單層廠房結構體系概述(共67p)課件

1、第11章 單層廠房結構 單層廠房結構類型和結構體系 結構組成和荷載傳遞 排架計算 內(nèi)力組合和排架柱設計 柱下獨立基礎第1頁，共68頁。11.1 單層廠房結構類型和結構體系k單層廠房依據(jù)其跨度、高度和吊車起重量等因素可采用混合結構、混凝土結構或鋼結構。一、結構類型第2頁，共68頁。k混合結構：無吊車或吊車噸位不超過5t，跨度在15m以內(nèi)，柱頂標高不超過8m且無特殊工藝要求的小型廠房，可采用由磚柱、鋼筋混凝土屋架或輕鋼屋架組成的混合結構；鋼結構：廠房內(nèi)有重型吊車（如吊車起重量大于150t ）、跨度大于36m或有特殊工藝要求的大型廠房，可采用全鋼結構或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的結構。除上述情況以外

2、的單層工業(yè)廠房，一般采用混凝土結構。而且除特殊情況外，一般均采用裝配式鋼筋混凝土結構。第3頁，共68頁。k裝配式鋼筋混凝土排架結構是單層工業(yè)廠房最廣泛的一種結構形式，它由屋架或屋面梁、柱和基礎所組成。柱頂與屋架為鉸接，柱底與基礎頂面為固接。分等高、不等高；單跨或多跨等多種形式。二、結構體系 排架結構和剛架結構第4頁，共68頁。k 圖1.3.2圖1.3.3 騰15-3第5頁，共68頁。k鋼筋混凝土結構的跨度可超過30m，高度可達2030m或更大，吊車噸位可達150t甚至更大。第6頁，共68頁。門架的缺點：（1）剛度較差，承載后會產(chǎn)生跨變，梁柱的轉角處易產(chǎn)生早期裂縫。（2）翻身、吊裝和對中就位均比

3、較麻煩，其應用受到一定限制。k門架的優(yōu)點：梁柱合一，構件種類少，制作簡單，結構輕巧，當廠房的跨度和高度均較小時其經(jīng)濟指標優(yōu)于排架結構。第7頁，共68頁。k門架結構一般適用于屋蓋較輕的無吊車或吊車噸位不超過10t，跨度不超過18m，檐口高度不超過10m的中、小型單層廠房或倉庫等。第8頁，共68頁。單層廠房是一個復雜的空間受力體系。由屋蓋結構，縱、橫向平面排架及圍護結構組成。k12.2 結構組成和布置一、結構組成第9頁，共68頁。第10頁，共68頁。第11頁，共68頁。k1、屋蓋結構：由排架柱頂以上部分各構件（包括屋面板、天窗架、屋架、托架等）所組成。作用：主要是圍護和承重（承受屋蓋結構的自重、屋

4、面活載、雪載和其它的荷載，并將這些荷載傳給排架柱），以及采光和通風。第12頁，共68頁。k屋蓋類型：無檁體系、有檁體系屋蓋類型：無檁體系、有檁體系無檁體系：由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋蓋支承系統(tǒng)所組成，有時還包括天窗架和托架等構件。特點：屋面剛度大、整體性好、構件數(shù)量和種類較少、施工速度快，是單層廠房中應用較廣泛的一種屋蓋形式。第13頁，共68頁。k屋蓋類型：無檁體系、有檁體系有檁體系：由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支承所組成。特點：這種屋蓋的構造和荷載傳遞都比較復雜，整體性和剛度也較差，適用于一般中、小型廠房。第14頁，共68頁。k第15頁，共68頁。k、縱、橫向平面排架：橫向平面排架由橫

5、梁（屋架或屋面梁）和橫向柱列（包括基礎）所組成，是廠房的基本承重結構。作用：將廠房中的豎向荷載（包括結構自重、屋面活載、雪載和吊車豎向荷載等）及橫向水平荷載（包括風載、吊車橫向制動力、橫向水平地震作用等）傳給基礎和地基。第16頁，共68頁。第17頁，共68頁。k縱向平面排架：由連系梁、吊車梁、縱向柱列（包括基礎）和柱間支撐等組成。作用：保證廠房結構的縱向穩(wěn)定性和剛度，承受吊車縱向水平荷載、縱向水平地震作用、溫度應力以及作用在山墻及天窗架端壁并通過屋蓋結構傳來的縱向風荷載等。第18頁，共68頁。第19頁，共68頁。k、圍護結構包括縱墻、橫墻（山墻）、抗風柱、連系梁、基礎梁等構件。這些構件所承受的

6、荷載主要是墻體和構件的自重以作用在墻面上的風荷載。第20頁，共68頁。第21頁，共68頁。k二、荷載傳遞豎向荷載第22頁，共68頁。k橫向水平荷載第23頁，共68頁。k縱向水平荷載第24頁，共68頁。單層廠房中的橫向排架是主要承重結構！屋架、吊車梁、排架柱和基礎是主要承重構件！第25頁，共68頁。k包括平面布置、支撐布置及圍護結構布置三、結構布置第26頁，共68頁。1、廠房平面布置（1）柱網(wǎng)布置：廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線所形成的網(wǎng)格，稱為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定縱向定位軸線之間（跨度）和橫向定位軸線（柱距）的尺寸。布置原則：首先應滿足生產(chǎn)工藝及作用要求，在此前提下力求建筑平面和結構方案經(jīng)濟

7、合理。另外，還應遵守廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則的規(guī)定，為廠房設計標準化、生產(chǎn)工廠化和施工機械化創(chuàng)造條件。第27頁，共68頁。k第28頁，共68頁。（2）變形縫：常設溫度縫、抗震縫及沉降縫第29頁，共68頁。第30頁，共68頁。2、支撐布置為了保證廠房在施工和使用過程中的可靠性，需設置各種支撐。（1）屋蓋支撐（2）柱間支撐第31頁，共68頁。包括上、下弦橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐與縱向水平系桿、天窗架支撐等。（1）屋蓋支撐第32頁，共68頁。是沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架上弦桿共同構成的水平桁架。作用：保證屋架上弦桿在平面外的穩(wěn)定和屋蓋縱向水平剛度。同時還作為山墻抗風柱頂端的水平

8、支座，承受山墻傳來的風荷載和其他縱向水平荷載，并將其傳至廠房的縱向柱列。（a）上弦橫向水平支撐第33頁，共68頁。第34頁，共68頁。當屋蓋結構的縱向水平面內(nèi)剛度不足，具有以下情況之一時，具有以下情況之一時，應設置上弦橫向水平支撐。1）跨度較大的無檁體系屋蓋，當屋面板與屋架連接的焊接質(zhì)量不能保證，且山墻抗風柱將風荷載傳至屋架上弦時，應設置上弦橫向水平支撐；2）若能保證大型屋面板與屋架或屋面梁有三點焊接且屋面板縱肋間的空隙用C15或C20細石混凝土灌實，則可認為無檁體系屋蓋剛度相當大，無須設置上弦橫向水平支撐。第35頁，共68頁。第36頁，共68頁。3）屋面設置了天窗且天窗通到廠房端的第二柱間或

9、通過伸縮縫時，應在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設置上弦橫向水平支撐；并在天窗范圍內(nèi)沿縱向設置一至三道通長的受壓系桿。4）當采用鋼筋混凝土拱形或梯形屋架的屋蓋系統(tǒng)時，應在每一個伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間布置上弦橫向水平支撐。第37頁，共68頁。第38頁，共68頁。在屋架下弦平面內(nèi)，由交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦桿組成的水平桁架，稱為。作用：將山墻風荷載及縱向水平荷載傳至縱向柱列，同時防止屋架下弦的側向振動。（b）下弦橫向水平支撐第39頁，共68頁。當具有以下情況之一時，應設下弦橫向水平支撐（一般宜設于廠房端部及伸縮縫處第一柱間），并宜與上弦橫向水平支撐設置在同一柱間，以形成空間桁架體系。1）山墻

10、抗風柱與屋架下弦連接，縱向水平力通過下弦傳遞時；2）廠房內(nèi)有較大的振動源，如設有硬鉤橋式吊車或5t及其以上的鍛錘時；3）有縱向運行的懸掛吊車（或電葫蘆），且吊點設在屋架上弦時，可在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設置。第40頁，共68頁。、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐第41頁，共68頁。由交叉角鋼，直腹桿和屋架下弦第一節(jié)間組成的縱向水平桁架，稱為下弦縱向水平支撐。作用：加強屋蓋結構的橫向水平剛度。（c）縱向水平支撐第42頁，共68頁。當廠房內(nèi)設有軟鉤橋式吊車但廠房高度大、吊車噸位較重（如等高多跨廠房柱高大于15m,吊車工作級別為A4，A5起重量大于50t）、或廠房內(nèi)設有硬鉤橋式吊車、或設有大于5t

11、懸掛吊車、或設備以及廠房內(nèi)因抽柱或柱距較大而需設置托架時，應在屋架下弦端節(jié)間沿廠房縱向通長或局部設置一道下弦縱向水平支撐。當設置下弦縱向水平支撐時，為了保證廠房空間剛度，必須同時設置相應的下弦橫向水平支撐，形成封閉的水平支撐系統(tǒng)。第43頁，共68頁。由角鋼桿件與屋架直腹桿組成的垂直桁架，稱為屋蓋垂直支撐。其形式為十字交叉形或W形。作用：保證屋架承受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳遞縱向水平力，因而應與下弦橫向水平支撐布置在同一柱間內(nèi)。（d）垂直支撐和水平系桿第44頁，共68頁。上弦水平系桿：保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側向穩(wěn)定；下弦水平系桿：防止在吊車或有其他水平振動時屋架下弦發(fā)生側向顫動。第45頁

12、，共68頁。1）當廠房跨度小于18m且無天窗時，一般可以不設垂直支撐和水平系桿。2）當廠房跨度為1830m，屋架間距為6m，采用大型屋面板時，應在每一道伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間設置一道垂直支撐；跨度大于30m時，應在屋架跨度1/3左右的節(jié)點處設置兩道垂直支撐； 當屋架部部高度大于1.2m時，還應在屋架兩端各布置一道垂直支撐。3）當廠房伸縮縫區(qū)段大于90m時，還應在柱間支撐柱內(nèi)增設一道垂直支撐。第46頁，共68頁。第47頁，共68頁。1) 當屋蓋設置垂直支撐時，應在未設置垂直支撐屋架間，在相應于垂直支撐平面內(nèi)的屋架上弦和下弦節(jié)點處，設置通長的水平系桿。2) 凡設在屋架端部柱頂處和屋架上弦屋脊

13、節(jié)點處的通長水平系桿，均應休用剛性系桿，其余均可采用柔性系桿。第48頁，共68頁。包括天窗架上弦橫向水平支撐和天窗架間的垂直支撐，用以保證天窗架上弦的側向穩(wěn)定和將天窗端壁上的風荷載傳給屋架。（e）天窗架支撐第49頁，共68頁。1）天窗架上弦橫向水平支撐和垂直支撐一般均設置在天窗端部第一柱間內(nèi)。2）當天窗區(qū)段較長時，還應在區(qū)段中部設有柱間支撐的柱間內(nèi)設置垂直支撐。3）垂直支撐一般設置在天窗的兩側，當天窗架跨度12m時，還應在天窗中間豎桿平面內(nèi)設置一道垂直支撐；4）在未設置上弦橫向水平支撐的天窗架間，應在上弦節(jié)點處設置柔性系桿。第50頁，共68頁。第51頁，共68頁。它是縱向平面排架中最主要的抗側

14、力構件，其作用是承受由抗風柱和屋蓋橫向水平支撐傳來的山墻風載，由屋蓋結構傳來的縱向水平地震作用以及由吊車梁傳來的吊車縱向水平制動力，并將它們傳給基礎。（2）柱間支撐提高廠房結構的縱向剛度！第52頁，共68頁。對于有吊車的廠房，按其位置要分為上柱和下柱柱間支撐。1) 上柱柱間支撐位于吊車梁上部，它設置在伸縮縫區(qū)段兩端與屋蓋橫向水平支撐相對應的柱間以及伸縮縫區(qū)段中央或臨近中央的柱間，并在柱頂設置通長的剛性系桿以傳遞水平力。2) 下柱柱間支撐位于吊車梁下部，它設置在伸縮縫區(qū)段中部與上柱柱間支撐相應的位置，第53頁，共68頁。第54頁，共68頁。（1）設有吊車工作級別A6A8的吊車，或A1A5的吊車起

15、重量在10t或10t以上時； （2）廠房跨度大于或等于18m，或柱高大于或等于8m時；（3）廠房縱向柱的總數(shù)每列在7根以下時；（4）設有3t以上的懸掛吊車時；（5）露天吊車棧橋的柱列。當單層廠房有下列情況之一時，應設置柱間支撐。第55頁，共68頁。包括屋面板、墻體、抗風柱、圈梁、連系梁、過梁、基礎梁等構件。作用：承受風、積雪、雨水、地震作用，以及地基產(chǎn)生不均勻沉降所引起的內(nèi)力。三、圍護結構布置第56頁，共68頁。當廠房高度及跨度不大時（例如柱頂高度在8m以下，跨度為912m），可在山墻設置磚壁柱作為抗風柱；當廠房高度和跨度較大時，一般都采用鋼筋混凝土抗風柱，柱外側再貼砌山墻。當廠房高度很大時，

16、山墻所受的風荷載很大，為減小抗風柱的截面尺寸，可在山墻內(nèi)側設置水平抗風梁或鋼抗風桁架，作為抗風柱的中間支座。一部分風荷載將通過抗風梁或抗風桁架直接傳給縱向柱列。1、抗風柱第57頁，共68頁?？癸L柱與屋架的連接方式應滿足兩個要求：（1）在水平方向必須與屋架有可靠的連接以保證有效地傳遞風荷載； （2）在豎向方向應允許兩者之間產(chǎn)生一定的相對位移，以防止抗風柱與屋架沉降不均勻時產(chǎn)生不利影響?？癸L柱一般與基礎剛接，與屋架上弦鉸接；當屋架設有下弦橫向水平支撐時，也可與下弦鉸接或同時與上、下弦鉸接。第58頁，共68頁。第59頁，共68頁。圈梁位置：對無吊車廠房，當檐口標高小于8m時，應在檐口附近設置一道圈梁

17、； 當檐口標高大于8m時，宜增設一道； 對于有橋式吊車的廠房，除在檐口附近或窗頂附近處設置一道圈梁外，尚應在吊車梁標高處或墻體適當部位增設一道圈梁； 外墻高度大于15m時，還應適當增設。對于有振動設備的廠房，沿墻高的圈梁間距不應超過4m。圈梁應連續(xù)設置在墻體內(nèi)的同一水平面上，并盡可能沿整個廠房形成封閉狀。2、圈梁、連系梁、過梁和基礎梁第60頁，共68頁。3.3 結構布置-結構平面布置柱網(wǎng)布置定位軸線與主要構件的定位變形縫的設置第61頁，共68頁。柱網(wǎng)布置就是確定縱向定位軸線之間（跨度）和橫向定位軸線之間（柱距）的尺寸。原則：滿足生產(chǎn)工藝及使用要求；建筑平面和結構方案經(jīng)濟合理；保證結構構件標準化

18、和系列化。定位軸線：是確定廠房主要承重構件位置及其標志尺寸的基準線，同時也是施工放線和設備定位的依據(jù)。柱網(wǎng)布置第62頁，共68頁。第63頁，共68頁。第64頁，共68頁。第65頁，共68頁。聯(lián)系尺寸：取300的模數(shù)封閉結合非封閉結合第66頁，共68頁。h7不小于200mm; h2不小于500mm; 第67頁，共68頁。挫折的名言1、 我覺得坦途在前，人又何必因為一點小障礙而不走路呢？魯迅2、 “不恥最后”。即使慢，弛而不息，縱會落后，縱會失敗，但一定可以達到他所向的目標。魯迅3、 故天將降大任于是人也，必先苦其心志，勞其筋骨，餓其體膚，空乏其身，行拂亂其所為，所以動心忍性，曾益其所不能。戰(zhàn)勝挫

19、折的名言1、卓越的人一大優(yōu)點是：在不利與艱難的遭遇里百折不饒。貝多芬2、每一種挫折或不利的突變，是帶著同樣或較大的有利的種子。愛默生3、我以為挫折、磨難是鍛煉意志、增強能力的好機會。鄒韜奮4、斗爭是掌握本領的學校，挫折是通向真理的橋梁。歌德激勵自己的座右銘1、 請記得，好朋友的定義是：你混的好，她打心眼里為你開心；你混的不好，她由衷的為你著急。2、 要有夢想，即使遙遠。3、 努力愛一個人。付出，不一定會有收獲；不付出，卻一定不會有收獲，不要奢望出現(xiàn)奇跡。4、 承諾是一件美好的事情，但美好的東西往往不會變?yōu)楝F(xiàn)實。工作座右銘1、 不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。荀子勸學2、 反省不是去后悔，是為前進鋪路。3、 哭著流淚是怯懦的宣泄，笑著流淚是勇敢的宣言。4、 路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。屈原離騷5、 每一個成功者都有一個開始。勇于開始，才能找到成功的路。國學經(jīng)典名句1、知我者，謂我心憂，不知我者，謂我何求。（詩經(jīng)王風黍離）2、人而無儀，不死何為。 （詩經(jīng)風相鼠）3、言者無罪，聞者足戒。 （詩經(jīng)大序）4、他山之石，可以攻玉。 （詩經(jīng)小雅鶴鳴）5、投