板的标志尺寸相吻合，一般通过柱子的截面几何中心，故间距一般就是柱距。在厂房尽端，横向定位轴线与山墙内皮重合，将山墙内侧第一排柱中心线内移600m，并将端部屋面板做成一端伸臂板。形成封闭式横向定位轴线。纵向定位轴线纵向定位轴线与屋架（屋面大梁）的标志尺寸相吻合，一般说来，当纵向定位轴线和屋架的标志尺寸相应，屋面板铺至屋架边缘，当屋架的标志尺寸与纵墙内皮重合时，称为封闭式纵向定位轴线。但是，纵向定位轴线还与吊车和柱子截面尺寸有关。为了吊车和柱子间的构造连接以及吊车安全行驶的需要，吊车的轨距要小于厂房的跨度，即吊车轨道中心离开纵向定位轴线一段距离。实际工程中大量的吊车轨距是：12.2结构组成和布置252517950（构件实际尺寸）18000（标志尺寸30M。）AB大型屋面板外纵墙15001490图112.2结构组成和布置12.2结构组成和布置LK=L-1.5m，例如当跨度分别为15m、18m、24m时，LK分别为13.5m、16.5m、22.5m等，吊车轨道中心至纵向定位轴线的距离为(L-LK)/2=750mm。纵向定位轴线能否与纵墙内皮重合，与B1吊车端部尺寸（200-400，可查《起重运输机械专业标准ZQ1—62》）、B2吊车端部和上柱间的最小空隙及B3以及上柱截面高度三个值有关。一般说来，当吊车起重量Q≤50t时，B2≥80mm，否则B2≥100mm。排架柱截面高度尺寸B3一般采用400、500mm…。当A=B1+B2+B3≤750mm时，纵向定位轴线与外纵墙内皮重合，即封闭式纵向定位轴线。12.2结构组成和布置当A＞750mm时，为满足要求柱需外移，这时纵向定位轴线位置不变，但外纵墙内皮不能和它重合，这时的轴线称为非封闭纵向定位轴线。非封闭轴线与外纵墙内皮间的距离称为联系尺寸，视吊车起重量的大小，可为150mm，250mm或500mm。12.2结构组成和布置当厂房为等高多跨时，中柱的上柱中心线一般与纵向定位轴线重合；但不满足B2间距时，需增加一条轴线，两条纵向定位轴线间的距离称为插入距，意思是插入轴线间的距离。插入距一般也取150mm，250mm等。12.2结构组成和布置当相邻两跨有高度差时，纵向定位轴线一般与较高部分厂房柱的外皮重合。但当该柱的A＞750mm时,必需增设一条纵向定位轴线。12.2结构组成和布置2.变形缝：伸缩缝、沉降缝、防震缝伸缩缝——当厂房过长过宽时，需要设置伸缩缝将上部结构分开；沉降缝——为避免厂房引起基础不均匀沉降而引起开裂、损坏，设置沉降缝将结构分成几个单元；防震缝——为减轻厂房震害，用防震缝将厂房分割成规则的结构单元。12.2结构组成和布置二.支撑的作用和布置原则支撑体系的设置是厂房受力和改善构件工作条件的需要，支撑设置得好，不仅可增强厂房的整体性和总体刚度，且可以使荷载以最合理的途径传至基础。支撑的种类：屋盖支撑：⑴屋架上弦横向水平支撑；⑵屋架间的垂直支撑及水平系杆；⑶屋架下弦横向和纵向水平支撑；⑷天窗架支撑12.2结构组成和布置屋架上弦横向水平支撑；屋架下弦横向和纵向水平支撑；屋架间的垂直支撑及水平系杆；天窗架支撑柱间支撑4－小八字支撑；5－单斜撑；6－人字撑三.围护结构布置1.抗风柱2.圈梁设置圈梁的目的是将墙体和柱、抗风柱等箍在一起，以增加厂房的整体刚性，防止由于地基发生过大的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。圈梁为现浇钢筋混凝土构件，埋设在墙体内，和柱子连续，在平面上尽可能沿整个厂房交圈。它在受力上主要起拉结作用，不承受墙体重量，所以柱子上不必设置支承圈梁的牛腿。圈梁的布置与墙体高度、对厂房刚度的要求以及地基情况有关。对无桥式吊车的厂房檐高不足8m时，应在檐口附近设置一道圈梁；当檐高大于8m时，宜在墙体适当部位增设一道圈梁。对有桥式吊车的厂房，除在檐口附近或窗顶处设置一道圈梁外，沿应在吊车梁标高处或墙体适当部位增设一道圈梁；当外墙高度在15m以上时，还应根据墙体高度适当增设。对于有振动设备的厂房，除满足上述要求外，每隔4m距离，应有一道圈梁。圈梁应尽可能连续设置在墙体的同一平面内，除伸缩缝处不得不切断外，其余部分应沿整个厂房形成封闭状。当圈梁被门窗洞口切断时，应在洞口上部设置一道附加圈梁，附加圈梁的截面尺寸不应小于被切断的圈梁，搭接长度应不小于圈梁与附加圈梁高差的两倍。圈梁的宽度宜与墙体厚度等同，当墙厚d＞240mm时，≥2/3d。圈梁的高度不应小于120mm，纵向钢筋一般可采用4φ10～4φ12,箍筋不少于φ6@300,混凝土强度C15.12.2结构组成和布置3.连系梁单层厂房的外墙一般做成自承重墙，不宜设置墙梁（亦称连系梁）。当墙的高度超过一定限度（例如15m以上），墙体的砌体强度不足以承受本身自重时，需要在墙下布置连系梁。连系梁两端支承在柱牛腿上，并通过牛腿将墙体荷载传给柱子。连系梁除支承墙体重量外，还起到连系纵向柱列、增强厂房纵向刚度、传递纵向水平荷载的作用。连系梁与柱之间采用螺栓或焊接连续。12.2结构组成和布置4.基础梁当墙体的砌体强度足以承受墙体自重时，可采用基础梁将墙体重量传给柱基，而不另作墙体基础。这是因为柱的荷载较大，而自承重墙的重量较轻，两者基础的沉降值往往相差较多，如果构造处理不当，会使墙面开裂，影响生产使用。外墙基础梁一般设置在边柱的外侧，基础梁顶面至少低于室内地面50mm。基础梁底部距土层表面应预留100mm左右空隙，使基础梁可以随柱一起沉降。基础梁一般不要与柱连接，将梁直接放置在柱基础的杯口上即可。当基础埋置较深时，可将基础梁放在混凝土垫块上面。5.过梁当墙上有门窗洞口时，要设置钢筋混凝土过梁承托门窗洞口上部的墙体重量。单独设置的过梁宜采用预制构件，两端搁置在墙体上的支承长度不宜小于240mm。在进行厂房围护结构的布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起来，使一种梁能起到两种梁甚至三种梁的作用，以简化构造，节约材料，方便施工。12.2结构组成和布置有吊车厂房，屋架下弦底面标高由设备的高度和吊车需要的高度确定，并可用下式表达：H=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7或H=h1+h2+h8+h5+h6+h7取两个数值中的较大者，并符合模数。厂房的高度，指的是屋架下弦下皮（或屋盖结构最低构件的下皮）以及吊车轨顶距室内地面的高度，分别是以屋架下弦底面标高和轨顶标高表示（室内地面标高为±0.000）。无吊车厂房，屋架下弦底面标高由设备的高度和生产需要的使用高度确定。有吊车厂房H=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7或H=h1+h2+h8+h5+h6+h7h1——最高设备的高度；h2——超越安全高度（≥500mm）；h3——最高吊物高度，h4——吊索最小高度（由工艺设计人确定）；h5、h6——吊车底、顶至吊车轨顶高度（查起重机手册）；h7——吊车行驶安全高度（≥220mm）；h8——司机室底至吊车底高度（查起重机手册）。13.2结构组成和布置轨顶标高由工艺确定，结构设计需要确定柱顶标高和牛腿标高。柱顶标高和牛腿标高（自地面算起）应满足模数（300mm）要求，为此轨顶实际标高与工艺要求标高可存在±200mm。柱顶标高和牛腿标高应满足模数（300mm）要求，为此轨顶实际标高与工艺要求标高可存在±200mm。吊车顶端与屋架下弦距离（净空）≥220mm柱顶标高=轨顶标高+吊车高度+净空柱顶标高=13.2+2.3+0.22=15.72取15.9柱顶标高=轨顶标高+吊车高度+净空柱顶标高=9.9+2.5+0.22=12.62，取12.9；柱顶标高=7.8+2.14+0.22=10.16，取10.2牛腿标高=轨顶标高-（吊车轨道+垫层高度+吊车梁高度）牛腿标高=9.9-（0.176+1.2）=8.524，取8.4牛腿标高=7.8-（0.176+0.9）=6.724，取6.7厂房为多跨时，应尽可能采用等跨2400024000窗洞窗洞窗洞图5圈梁2.4构件选型与截面尺寸的确定一.屋盖结构构件1.屋面板2.檩条3.屋架4.天窗架和托架二.吊车梁三.柱1.柱的形式：单肢柱、双肢柱便于厂房的定型化，设计时可按柱截面高度(H)选截面，其形式有：p.112表2.4.1h≤600mm→矩形H=600~800mm→矩形或工字型H=900~1400mm→工字型H＞1400mm→双肢柱2.矩形、工字形截面柱的截面尺寸确定b、h见P.113表2.4.2，表2.4.3，表2.4.4四.柱下独立基础1.基础类型2.基础尺寸初步拟定基础底面尺寸1）轴心受压柱下基础fAdAFAGFpmdfFAm2）偏心受压基础WAAGFpmaxminM—作用于基础地面的力矩设计值；W—基础底面面积的抵抗矩，W=ba2/6，a基础在弯矩作用方向的长度。通常采用试算法来确定偏心受压基础，先按轴心基础底面积扩大20~40%，dfFAm)4.1~2.1(然后验算：fppp2minmaxfp2.1max确定基础高度根据工程经验、构造要求初步确定，还应根据柱与基础交接处混凝土抗冲切承载力，进行抗冲切验算13.2结构组成和布置本节重点1、掌握单层厂房中常用支撑的形式和一般布置原则；2、掌握单层厂房轴线定位原则及厂房高度确定方法；3、掌握单层厂房承担的荷载形式及传递路线。