建筑結(jié)構(gòu)第七章鋼筋混凝土單層廠房老師課用

建筑結(jié)構(gòu)第七章鋼筋混凝土單層廠房

本章內(nèi)容7.1

單層廠房的結(jié)構(gòu)組成及受力特點(diǎn)7.2單層廠房的結(jié)構(gòu)布置7.2

單層廠房的支撐體系7.3

主要構(gòu)件的類型及與柱的連接一、單層廠房特點(diǎn)根據(jù)不同使用要求，工業(yè)廠房可設(shè)計(jì)為單層廠房和多層廠房。與多層廠房相比較，單層廠房特點(diǎn)：（1）從建筑上講，要求構(gòu)成較大的空間。單層廠房是冶金、機(jī)械等車間的主要型式之一。為了滿足在車間中放置尺寸大、較重型的設(shè)備生產(chǎn)重型產(chǎn)品，要求單層廠房適應(yīng)不同類型生產(chǎn)的需要，構(gòu)成較大的空間。

一、單層廠房特點(diǎn)與多層廠房相比較，單層廠房特點(diǎn)：（2）從結(jié)構(gòu)上講，要求單層廠房的結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠的承載能力。由于產(chǎn)品較重且外形尺寸較大。因此作用在單層廠房結(jié)構(gòu)上的荷載、廠房的跨度和高度都往往比較大，并且常受到來自吊車、動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的荷載的作用，要求單層廠房的結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠的承載能力。

結(jié)構(gòu)上，單層廠房的特點(diǎn)：①跨度大，高度大，構(gòu)件內(nèi)力大，截面尺寸大②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮動(dòng)荷載的影響③柱是承受荷載的主要構(gòu)件④基礎(chǔ)受力大，對地質(zhì)勘察的精度要求較高⑤擴(kuò)、改建更加方便⑥能適應(yīng)各種類型的生產(chǎn)，應(yīng)用范圍廣，如：廠房、劇場、會(huì)堂、實(shí)驗(yàn)室等按承重結(jié)構(gòu)材料的不同，工業(yè)廠房可分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房、鋼結(jié)構(gòu)廠房、混合結(jié)構(gòu)廠房。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)單層廠房按主要承重結(jié)構(gòu)形式分為排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)，如圖9.1所示。

排架結(jié)構(gòu)由屋架（或屋面梁）、柱、基礎(chǔ)組成，其中柱與基礎(chǔ)剛接，而屋架（或屋面梁）與柱鉸接。

二、單層廠房的結(jié)構(gòu)組成剛架結(jié)構(gòu)是指梁或屋架與柱剛性連接的結(jié)構(gòu)。常用的剛架結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土門式剛架結(jié)構(gòu)、鋼框架結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)門式剛架。

圖9.1鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)的基本類型常用的剛架是門式剛架三鉸剛架靜定結(jié)構(gòu)地基發(fā)生不均勻沉降時(shí)，無附加應(yīng)力結(jié)構(gòu)剛度較小常用的剛架是門式剛架兩鉸剛架一次超靜定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)剛度較大門式剛架、單層廠房排架結(jié)構(gòu)的組成

鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層廠房通常由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊車梁、連系梁、柱和基礎(chǔ)等構(gòu)件組成。視屏鋼結(jié)構(gòu)廠房??！其中，橫向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等構(gòu)件組成橫向承重體系，稱為橫向排架；

縱向柱列、吊車梁、連系梁、柱間支撐、柱基等構(gòu)件組成縱向承重體系，稱為縱向排架。（書本220頁）

(1)屋蓋結(jié)構(gòu)

屋蓋結(jié)構(gòu)由以下構(gòu)件組成：屋面板、天窗架、屋架（或屋面梁）、托架。屋蓋結(jié)構(gòu)分為有檁體系和無檁體系兩種。大型屋面板直接支承（焊接）在屋架或屋面梁上稱為無檁體系，而小型屋面板（瓦材）支承在檁條上，檁條又支承在屋架上，稱為有檁體系。屋蓋的主要作用是承受屋面荷載、雪荷載、積灰荷載、自重等荷載，并將這些荷載傳給柱。(2)橫向排架

橫向排架是主要承重結(jié)構(gòu)，主要承受豎向荷載（結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載、豎向吊車荷載等）和橫向水平力（風(fēng)荷載、吊車橫向制動(dòng)力、地震作用），如圖9.3。(3)縱向排架縱向排架一方面承受著縱向水平荷載（屋蓋結(jié)構(gòu)傳來縱向風(fēng)荷載、吊車縱向制動(dòng)力、縱向水平地震力等），另一方面還起著保證結(jié)構(gòu)縱向剛度和穩(wěn)定的作用，如圖9.4。(4)吊車梁主要承受吊車荷載（包括豎向荷載、橫向和縱向水平荷載），并通過牛腿把它傳給橫向排架或縱向排架，同時(shí)起著連系縱向柱列的作用。(5)支撐包括柱間支蜻撐和屋浴蓋支撐，其主要討作用是加旁強(qiáng)結(jié)構(gòu)的杰空間剛度嬸和穩(wěn)定性撇，同時(shí)傳皇遞風(fēng)荷載批、吊車縱兩向水平荷袋載。(6)連系梁批、基礎(chǔ)柄梁和抗憤風(fēng)柱連系梁和立基礎(chǔ)梁一碧方面承受嗚外墻的荷設(shè)載，另一鉛方面也起徒著形成縱簡向排架的種作用。設(shè)災(zāi)置在山墻貞的抗風(fēng)柱傅主要作用俊是將山墻稼上的風(fēng)荷闊載傳遞給陪屋蓋和基遵礎(chǔ)。(7)基礎(chǔ)基礎(chǔ)承受認(rèn)排架以及攻基礎(chǔ)梁傳晃來的荷載魔，并將這難些荷載傳濟(jì)給地基。待單層廠房援所受的荷嚷載及其傳辭遞路線如圖9.5。圖9.2鋼筋混桐凝土排挺架結(jié)構(gòu)哭單層廠邊房圖9.3單層廠房樹橫向平面墊排架及其元荷載示意區(qū)圖圖9.4縱向平面藏排架結(jié)構(gòu)侮示意圖圖9.5單層廠房女的荷載傳落遞路線7.2單層廠指房結(jié)構(gòu)晴布置廠房結(jié)捆構(gòu)主要尺寸和標(biāo)捏高符合廠罵房建筑鍵模數(shù)規(guī)扔定，以100魂mm為基本單侮位，用“M”表示1、柱網(wǎng)布糊置柱網(wǎng)：縱、橫罪向定位棗軸線在牌平面上祖排列形臘成的網(wǎng)廁格A、柱網(wǎng)趕布置原炒則B、定位脾軸線確嗓定1、柱網(wǎng)薯布置A、柱網(wǎng)筒布置原則確定廠房臟跨度和柱錘距，原則：①符合左生產(chǎn)工般藝、正城常使用芝的要求②建筑睬結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理③結(jié)構(gòu)賞形式和濱施工方夾法先進(jìn)逝、合理④符合廠糧房建筑模仰數(shù)統(tǒng)一化免基本原則《廠房建蛙筑摸數(shù)約協(xié)調(diào)標(biāo)專準(zhǔn)》（GBJ6席-86）⑤適應(yīng)生肉產(chǎn)發(fā)展和繭技術(shù)革新蔥的要求1、柱網(wǎng)布管置B、定位蜘軸線確岸定①定位軸拔線距離與榜主要構(gòu)件標(biāo)志尺脈寸一致，符合建筑駝模數(shù)柱網(wǎng)模數(shù)A、跨度：當(dāng)L≤18單m，采用階擴(kuò)大模播數(shù)30M數(shù)列當(dāng)L＞18m，采用擴(kuò)離大模數(shù)60M數(shù)列B、柱距：排架柱柱霸距采用60M數(shù)列，抗風(fēng)柱腎柱距臣采用15M數(shù)列1、柱網(wǎng)布躺置A定位軸線②橫向定葡位軸線貢：確定柱距一般通過媽柱截面幾和何中心，有例外橫向定位薄軸線山墻內(nèi)橋第一排甜柱中心彩內(nèi)移600m淡m例外：山墻內(nèi)蹦第一排明柱中心還內(nèi)移600m介m，端部橫喜向定位鐮軸線與喝山墻內(nèi)與邊緣重宇合③縱向定位維軸線：確定跨度一般通艦過縱墻鼓內(nèi)緣(或排架柱湖外緣)縱向定位骨軸線2、變形福縫伸縮縫巴、沉降閱縫、防擊震縫，欺三縫合做一縱向伸縮否縫采用縱全向軸線雙虎柱做法3、廠房高乎度和跨度①廠房疑高度室內(nèi)地面年至柱頂?shù)亩骄嚯x，采策用3M數(shù)列室內(nèi)地面抹至牛腿面蝴高度，采案用3M數(shù)列高度在7.2m以上時(shí)肉，宜采家用7.8辨m、8.4m、9.0面m、9.6瘦m剖面布置誰：A、牛腿頂面坊標(biāo)高=吊車軌頂臟標(biāo)高（標(biāo)慘志標(biāo)高）-吊車梁偉端部高輩度-吊車軌負(fù)道聯(lián)結(jié)伴高度B、柱頂標(biāo)綠高=軌頂標(biāo)數(shù)高（實(shí)索際標(biāo)高削）+軌頂至疫小車頂躁高度+安全高度倆（220m舍m）3、廠房高膀度和跨度①廠房倍高度三、支燒撐布置支撐體佳系：聯(lián)悄系屋架沿、柱等節(jié)主要構(gòu)嬸件使之阻構(gòu)成整瓦體分類：①玻屋蓋支撐拘②柱間支例撐作用：①保證喂結(jié)構(gòu)構(gòu)消件的穩(wěn)截定與正校常工作②增強(qiáng)勸廠房的整體穩(wěn)定紅性和空間剖剛度③把有些雜水平荷載守傳遞到主止要承重構(gòu)缸件④為屋灣架弦桿爽提供側(cè)瞎向支撐幼點(diǎn)，減梅少計(jì)算天長度具體布置醬方法、構(gòu)沃造細(xì)節(jié)參欣閱有關(guān)標(biāo)材準(zhǔn)圖集7.3單層廠霉房的支抄撐體系在裝配董式單層殲廠房結(jié)素構(gòu)中，考支撐不踐是主要丑承重構(gòu)根件，但屋卻是聯(lián)拆系各主斜要承重耳構(gòu)件以零構(gòu)成整體廠房來空間結(jié)構(gòu)的重要非組成部它分，對老廠房的剛度和研穩(wěn)定性起著很重翠要的作用淺。支撐的往作用是場：使廠房指形成空嶼間骨架同，保證農(nóng)廠房的聯(lián)空間剛松度；保敬證結(jié)構(gòu)驚構(gòu)件的宿穩(wěn)定；京傳遞水屯平荷載法。包括屋架上弦纏、下弦橫攪向水平支喚撐，屋架止縱向水平州支撐，垂風(fēng)直支撐和纖水平系桿。(1)屋架垂直者支撐及水嗓平系桿屋架垂直鴿支撐是指兩進(jìn)個(gè)屋架捕之間沿凈縱向設(shè)櫻置在豎具向平面劣內(nèi)的支角撐，水剝平系桿胳是指兩除個(gè)屋架劍之間沿枝縱向設(shè)少置的水瞧平桿，如圖9.6。屋架垂直估支撐和水偷平系桿的土作用是保證屋架剩在安裝和坡使用階段摟的側(cè)向穩(wěn)蒸定，增加旨廠房的整降體剛度。7.3憂.1屋蓋支串撐垂直支叛撐的布倦置原則圈為：①當(dāng)屋架挨跨度小震于18m，且無持天窗時(shí)駐，可不設(shè)垂獎(jiǎng)直支撐和誰水平系桿，有天窗叼時(shí)，可在蔥屋架節(jié)點(diǎn)銀處設(shè)置一悶道水平系展桿；當(dāng)屋架跨托度大于18m且不超過30m時(shí)，應(yīng)在具屋架跨中酒設(shè)置一道垂直污支撐和水宴平系桿，垂直召支撐布餃置在廠桂房端部厘以及伸艘縮縫的朱第一或員第二柱姿間，如產(chǎn)果不是錢三角形宴屋架而戲是梯形輸屋架，們在支座保處也應(yīng)掙布置垂作直支撐緩，如圖9.6耽(a)。②當(dāng)屋架跨譯度大于30m，除按復(fù)照18～30m跨度布置巴外，還應(yīng)保在屋架跨視度1／3左右節(jié)點(diǎn)促處設(shè)置兩道垂吹直支撐感和水平退系桿，如圖9.6(輩b)。水平系桿飯布置原則違：當(dāng)采用大諒型屋面板旅時(shí)，應(yīng)在搬未設(shè)置支澡撐的屋架刻間相應(yīng)于磨布置垂直顫支撐平面鄭的屋架下融弦和屋架鹽上弦節(jié)點(diǎn)矩處設(shè)置通長的責(zé)水平系啦桿。如果鉛為有檁購體系，愛上弦節(jié)樹點(diǎn)處的污水平系亦桿可用鳳檁條代壁替，僅挽在下弦雹設(shè)置，如圖9.7。(3)屋架下盈弦橫向挑水平支寸撐屋架下弦百橫向水平塞支撐的作用是餐：將作用貌在屋架私下弦的跨縱向水秒平力傳志遞給縱助向排架間柱，保程證屋架蔥下弦的果側(cè)向穩(wěn)貢定。當(dāng)屋架艷下弦設(shè)軍有懸掛漠吊車或濕山墻抗封風(fēng)柱與貴屋架下掠弦連接問，或吊弦車噸位省大、振蔬動(dòng)荷載覺大時(shí)，秀均應(yīng)設(shè)性置屋架亦下弦橫寸向水平婆支撐，如圖9.8。(4)屋架縱異向水平市支撐屋架縱向括水平支撐泥常設(shè)置在挪屋架下弦斯的端部節(jié)麗間，并與膊下弦橫向掠水平支撐適組成封閉漿的支撐體護(hù)系（圖9.8），以初利于增餅強(qiáng)廠房眠的整體包性。當(dāng)藍(lán)廠房設(shè)躲有托架教或50k帥N以上的壁妨行吊車，問或吊車噸跌位大、振充動(dòng)荷載大教時(shí)，均須紀(jì)設(shè)置屋架膜間的縱向肝水平支撐盟。當(dāng)屋蓋結(jié)刷構(gòu)中設(shè)有為托架，且深沒有保證吃托架上弦銹穩(wěn)定的特拉殊結(jié)構(gòu)措研施時(shí)，應(yīng)毒沿托架的蓄一側(cè)設(shè)置學(xué)下弦縱向查水平支撐葛，如圖9.9。(5)天窗架春支撐天窗架耐支撐的作用是保證天窗勁架平面外丙的穩(wěn)定性性，以將天瞎窗端壁的話水平風(fēng)荷孔載傳遞給河屋架。天窗架支鮮撐應(yīng)盡可窩能與屋架也上弦支撐賄布置在同姿一柱間，如圖9.1掙0。圖9.6垂直支撐嘴和水平系劉桿的布置（a）跨度大注于18m小于30m；(b)跨度大慮于30m圖9.7上弦橫向介水平支撐(a)有天窗送時(shí)；（b）無天菜窗時(shí)圖9.8屋架下約弦水平求支撐圖9.8屋架下弦哥水平支撐圖9.9托架的下休弦縱向水讓平支撐柱間支浸撐按位征置分為上柱柱間串支撐和下柱柱間段支撐。前者的作百用是抵抗山癢墻傳來啄的風(fēng)荷柏載；后者的作菜用是承受上窯部支撐熱傳來的垮力和吊旨車的縱丙向制動(dòng)湯力。柱悅間支撐瓣還起著后增強(qiáng)廠渡房的縱抓向剛度毯和穩(wěn)定攏性的作屈用。柱間支撐跡應(yīng)布置在來廠房伸縮悠縫區(qū)段的兔中部，以辯減少溫度壓應(yīng)力，上飛柱柱間支摧撐可設(shè)置歸在廠房兩火端的第一吩柱間，以辱便直接傳拳遞山墻傳距來的荷載煎，如圖9.11。7.3陪.2柱間支撐非地震區(qū)劣的單層廠退房，當(dāng)屬紡下列情況熄之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置姑柱間支取撐：(1)設(shè)有懸樂臂式吊蘭車，或30kN及以上傍的懸掛領(lǐng)式吊車政；(2)設(shè)有重稍級(jí)工作鼠制吊車門，或設(shè)英有中、芹輕級(jí)工干作制吊廳車，其艦起重量宣均在100睡kN及其以勉上；(3)廠房的束跨度在18m及以上，守或柱高在8m以上；(4)廠房縱向容列柱在7根以上嗓；(5)露天吊車目棧橋的柱擦列。圖9.1絲式1柱間支撐土布置7.4主要構(gòu)件滔的類型及沸與柱的連員接(1)屋面板單層廠房噴常用的屋跟面板類型成和特點(diǎn)見表9.1。其中第1～3種適用于虹無檁體系灘屋蓋；第4、5種適用己于有檁扭體系屋栗蓋，需配合表9.2的檁條使雕用。檁條的作垂用是支撐小型跡屋面板并蛾把屋面板拆上的荷載庫傳遞到屋孕架。常見島的檁條類恐型見表9.2。7.4.僵1主要構(gòu)拖件的類跌型(2)屋架與屋騙面梁屋架和兔屋面梁密是廠房該結(jié)構(gòu)最央主要的壯承重構(gòu)焰件之一撲，常用祥的屋架翼形式、庸跨度、啊特點(diǎn)及赴適用條耍件見表9.3。(3)吊車梁吊車梁是叮廠房結(jié)構(gòu)丑中承受吊聾車荷載的徒構(gòu)件，常陷用的吊車?yán)@梁及適用劉條件見表9.4。(4)柱柱是單層嶺工業(yè)廠房吧中主要的莊承重構(gòu)件夜，其常用孟截面形式肅有矩形截跟面、工字求形截面以適及雙肢柱智截面等，見圖9.12。矩形齡柱外形進(jìn)簡單，羨施工方視便，但框自重大由，浪費(fèi)免材料，煤僅用于猾一般小雄型廠房寫或上柱薪，截面久高度小魔于500m約m；工字蓋形柱受托力合理料，節(jié)省東材料，擦自重較評輕，廣飽泛用于司各類中喜型廠房暗，截面睜高度為600～1200療mm；雙肢柱炭較工字形座柱更節(jié)省惕材料，適嬌用于重型僚廠房。(5)基礎(chǔ)單層廠房纖常用柱下柜獨(dú)立基礎(chǔ)富（圖9.13），這額種基礎(chǔ)臨分為階問形和錐廣形兩種悲形式。信由于其嫂與預(yù)制暢柱的連好接部分危做成杯呆口，故蟻也稱為護(hù)杯口基務(wù)礎(chǔ)。由淡于地質(zhì)作條件的即影響，沙需要基售礎(chǔ)深埋巡壽，但為惡了方便條施工，春要求柱薪子有統(tǒng)松一的長站度，為攤此，需線將杯口俘升高，雞形成高鏟杯口基精礎(chǔ)。高懼杯口基和礎(chǔ)由杯丸口、短園柱、底姻板組成哪。當(dāng)上部暢荷載較深大、地葬基承載格力較低捏或地質(zhì)希條件不岡好時(shí)，診也常采目用柱下荒條形基姨礎(chǔ)或樁束基礎(chǔ)，如圖9.14所示。表9.1屋面板類晃型表表9.2鋼筋混廣凝土檁肺條類型表9.3鋼筋混凝雕土屋架類析型表9.4鋼筋混凝攻土吊車梁蛾類型圖9.1嫌2柱的截面槳形式（a）矩形嘉截面柱漲；(b)工字形截糾面柱；(c)平腹桿拖雙肢柱端；(d)斜腹桿雙冠肢柱圖9.13柱下獨(dú)立晴基礎(chǔ)的形厲式（a）階形聾基礎(chǔ)；雕（b）錐形肺基礎(chǔ)；柿（c）高杯灑口基礎(chǔ)圖9.1概4樁基礎(chǔ)(1)屋架與柱食的連接屋架與柱見的連接方裂法有焊接和梨螺栓連包接兩種，如圖9.15。焊接法是在屋架猾（或屋面部梁）端部疲支承部位懂的預(yù)埋件油底部焊上章一塊墊板苦，待屋架蠢（或屋面叉梁）端部帽就位矯正真后，與柱遺預(yù)埋鋼板抱焊接牢固勇。螺栓連接葉方式是在柱做頂伸出預(yù)埋螺栓，在屋架丑（或屋面哨梁）端部蘭支承部位也焊上帶有住缺口的支雅承鋼板，畫就位矯正爆后，用螺橡母擰緊。鋼7.4.萍2構(gòu)件與勤柱的連行接(2)吊車梁與楚柱的連接塔吊