鋼筋混凝土單層廠房

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(一)單層廠房的結(jié)構(gòu)類型

單層廠房是各類廠房中最根本的、應(yīng)用最普遍的一種；，它對(duì)各種類型的工業(yè)生產(chǎn)有較大的適應(yīng)性，如冶金和機(jī)械工業(yè)工廠中的軋鋼、煉鋼，鑄造，鍛壓、金工、裝配等車間，往往設(shè)有較重的機(jī)械和設(shè)備，產(chǎn)品較重且輪廓尺寸較大，因而大多采用單層廠房結(jié)構(gòu)。單層廠房按其主要承重結(jié)構(gòu)的材料分，有混合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。廠房無(wú)吊車或吊車起重量不超過(guò)50kN、跨度在15m以、柱頂標(biāo)高在5m以，

無(wú)特殊工藝要求的小型廠房，可采用混合結(jié)構(gòu)(磚柱、鋼筋混凝土屋架、木屋架或輕鋼屋架)。當(dāng)?shù)踯噰嵨辉?50kN(中級(jí)工作制)以上、跨度大于36m的大型廠房或有特殊工藝要求的廠房(如設(shè)有100kN以上鍛錘的車間以與高溫車間的特殊部位等)，一般采用鋼屋架、鋼筋混凝土柱或全鋼結(jié)構(gòu)。其他大局部廠房均可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。而且，目前除特殊情況外，均采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

單層廠房按主要結(jié)構(gòu)的受力形式分有排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)。

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鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)是由屋面梁或屋架、柱和根底所組成。柱與屋架鉸接，而與根底剛接(圖11-75)。根據(jù)廠房工藝和使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可做成等高(圖11-76b)、不等高(圖11-76c、d)等形式。鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的剛度大，耐久性和防水性好，施工方便，目前大多數(shù)廠房均采用這一類結(jié)構(gòu)。它的跨度可達(dá)30多米，高度可達(dá)20多米，吊車噸位可達(dá)1500kN甚至更大。

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圖11—77為鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架結(jié)構(gòu)，它一般用于跨度較大的廠房。當(dāng)以磚墻或磚垛代替鋼筋混凝土柱時(shí)，如此為磚排架結(jié)構(gòu)，一般用于輕型廠房，

目前常用的剛架結(jié)構(gòu)是裝配式鋼筋混凝土門式剛架：它是由梁或屋架與柱剛接為同一構(gòu)件，柱與根底一般為鉸接，使根底不受彎矩，減少根底用料，同時(shí)也可減少根底變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，圖11—78為鋼筋混凝土三鉸、兩鉸與無(wú)鉸門式剛架。

(二)單層廠房結(jié)構(gòu)組成和布置鋼筋混凝土單層廠房全文共2頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。

1．結(jié)構(gòu)組成鋼筋混凝土單層廠房全文共2頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。

裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)是目前單層廠房中最根本的、應(yīng)用比擬普遍的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)受力明確、設(shè)計(jì)與施工方便。它通常由如下構(gòu)件組成，并相互連成一整體(圖11-79)。

(1)屋蓋結(jié)構(gòu)、屋蓋結(jié)構(gòu)分無(wú)檁和有檁兩種體系。無(wú)檁體系由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋蓋支撐／所組成；有檁體系由小型屋面板、檁條、屋架(包括屋蓋支撐)組成，屋蓋結(jié)構(gòu)有時(shí)還設(shè)有天窗架，托架，屋蓋結(jié)構(gòu)起圍護(hù)和承重雙重作用。

(2)柱子。承受屋架、吊車梁、外墻和支撐傳來(lái)的荷載，把它們傳給根底。

(3)吊車梁。兩端簡(jiǎn)支在柱子牛腿上，主要承受吊車豎向和水平荷載。

(4)支撐。包括屋蓋支撐和柱間支撐，其作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度，并保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用階段的穩(wěn)定性，同時(shí)起傳遞風(fēng)載和吊車水平荷載或地震力的作用。

(5)根底。承受柱和根底梁傳來(lái)的荷載并將它傳至地基。

(6)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。包括縱墻與橫墻(山墻)以與由墻梁(有時(shí)還有抗風(fēng)梁與抗風(fēng)桁架)和根底梁等組成的墻架。它們主要是承受墻體和構(gòu)件的白重以與作用在墻面上的風(fēng)荷載。鋼筋混凝土單層廠房全文共3頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。

2．柱網(wǎng)布置鋼筋混凝土單層廠房全文共3頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。

廠房承重柱(或承重墻)的縱向和橫向定位軸線，在平面上排列所形成的網(wǎng)格，稱為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定縱向定位軸線之間(柱距)和橫向定位軸線之間(跨度)的尺

寸。確定柱網(wǎng)尺寸，即是確定柱的位置，同時(shí)也是確定屋面板、屋架和吊車梁等構(gòu)件的跨度并涉與到廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置。柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝流程的要求，并遵守國(guó)家有關(guān)廠房建筑統(tǒng)一模數(shù)制的規(guī)定，為廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的統(tǒng)一、通用與施工工廠化創(chuàng)造條件。

柱網(wǎng)布置的原如此一般為：

廠房跨度小于或等于18m時(shí)，應(yīng)采用3m的倍數(shù)；跨度大于18m時(shí)，應(yīng)采用6m的倍數(shù)。廠房柱距應(yīng)采用6m或6m的倍數(shù)。當(dāng)工藝布置有明顯的優(yōu)越性時(shí)，亦可采用21m、27m、33m的跨度和9m或其他柱距。

目前，一般單層廠房大多采用6m柱距，但從現(xiàn)代化工業(yè)開展趨勢(shì)來(lái)看，擴(kuò)大柱距，對(duì)增加車間的有效面積，提高設(shè)備布置和工藝布置的靈活性、機(jī)械化施工中減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的數(shù)量和加快施工進(jìn)度等都是有利的。當(dāng)廠房較為高大時(shí)，采用9m或12m柱距較6m柱距優(yōu)越。當(dāng)然，由于構(gòu)件尺寸增大，也給制作、運(yùn)輸和吊裝帶來(lái)不方便。

12m柱距是6m柱距的擴(kuò)大模數(shù)，在大小車間相結(jié)合時(shí)，兩者可配合使用，此外，

12m柱距可以利用現(xiàn)有設(shè)備做成6m屋面板系統(tǒng)(有托架的)，當(dāng)條件具備時(shí)又可直接采用

12m屋面板(無(wú)托架的)。所以，在選擇12m柱距和9m柱距時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用前者。

3.

支撐布置

在裝配式鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)中，支撐雖非主要的構(gòu)件，但卻是連系主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件以構(gòu)成整體的重要組成成分。實(shí)踐證明，如果支撐布置不當(dāng)，不僅會(huì)影響廠房的正常使用，甚至可能引起工程事故。

屋蓋支撐包括設(shè)置在屋面梁(屋架)間的垂直支撐、水平系桿，以與設(shè)置在上、下弦平面的橫向支撐和設(shè)在下弦平面的縱向水平支撐。鋼筋混凝土單層廠房全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。

4.抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過(guò)梁和根底梁的布置鋼筋混凝土單層廠房全文共4頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。

(1)抗風(fēng)柱。當(dāng)廠房高度和跨度均不大(柱頂在8m以下，跨度為9-12m)時(shí)，可在山墻設(shè)置磚壁柱作為抗風(fēng)柱；當(dāng)高度和跨度較大時(shí)，一般都設(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)柱的截面尺寸過(guò)大，可加沒(méi)水平抗風(fēng)梁或鋼抗風(fēng)桁架，作為抗風(fēng)柱的中間鉸支點(diǎn)。

抗風(fēng)柱與屋架連接必須滿足兩個(gè)要求：一是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(fēng)載；二是在豎向應(yīng)允許兩者之間有一定相對(duì)位移的可能性，以防廠房與抗風(fēng)柱沉降不均勻寸產(chǎn)生不利影響。

(2)圈梁、連系梁、過(guò)梁和根底梁。當(dāng)用磚作為廠房圍護(hù)墻時(shí)，一般要設(shè)置圈梁、連系梁、過(guò)梁與根底梁。

圈梁的作用是將墻體同廠房柱箍在一起，以加強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載引起對(duì)廠房的不利影響。圈梁設(shè)置于墻體，和柱連接僅起拉結(jié)作用。圈梁不承受墻體重量，所以柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。

圈梁的布置與墻體高度、對(duì)廠房剛度的要求以與地基情況有關(guān)。對(duì)于一般單層廠房，可參照如下原如此布置：對(duì)無(wú)橋式吊車的廠房，當(dāng)墻厚≤240mm、檐高為5—8m時(shí)，應(yīng)在檐口附近布置一道，當(dāng)檐高大于8m時(shí)，宜增設(shè)一道，對(duì)有橋式吊車或有較大振動(dòng)設(shè)備的廠房，除在檐口或窗頂布置圈梁外，尚宜在吊車梁標(biāo)高處或墻中適當(dāng)位置增設(shè)一道，外墻高度大干15m時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。

連系梁的作用是連系縱向柱列，以增強(qiáng)廠房的縱向剛度并傳遞風(fēng)載到縱向柱列；此外，連系梁還承受其上部墻體的重量。連系梁通常是預(yù)制的，兩端擱置在柱牛腿上，其連接可采用螺栓連接或焊接連接。

過(guò)梁的作用是承托窗洞口上部的墻體重量。鋼筋混凝土單層廠房全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。在進(jìn)展廠房結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)盡可能將圈梁、連系梁和過(guò)梁結(jié)合起來(lái)，使一個(gè)構(gòu)件起

到兩種或三種構(gòu)件的作用，以節(jié)約材料，簡(jiǎn)化施工。在一般廠房中，通常用根底梁來(lái)承托圍護(hù)墻體的重量，而不另做墻根底。根底梁底部距土壤外表應(yīng)預(yù)留100mm的空隙，使梁可隨柱根底一起沉降。在根底梁下有凍脹性土?xí)r，應(yīng)在梁下鋪設(shè)一層干砂、碎磚或礦渣等松散材料，并留50～150mm的空隙。這可防止土壤凍結(jié)膨脹時(shí)將梁頂裂。根底梁與柱一般不要求連接，將根底梁直接放置在柱根底杯口上或當(dāng)根底埋置較深時(shí)，放置在根底上面的混凝土墊塊上。當(dāng)廠房有較大振動(dòng)的設(shè)備或在地震區(qū)時(shí)，根底梁與柱應(yīng)有可靠的連接。鋼筋混凝土單層廠房全文共5頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。

(三)變形縫

在單層廠房中有時(shí)需設(shè)置變形縫，它包括伸縮縫、沉降縫和防震縫。

如果廠房長(zhǎng)度和寬度過(guò)大，當(dāng)氣溫變化時(shí)，將使結(jié)構(gòu)部產(chǎn)生很大的溫度力，嚴(yán)重的可使墻面、屋面等拉裂，影響使用。為減小廠房結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力，需要用伸縮縫將廠房結(jié)構(gòu)分成幾個(gè)溫度區(qū)段-伸縮縫的作法是從根底頂面開始，將桕鄰溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)完全分開，并留出一定寬度的縫隙，使上部結(jié)構(gòu)在氣溫有變化寸，水平方向可以自山地發(fā)生變形。溫度區(qū)段的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單，并使伸縮縫的數(shù)量最少，溫度區(qū)段的長(zhǎng)度(伸縮縫之間的距離)取決于結(jié)構(gòu)類型和溫度變化情況?！痘炷烈?guī)》規(guī)定，室

的裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距為lOOm，露天的裝配式鋼筋混凝土排

架結(jié)構(gòu)為70m。

一般單層廠房排架結(jié)構(gòu)中不設(shè)置沉降縫．只有在特殊條件：下才考慮設(shè)置，如廠房相鄰兩局部高度相差很大，兩跨間吊車起重量相差懸殊，地基強(qiáng)度或—下臥層土質(zhì)有極大差異，廠房各局部的施工時(shí)間先后相差很長(zhǎng)，土壤壓縮程度不同等。沉降縫應(yīng)將建筑物從屋頂?shù)礁兹植块_，當(dāng)縫兩邊的廠房有過(guò)大的不均勻沉降時(shí)，不致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力和變形，沉降縫可兼作伸縮縫，而伸縮縫不能兼作沉降縫、

防震縫是為了減輕廠房地震災(zāi)害而采取的措施之一、關(guān)于防震縫詳見《抗震規(guī)》。鋼筋混凝土單層廠房全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。

(四)單層廠房的受力特點(diǎn)鋼筋混凝土單層廠房全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。

單層廠房結(jié)構(gòu)所承受的主要荷載如圖11-80所示。

圖11-80

單層廠房的荷載

鋼筋混凝土單層廠房全文共7頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。

廠房的根本承重結(jié)構(gòu)為由橫梁(屋面梁或屋架)與橫向柱列(柱與根底)組成的橫向排架，豎向荷載