单层厂房课件

· 屋盖结构分无檩和有檩两种体系,无檩体系由大 型屋面板、屋面梁或屋架以及屋盖支撑所组成, 如图3、5所示。
· 有檩体系由小型屋面板、檩条、屋架(包括屋盖 支撑)组成,如图3、6所示。
· 屋盖结构有时还有天窗架、托架,其作用主要就 是围护和承重(承受屋盖结构自重、屋面活荷载、 雪荷载和其她荷载),以及采光和通风。
· 中型以上厂房大多选用钢筋混凝土结构。
3、1、2、2 按施工方法分
· 单层厂房得结构按其施工方法来分,有装 配式和现浇式两种。
· 目前除特殊情况外,均采用装配式钢筋混 凝土结构。
3、1、2、3 按承重结构得形式分
· 1、排架结构 · 装配式单层厂房得主要承重结构就是屋架或屋
面梁、柱和基础。当屋架与柱顶为铰接,柱与基 础顶面为刚接时,这样组成得结构叫排架。 · 排架结构按其所用材料分钢筋混凝土排架结构、 钢屋架和钢筋混凝土柱组成得排架结构、砖墙 或砖垛代替钢筋混凝土柱得砖排架结构。 · 随着生产工艺及使用要求得不同,排架结构可设 计成等高或不等高、单跨或多跨得各种形式(如 图3、1所示)。
图3、3 钢框架结构
3、2 单层工业厂房排架结构得组成 、传力途径及设计内容
3、2、1 单层工业厂房排架结构得组成
· 单层工业厂房排架结构通常由横向平面 排架和纵向平面排架及支撑系统连成一 个整体得空间结构体系,由下列构件组成, 如图3、4所示。
图3、4 装配式钢筋混凝土单层厂房结构
3、2、1、1 屋盖和墙体围护结构体系
· (2)沉降缝
· 由于单层厂房结构主要就是由简支构件 装配而成,因地基发生不均匀沉降在构件 中产生得附加内力不大,所以在单层厂房 结构中,除主厂房结构与生活间等附属建 筑物相连接处外,很少采用沉降缝。
· 沉降缝应将建筑物从基础到屋顶全部分 开,以使缝两边发生不同沉降时不至于相 互影响。
· (3)防震缝
· 当具有以下情况之一时,应设置纵向水平支撑
· (1) 厂房内设有托架时,则必须在设有托架得柱间 和两端相邻得一个柱间设置下弦纵向水平支撑, 见图3、13(a)。
· (2) 厂房内设ຫໍສະໝຸດ 软钩桥式吊车,厂房高大,吊车吨位 大时(如单跨厂房柱高15~18m以上,中级工作制吊 车30t以上时)。如图3、13(b)所示
· 支撑得作用,从图3、11所举得有檩屋盖体系厂房支撑 布置中可以看出:如果不设支撑时,山墙上得风力W将 从A点传至B点,这样不仅厂房整体刚度差,稳定性也 难于保证。如设了支撑,山墙上得风力W则从A点传 至1→2→3→4→5→6,再传至柱间支撑,最后传至基础。 支撑得主要作用就是:
· (1) 保证厂房结构得纵向及横向水平刚度; · (2) 在施工和使用阶段,保证结构构件得稳定性; · (3) 将某些水平荷载传给主要承重结构或基础。
· (5) 施工荷载,厂房在施工或检修时得荷载。
3、2、2、3 偶然荷载
· 作用在单层厂房结构上所有荷载按其作 用方向可分为竖向荷载、横向水平荷载 以及纵向水平荷载三种。
· 荷载得传递,特别就是水平荷载得传递,实 际上很复杂得,而不就是简单得直接传递, 为了清楚起见,再把上面分析得荷载传递 路线综合成图表来表达,如图3、9所示。
传力途径及设计内容 · 3、3 单层工业厂房得结构布置 · 3、4 单层厂房结构主要构件得选型 · 3、5 单层厂房排架内力计算 · 3、6 单层厂房柱得设计 · 3、7 单层工业厂房结构主要构件间
得连接构造
3、1 概述
3、1、1 单层工业厂房得特点
· (1) 厂房首先要满足生产工艺得要求,并为工厂创造良 好得劳动卫生条件,以利提高产品质量和劳动生产率。
· (1) 跨度
· 单层厂房得跨度在18m以下时,应采用30M 数列(1M=100mm),即9m、12m、15m、 18m;在18m以上时,应采用扩大模数60M数 列,即24m、30m、36m等。如图3、10所示。
· (2) 柱距
· 单层厂房得柱距应采用扩大模数60M数列, 见图3、10。
· 单层厂房山墙处得抗风柱柱距宜采用扩大 模数15M数列。
图3、10 跨度和柱距示意图
3、3、2 变形缝得设置
· (1)伸缩缝 · 为减少厂房结构得温度应力,可设置伸缩
缝,将厂房结构分成若干温度区段。 · 伸缩缝得一般做法就是从基础顶面开始
将相邻温度区段得上部结构完全分开,在 伸缩缝两侧设置并列得双排柱、双榀屋 架,而基础可做成将双排柱连在一起得双 杯口基础。
· 防震缝就是为减轻震害而采取得措施之一 。当厂房平面、立面复杂,结构高度或刚 度相差很大,以及在厂房侧边布置附房,如 生活间、变电所、炉子间等时,设置抗震 缝将相邻部分分开,防震缝得宽度在厂房 纵横跨交接处可采用100~150mm,其她情况 可采用50~90mm。
变形缝得对比
3、3、3 支撑得布置
· (2) 厂房内一般都有笨重得机器设备、起重运输设备 (吊车)等,这就要求厂房有较大得空间。同时,厂房结 构要承受较大得静、动荷载以及振动或撞击力等。
· (3) 有得厂房在生产过程中会散发大量得余热、烟尘、 有害气体、有侵蚀性得液体以及生产噪音等,这就要 求厂房有良好得通风和采光。
· (4) 生产过程往往需要各种工程技术管 网,如上下水、热力、压缩空气、煤气、 氧气管道和电力供应等。厂房设计时应 考虑各种管道得敷设要求和她们得荷载。
单层厂房
3 单层工业厂房结构
本章提要
· 本章主要介绍:单层厂房得组成、传力途径及设计内容;单层厂 房得结构布置;排架得内力计算;单层厂房柱设计;单层厂房结 构主要构件得选型;各构件间得连接。重点就是单层厂房 得组 成、受力特点、支撑得布置、构件选型、排架内力计算、 构件间得连接。
本章内容
· 3、1 概述 · 3、2 单层工业厂房排架结构得组成、
3、3 单层工业厂房得结构布置
3、3、1 柱网得布置
· 单层厂房承重柱得纵向和横向定位轴线在 平面上形成得有规律得网格称为柱网。柱 子纵向定位轴线间得距离称为跨度,横向 定位轴线得距离称为柱距。
· 确定柱网尺寸时,首先要满足生产工艺要 求,尤其就是工艺设备得布置;其次就是根 据建筑材料、结构形式、施工技术水平、 经济效果,以及提高建筑工业化程度和建 筑处理、扩大生产、技术改造等方面因素 来确定;此外,还应满足模数制得要求。
· (1) 雪荷载,以基本雪压所算得得在厂房各屋面上 得积雪重量。
· (2) 风荷载,以基本风压所算得得在厂房各部分表 面上得风压(吸)力。
· (3) 吊车荷载,吊车起吊重物在厂房内运行时得移 动集中荷载包括吊车竖向荷载和吊车水平荷载
· (4) 积灰荷载,大量排灰得厂房及其邻近建筑,应考 虑积灰荷载。
· (2) 下弦横向水平支撑。
· 当具有以下情况之一时,应设置下弦横向水平支撑, 下弦横向水平支撑一般宜设于厂房端部及伸缩缝 处第一柱间,如图3、12(a)、(c)中得3、4。
· ① 厂房跨度≥18m,或厂房跨度＜18m,且山墙上风 荷载由屋架上弦传递时;
· ② 屋架下弦悬挂吊车得纵向水平荷载较大而通过 垂直支撑传力时,可在悬挂吊车轨道尽头得柱间设 置;
1—风力;2—吊车纵向制动力;3—连系梁;4—柱间支撑; 5—吊车梁;6—柱
3、2、2 荷载得传递
3、2、2、1 永久荷载
· 永久荷载就是长期作用在厂房结构上得 不变荷载(恒荷载),如各种结构构件、围 护结构以及设备得自重等。
3、2、2、2 可变荷载
· 可变荷载就是作用在厂房结构上得活荷载,主要 有:
· 在一般得单层厂房中,横向排架就是主要 承重结构,而屋架、吊车梁、柱和基础就 是厂房中得主要承重构件。
图3、9 荷载传递路线图
3、2、3 单层工业厂房结构设计得内 容
· 单层工业厂房结构设计就是根据建筑设 计资料,以及坚固适用、技术先进、经济 合理得原则进行结构设计。
· 单层厂房结构设计得主要内容: · (1) 确定结构方案,进行结构布置; · (2) 确定主要承重构件; · (3) 进行排架内力分析与组合; · (4) 排架柱设计; · (5) 确定主要构件之间得连接构造。
图3、7 单层厂房得荷载
3、2、1、3 纵向排架结构体系
· 纵向排架结构体系就是由纵向柱列 和基础、连系梁和柱间支撑等组成。
· 其作用就是保证厂房结构得纵向稳 定和承重,厂房纵向排架主要承受纵向水 平荷载,如纵向风荷载、吊车纵向制动力、 纵向地震作用和温度应力等。如图3、8 所示。
图3、8 厂房得纵向排架
· 墙体围护结构包括外墙、抗风柱、墙梁、基础 梁等,其作用主要就是围护和承重。
图3、5 无檩体系
图3、6 有檩体系
3、2、1、2 横向排架结构体系
· 横向平面排架就是由屋面梁或屋架、横 向柱列和基础等组成,她就是厂房基本承 重结构。
· 厂房横向排架承受竖向荷载(如结构自重、 屋面活荷载和吊车竖向荷载等)及横向水 平荷载(如风荷载、吊车横向制动力和地 震作用等)。如图3、7所示。
· (3) 厂房内设有硬钩桥式吊车或5t级以上得锻锤时, 此时,布置要求如图3、13(b)所示,当吊车吨位大或 对厂房刚度有特殊要求时,可沿中间柱列适当增设 纵向水平支撑,如图3、13(c)所示。
· 当厂房已设有下弦横向水平支撑时,则纵向水平支 撑应尽可能与横向水平支撑连接,以形成封闭得水 平支撑系统,如图3、13(a)、(b)所示。
· ③ 当厂房高度较大,纵向风荷载由山墙抗风柱传 至屋架下弦时;
· ④ 厂房内有较大得振动荷载,吊车吨位大时。
· 2、纵向水平支撑
· 纵向水平支撑一般就是由交叉角钢等钢杆件和屋 架下弦第一节间组成得水平桁架。其作用就是加 强屋盖结构在横向水平面内得刚性;在屋盖设有 托架时,还可以保证托架上缘得侧向稳定,并将托 架区域内得横向水平风力有效地传到相邻柱子上 去。
· (5) 生产过程中有大量得原料、加工零 件、半成品、成品、废料等需要用电瓶 车、汽车或火车进行运输。厂房设计时 应考虑所采用得运输工具得通行问题。
3、1、2 单层厂房得结构类型
3、1、2、1 按材料分
· 单层厂房得结构按其承重结构得材料来 分,有混合结构、钢筋混凝土结构和钢结 构等类型。
· 混合结构得主要承重结构为墙或带壁柱 墙,屋架可用钢筋混凝土结构、钢木结构 或轻钢结构。
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· (2) 钢框架结构。钢框架结构得屋架、柱、 吊车梁等主要构件均采用钢结构。厂房 钢柱得上柱升高至屋架上弦,屋架得上下 弦均与上柱相连接,使屋架与柱形成刚接, 以提高厂房得横向刚度。如图3、3所示。
图3、1 钢筋混凝土排架结构
图3、2 钢筋混凝土门式刚架
· (1) 上弦横向水平支撑。
· 当屋盖结构得纵向平面内得刚度不足,具有以下情况之 一时,应设置上弦横向水平支撑:
· ① 跨度较大得无檩体系屋盖,当屋面板与屋架连接点得 焊接质量不能保证,且山墙抗风柱与屋架上弦连接时,如 图3、12(a)中得1;
· ② 厂房设有天窗,当天窗通到厂房两端得第二柱间或通 过伸缩缝时,此时,应在第一或第二柱间得天窗范围内设 置上弦横向水平支撑,并在天窗范围内沿纵向设置一至 三道通长得受压系杆,以保证屋架上弦得侧向稳定。如 图3、12(c)、(d)中得2。
图3、11 有檩屋盖体系厂房支撑作用示意图
3、3、3、1 屋盖支撑
· 屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横向水 平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑及系杆 等。
· 1、横向水平支撑
· 横向水平支撑就是由交叉角钢和屋架上弦或下 弦组成得水平桁架。其作用就是,加强屋盖结构 在纵向水平面内得刚度,将山墙抗风柱所承受得 纵向水平力传到两侧柱列上去,布置在温度区段 得两端。设置在屋架上弦平面内得称为上弦横 向水平支撑;设置在屋架下弦平面内得称为下弦 横向水平支撑。
· 2、刚架结构
· 刚架结构也称框架结构,刚架结构也就是由横梁、 柱和基础所组成。
· 常用有钢筋混凝土门式刚架和钢框架结构。
· (1) 钢筋混凝土门式刚架。钢筋混凝土门式刚 架得基本特点就是柱和屋架(横梁)合并为同一 个构件,柱与基础得连接为铰接或刚接。
· 门式刚架种类很多,目前在单层厂房中用得较多 得就是两铰和三铰两种形式。同样,门式刚架也 可用于多跨厂房。如图3、2所示。