1、11單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)，本章主要介紹單層廠房結(jié)構(gòu)、傳輸途徑和設計內(nèi)容單層廠房結(jié)構(gòu)布置排架的內(nèi)力計算單層廠房柱設計單層廠房結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件的選定各構(gòu)件間的連接。 重點是單層廠房的結(jié)構(gòu)、受力特征、支撐的配置、構(gòu)件選定、排架內(nèi)力計算、構(gòu)件間的連接。 本章要點，本章內(nèi)容，11.1概要，11.2單層工業(yè)現(xiàn)場架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，傳遞路徑及設計內(nèi)容11.3單層工業(yè)現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)配置11.4單層現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的主要要素的選定11.5單層現(xiàn)場架內(nèi)力計算11.6單層現(xiàn)場柱的設計11.7單層工業(yè)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的主要要素間的連接結(jié)構(gòu)，11.1概要，(1) 現(xiàn)場必須首先滿足生產(chǎn)技術(shù)的要求，為工廠創(chuàng)造良好的勞動衛(wèi)生條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。

2、 (2)現(xiàn)場一般有笨重的機械設備、起重機運輸設備(起重機)等，現(xiàn)場需要很大的空間。 同時，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)要承受很大的靜、動載荷和振動和沖擊力等。 (3)還有生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量馀熱、煙塵、有害氣體、有侵蝕性液體、生產(chǎn)噪聲等的現(xiàn)場，要求現(xiàn)場有良好的通風和采光。 11.1.1單層工業(yè)現(xiàn)場的特征，(4)生產(chǎn)過程多需要各種工程技術(shù)管網(wǎng)，如上所述，熱、壓縮空氣、氣體、氧管道和電力供應等。 現(xiàn)場設計時，必須考慮各種管道的鋪設要求及其負荷。 (5)生產(chǎn)過程中大量的原料、加工零件、半成品、成品、廢棄物等需要用電動汽車、汽車或列車運輸。 必須考慮現(xiàn)場設計時采用的運輸工具通行問題。 11.1.2單層廠房結(jié)構(gòu)類型、單層廠房

3、結(jié)構(gòu)根據(jù)其承重結(jié)構(gòu)的材料而分，分為混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等類型。 混合結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)為墻或帶墻柱墻，屋頂可以使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)。 中型以上現(xiàn)場大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。11.1.2.1材料類別、單層現(xiàn)場結(jié)構(gòu)分為其施工方法類別、組裝式和現(xiàn)澆式兩種。 目前除特殊情況外，采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 根據(jù)11.1.2.2施工方法，1 .列架結(jié)構(gòu)裝配式單層廠房的主要承重結(jié)構(gòu)為閣樓和屋頂梁、柱和基礎。 房子的架子和柱的頂部是鉸鏈，柱和基礎的頂部接合時，這樣構(gòu)成的結(jié)構(gòu)叫做排架。 卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡

4、卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡11.1.2.3按承重結(jié)構(gòu)的形式劃分，2 .鋼結(jié)構(gòu)也稱為骨架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)也由梁、柱和基礎構(gòu)成。 鋼筋混凝土門式剛架和鋼結(jié)構(gòu)很常用。 57348； (1)鋼筋混凝土門式剛架。 鋼筋混凝土門式剛架的基本特征是，柱和閣樓(梁)合并為一個構(gòu)件，柱和基礎的連接是鉸鏈或剛連接。 門式剛架種類多，目前單層現(xiàn)場常用的有兩種：雙鉸鏈和三鉸鏈。 同樣，門式剛架也可以在很多現(xiàn)場使用。 如圖11.2所示。 57348； (2)鋼結(jié)構(gòu)。 鋼結(jié)構(gòu)的閣樓、柱、吊車梁等主要構(gòu)件均采用鋼結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)柱的上柱上升到閣樓的上弦程度，閣樓的上下弦與上柱連接，連接閣樓和柱子，提高現(xiàn)場的橫向剛性

5、。 如圖11.3所示。 圖11.1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，圖11.2鋼筋混凝土門式剛架，圖11.3鋼框架結(jié)構(gòu)，11.2單層工業(yè)廠房框架結(jié)構(gòu)，傳遞路徑和設計內(nèi)容，單層工業(yè)廠房框架結(jié)構(gòu)通常是橫向平面框架和縱向平面框架和支撐系統(tǒng)一體化的空間結(jié)構(gòu)體系11.2.1單層工業(yè)現(xiàn)場的架子結(jié)構(gòu)構(gòu)成，圖11.4裝配式鋼筋混凝土單層現(xiàn)場結(jié)構(gòu)，屋頂結(jié)構(gòu)分為主屋和主屋兩種系統(tǒng)，無主屋的系統(tǒng)由大型屋頂板、屋頂梁或屋頂和屋頂支撐構(gòu)成。 主屋系統(tǒng)如圖11.6所示，由小型屋頂板、主屋、屋頂(包括屋頂支撐)構(gòu)成。 屋頂結(jié)構(gòu)有天窗框架、支架，其作用主要有圍欄和承重(屋頂結(jié)構(gòu)的自重、屋頂生負荷、雪負荷等負荷)和采光和通風。 墻體圍護結(jié)構(gòu)

6、包括外墻、防風柱、墻梁、地基梁等，其作用主要是圍護和承重。11.2.1.1屋頂和墻的圍墻結(jié)構(gòu)體系，圖11.5沒有主屋的體系，圖11.6主屋的體系，橫平面的框架由屋頂梁和屋頂、橫柱列和基礎等組成，它是現(xiàn)場的基本承重結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)場的橫架受到垂直載荷(構(gòu)造自重、屋頂?shù)幕钶d荷、起重機的垂直載荷等)和橫向水平載荷(風載荷、起重機的橫向制動力、地震作用等)。 如圖11.7所示。11.2.1.2橫架結(jié)構(gòu)體系，圖11.7單層現(xiàn)場載荷，縱架結(jié)構(gòu)體系由縱柱列和基礎、連接梁柱柱間支撐等構(gòu)成。 其作用是保證現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定和耐力，現(xiàn)場縱向列架主要承受縱向水平載荷，如縱向風載荷、起重機縱向制動力、縱向地震作用和溫度應力

7、等。 如圖11.8所示。 11.2.1.3縱向架子結(jié)構(gòu)體系，圖11.8現(xiàn)場縱向架子，1-風力2-起重機的縱向制動力3-連結(jié)梁4-柱間支承5-起重機梁6柱，11.2.2載荷的傳遞，永久載荷是各種結(jié)構(gòu)部件、包圍結(jié)構(gòu)及設備的自重等長期作用于現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的不變載荷(定載荷11.2.2.1永久負荷、可變負荷是作用于現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的活負荷，主要是57348； (1)有根據(jù)雪負荷、基本雪壓計算的現(xiàn)場每個屋頂?shù)姆e雪重量。 (2)通過風壓、基本風壓計算出的現(xiàn)場各部分表面的風壓(吸引)力。 (3)起重機負荷、起重機吊荷在現(xiàn)場運行時的移動集中負荷包括起重機的垂直負荷和起重機的水平負荷(4)積灰負荷，大量排出灰的現(xiàn)場及其附近的

8、建筑物必須考慮積灰負荷。 57348； (5)施工負荷、現(xiàn)場施工或檢查時的負荷。 11.2.2.2可變載荷、作用于單層現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的所有載荷，根據(jù)其作用方向可分為縱載荷、橫水平載荷和縱水平載荷三種。 載荷的傳遞，特別是水平載荷的傳遞，實際上并不是復雜簡單的直接傳遞，而是為了明確，用圖形表示上面分析的載荷傳遞路徑。 caka、caka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、Baka、bake、bake、bake、bake、bake、bake、bake、bake、bake、ba 單層廠房結(jié)構(gòu)設計的主要內(nèi)容：57

9、348； (1)確定結(jié)構(gòu)方案，進行結(jié)構(gòu)配置57348； (2)決定主要的承重部件57348； (3)進行架內(nèi)力分析和組合的57348； (4)列架柱設計57348； (5)決定主要部件間的連接結(jié)構(gòu)。 11.2.3單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計的內(nèi)容、11.3單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)配置、單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線形成在平面上的規(guī)則網(wǎng)稱為柱網(wǎng)。 柱的縱向定位軸之間的距離稱為跨度(span )，橫向定位軸之間的距離稱為柱間距。 在確定柱網(wǎng)的尺寸時，首先要滿足生產(chǎn)技術(shù)的要求，特別是工藝設備的配置，其次要從建筑材料、結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)水平、經(jīng)濟效益，以及建筑工業(yè)化程度和建筑處理的提高、生產(chǎn)擴大、技術(shù)改造等方面來

10、決定，也要滿足模塊化的要求。11.3.1柱網(wǎng)的配置，(1)跨度57348； 單層現(xiàn)場跨度為18m以下時，為30M數(shù)列(1M=100mm )，即9m、12m、15m、18m； 在18m以上的情況下，采用放大模塊60M數(shù)列，即24m、30m、36m等。 如圖11.10所示。 (2)柱距單層現(xiàn)場的柱的距離采用放大率60M數(shù)列，參照圖11.10。 單層現(xiàn)場山壁上的耐風柱的間隔應該采用放大率15M數(shù)列。 圖11.10跨距和柱間的示意圖，(1)伸縮縫為了減少現(xiàn)場構(gòu)造的溫度應力，可設置伸縮縫，現(xiàn)場構(gòu)造可分為幾個溫度區(qū)。 伸縮縫的一般方法是，從基礎上面將鄰接的溫度區(qū)的上部構(gòu)造完全分離，在伸縮縫的兩側(cè)設置兩列柱

11、、雙梁屋架，基礎可以作為連接兩列柱的兩杯口的基礎。 11.3.2變形縫的設置，(2)下沉縫，由于單層廠房結(jié)構(gòu)主要是用簡單的支撐構(gòu)件組裝，在地基上產(chǎn)生不均勻下沉，在構(gòu)件上產(chǎn)生的附加內(nèi)力少，單層廠房結(jié)構(gòu)中，除了主廠房結(jié)構(gòu)和生活之間等附屬建筑物的連接點以外下沉縫制要把建筑物從基礎到屋頂全部分離，在縫制兩側(cè)發(fā)生不同沉降時，要避免相互影響。 (3)防震縫防震縫是減輕地震災害的措施之一。 現(xiàn)場的平面、立面復雜，結(jié)構(gòu)的高度和剛性有很大差異時，或在現(xiàn)場側(cè)設置建筑物時，設置抗震狹縫將相鄰的部分分離，抗震狹縫的寬度在現(xiàn)場縱橫的交叉部可以采用100150mm，其他的情況下可以采用5090mm。 支撐的作用，從圖11

12、.11中列舉的母屋蓋系統(tǒng)的現(xiàn)場支撐的配置可以看出，如果不設置支撐，山壁的風力w就會從a點傳遞到b點，不僅現(xiàn)場整體的剛性差，而且也很難保證穩(wěn)定性。 有支撐的話，山壁的風力w從a點開始123456，柱間支撐，最后傳遞到基礎。 支撐的主要作用是： (1)確保現(xiàn)場結(jié)構(gòu)的縱向和橫向的水平剛性； (2)在施工和使用階段，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性；(3)將幾種水平荷載傳遞給主要承重結(jié)構(gòu)或基礎。 11.3.3支撐的配置，圖11.11為主屋蓋系統(tǒng)現(xiàn)場支撐作用的示意圖，屋蓋支撐包括上弦橫向支撐、下弦橫向支撐、下弦縱向支撐、垂直支撐、系桿等。 1 .橫向水平支承橫向水平支承是由交叉山形鋼和屋頂木上弦或下弦構(gòu)成的水平桁架

13、。 其作用是加強屋頂構(gòu)造在縱向水平面內(nèi)的剛性，將山壁的耐風柱受到的縱向水平力傳遞給兩側(cè)柱列，配置在溫度區(qū)域的兩端。 設置在屋頂里上弦平面內(nèi)的被稱為上弦橫向水平支承的屋頂里的下弦平面內(nèi)的被稱為下弦橫向水平支承。 喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓6屋頂構(gòu)造的縱向平面內(nèi)剛性不足，有以下任一種情況時，必須在現(xiàn)場設置上弦橫向水平支撐在現(xiàn)場設置天窗，在天窗通過通向現(xiàn)場兩端的第二柱間或伸縮狹縫的情況下，在第一柱和第二柱間的天窗范圍內(nèi)進行上弦橫向水平支撐圖11.12(c )、(d )之二。 (2)下弦橫向水平支撐。 在下列情況之一下，最好設置下弦橫水平支撐，下弦橫水平支撐一般設置在現(xiàn)場端部和伸縮狹縫的第一

14、柱之間。 圖11.12(a )、(c )中的三、四。現(xiàn)場的跨度18m，或者現(xiàn)場的跨度18m，山壁的風載荷被屋頂木上弦時、喀嚓、喀嚓、喀嚓、喀嚓、喀嚓、喀嚓、喀嚓、喀嚓、喀嚓、喀嚓其作用是，在加強屋頂結(jié)構(gòu)在橫向水平面內(nèi)的剛性的屋頂上設置支架的情況下，能保證支架上緣的側(cè)方穩(wěn)定，能有效地將支架區(qū)域內(nèi)的橫向水平風力傳遞到相鄰的柱上。 在以下任一種情況下，在設置縱向水平支承(1)的現(xiàn)場設置支架時，必須在設置支架的柱子之間和兩端相鄰的柱子之間設置下弦縱向水平支承。 參照圖11.13(a )。 卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡(3)在現(xiàn)場內(nèi)設置有硬鉤式起重機或5t級以

15、上的鍛錘的情況下，配置要求如圖11.13(b )所示，在起重機的噸數(shù)大的情況下或現(xiàn)場的剛性有特殊要求的情況下，可以沿著中間柱列適當增設縱向的水平支承。 現(xiàn)場設有下弦橫水平支撐時，縱向水平支撐應盡可能與橫向水平支撐連接，形成封閉的水平支撐系統(tǒng)。 如圖11.13(a )、(b )所示。 3 .垂直支承和水平連接桿垂直支承一般是由山形鋼構(gòu)件和屋頂?shù)闹备拱艋蛱齑暗闹е鶚?gòu)成的垂直桁架。 屋頂?shù)拇怪敝胃鶕?jù)屋頂?shù)母叨炔捎檬纸徊嫘位騱形的天窗框架，垂直支撐一般采用斜叉。 垂直支撐的作用是傳遞縱向水平力，確保屋頂架和天窗架在受到載荷后的平面外穩(wěn)定，因此垂直支撐和橫向水平支撐聯(lián)動。 房屋架的垂直支承應如下配置

16、：(1)房屋架跨度為18m以上且小于30m時，垂直支承應配置在現(xiàn)場端部的第二柱之間和伸縮狹縫兩側(cè)的第二柱之間，在房屋架跨度上設置垂直支承和水平連接桿。 (2)屋頂骨的寬度超過30m時，在屋頂骨寬度的1/3左右的節(jié)點上設置垂直支撐和水平拉桿。 (3)在縱棒的高折線狀或梯形的房架之間，除了根據(jù)上述要求配置支撐件之外，還需要在房架的端部增設垂直支撐和水平連接棒。 (4)在閣樓上設置有輕量懸掛起重機時，懸掛起重機的節(jié)點的位置，如圖11.14所示，可以設置斜支撐式的垂直支撐。 4 .天窗框架支撐天窗框架支撐包括天窗上弦水平支撐和天窗框架間垂直支撐。 天窗框架支撐的作用是提高整體剛性，保證該系統(tǒng)的空間穩(wěn)定

17、性，將端壁水平風荷載傳遞給屋頂框架。 天窗框架的支承通常設置在天窗框架的兩端，如圖11.15所示。 圖11.12橫向水平支承布局圖，圖11.13縱向水平支承布局，圖11.14斜支承式垂直支承，圖11.15天窗框架上弦橫向，柱間支承一般由十字鋼斜棒構(gòu)成。 交叉傾斜角在3555之間，優(yōu)選45，鋼棒材的截面尺寸必須通過強度和穩(wěn)定的計算來決定(圖11.16(a )所示)。 在柱間因交通、設備配置、柱間距離大而不能進行交叉斜棒式的支承的情況下，如圖11.16(b )所示，可以采用門式的支承。 柱間支承的作用是保證現(xiàn)場縱向剛性和穩(wěn)定性，起重機的縱向制動力和山壁的縱向風荷載和縱向地震力通過屋頂系統(tǒng)傳遞給兩縱向柱列。 11.3.3.2柱間支承、柱間支承的配置：一般上柱間支承設置在溫度區(qū)域的兩側(cè)和屋頂橫向水平支承的柱間、溫度區(qū)域的中央或接近中央的柱間，下柱間支承設置