单层厂房空间动力分析
单层厂房详解
单层厂房详解厂房是生产、加工、仓储等经营活动所必需的基础设施之一。
单层厂房指的是只有一层的厂房建筑。
下面将详细介绍单层厂房的一些特点、设计要点和适用范围。
单层厂房的特点：1. 空间布局灵活：由于只有一层，单层厂房的空间布局相对灵活，可以根据工艺流程和不同生产环节的需要进行自由设置。
2. 采光性好：单层厂房相对较低，采光性好，可以减少人工照明的需求。
3. 平面布局简单：由于只有一层，单层厂房的平面布局相对简单，便于管理和维护。
4. 空间利用率高：通过合理的设计和规划，单层厂房可以实现空间的最大化利用，提高生产效率和经济效益。
单层厂房的设计要点：1. 结构设计：单层厂房的结构设计要牢固稳定，能够承受地震、风力等外力冲击，并能满足生产设备和物料的负荷要求。
2. 采光设计：由于单层厂房较低，采光是一个重要的设计要点。
应通过合理的天窗设置和玻璃幕墙等方式，使得厂房内部能够充分利用自然光源，减少能耗。
3. 通风设计：单层厂房内部通风良好是保证生产环境的舒适度和安全性的重要因素。
应通过合理设置通风窗、风机等设备，保持厂房内部的空气流通。
4. 设备布置：根据生产工艺需要，合理布置生产设备和生产线，确保生产流程的顺畅和效率。
单层厂房的适用范围：1. 轻工业生产：单层厂房适合轻工业生产，如电子产品组装、食品加工、服装制造等。
2. 仓储物流：单层厂房也可以用作仓储物流场所，方便货物的存储和调取。
3. 中小型企业：由于单层厂房建设成本较低，适合中小型企业使用。
4. 制造业工厂：单层厂房也适用于一些制造业工厂，如汽车制造、机械加工等。
总之，单层厂房具有灵活的空间布局、良好的采光性和通风性等特点，是一种经济实用的厂房建筑形式。
在设计和使用过程中，应注重结构稳定性、采光和通风效果的设计，以及合理的设备布置。
单层厂房适用于轻工业生产、仓储物流、中小型企业和制造业工厂等领域。
单层厂房在现代工业生产中扮演着重要角色。
它不仅是生产加工的场所，还是企业形象的展示和产品质量的保证。
单层工业厂房课程设计(附内力表,图纸)
《单层工业厂房》课程设计预制混凝土牛腿柱设计姓名：--------------学号：-------------班级：-------------指导教师：----------单层工业厂房预制混凝土牛腿柱课程设计一、设计任务本工程为某单层单跨工业产房，无抗震设防要求。
跨度为27m，长度为90m，柱距为15 m。
选用二台20/5t软钩吊车，起重机总质量30.5t的A5工作级别桥式吊车，吊车轨顶标高为9.000m，厂房柱采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，采用HRB335级钢筋。
恒载部分：仅计入屋盖自重设计值（6 m=300kN、9 m=450 kN、12 m=600kN、15m=750 kN）、吊车梁自重（轨道及零件重标准值为0.8 kN/m）、柱自重。
纵向维护墙为支撑在基础梁上的自承重空心砖砌体墙，厚240mm，双面粉刷，排架柱外侧伸出拉结筋与其相连。
二、柱截面尺寸与高度的确定基础采用单独杯形基础，已知轨顶标高为+9.000m，拟室内标高为相对标高零点，室外地坪标高为—0.100m，基础顶面标高-1.100m，柱子插入杯口深度为900mm。
吊车梁采用图12-64（b），高为1.2m，取轨道顶面至吊车梁顶面距离为0.2m，屋架下弦至吊车顶距离0.2m。
查附录12，吊车轨顶至吊车顶部高度为2.3m，柱子尺寸：（1）、柱子高度：从基础顶面算起柱高=11.5+1.1=12.6m；上柱高H U=11.5-7.6=3.9m下柱高H L=12.6-3.9=8.7m柱总高=12.6+0.9=13.5m；（2）、柱截面形式和尺寸：上柱采用矩形截面b x h=400mm x400mm下柱采用I形截面b f x h x b x h f=400x900x100x150.三、柱网及计算单元（1）定位轴线B1：由附表12可查得轨道中心线至吊车端部距离为260mm；B2：吊车桥架至上柱内边缘距离，一般取B2大于80mm；B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，为400mm;B1+B2+B3=740mm<750mm，满足要求；厂房全长90m，小于所要求的最小变形缝间距100m，无抗震设计要求，结合实际，可不设变形缝。
单层厂房3
混凝土结构设计（A）教学辅导7单层厂房（三）单层厂房结构方案确定后,接着就是结构内力分析。
如前所述，单层厂房结构实际上是一个复杂的空间结构体系，目前除对纵向抗震计算采用空间结构计算模型外，一般将其简化为纵、横向平面排架分别计算。
纵向平面排架计算的目的是为了设计柱间支撑。
在非地震区，通过根据厂房的具体情况和工程设计经验即可合理地确定柱是支撑数量，不必进行计算。
横向平面排架承受屋面荷载、吊车竖向荷载和横向水平荷载，以及纵墙面和屋盖传来的荷载等，是厂房的主要承重结构，且因厂房的跨度、高度及吊车起重量变化较大，必须对横向平面排架进行内力分析，其目的是求出排架柱各控制截面在各种荷载作用下的内力，以此作为设计柱子的依据；而柱底截面的最不利内力，还作为设计基础的依据。
本讲主要讨论：排架计算简图的确定；作用在排架上各种荷载的计算；排架结构内力分析；柱子截面内力的最不利组合等方面的问题。
一、本讲知识思维图二、排架计算简图的确定1．计算单元由相邻柱距的中线截取一个典型区域，如图12-20所示阴影部分作为计算单元，除吊车等移动的荷载外，阴影部分为一个排架的负荷范围，或者称为从属面积。
作用在该单元上的荷载由该单元内的横向排架承担。
图12-20 计算单元图2．排架计算的假定柱的下端与基础固结；柱的上端与屋架（或者屋面梁）铰接；排架横梁为无限轴向刚性的刚杆，横梁两端处的柱的水平位移相等。
3．排架计算简图排架的计算简图如图12-21c所示，图中以柱的柱的几何中心线为计算轴线，当柱为变截面柱时，排架柱的轴线为一折线，见图12-21b；排架的跨度以厂房的轴线为准。
图12-21 排架计算简图图中，H u表示上柱高度；H l表示下柱高度，H表示柱的总高度，柱的计算轴线取柱的几何中心线，当为变截面柱时，柱的轴线应为一折线，通常不用折线表示而用变截面的形式表示。
柱的截面抗弯刚度由预先持有拟定的截面尺寸和混凝土强度等级确定。
若在该计算模型上加以荷载就成为排架结构的计算简图。
单层有檩屋盖厂房结构和无檩屋盖厂房结构的动力分析
ｌ “ Ｏ １ Ｙ Ｏ２ ￥ ０ — 柏 Ｙ ．９ — ．ｏ 一 ， ３１ ３５ 鞠 ｎ ∞ 由
ｌ Ｈ
１ 计 算 简 化 和 假 定
单层有檩屋盖厂房结构 和无檩屋盖厂房结构动力 分析 计
算模型动力分析时 ，的简化和假 定：
Ｉ ０ Ｙ ０ 一 ０２ 一 ０５ Ｙ ． 一 ． Ｙ ．ｓ， １ — ２ 嘲 ２ Ｍ 曲 ５ ２
ｌＩ Ｉ Ｏ 狮 Ｏ ｘ冉 ． ＝ ∞ Ｘ ８ 冉 ０撇 ． 善 冉 ｏ● ｘ ． 筒‘ 冉
ｌ Ｏ Ｔ Ｙ ０ ７ 一 ０ － Ｙ ｏ １ Ｙ １ 。 ．６ 尚 Ｇ ２５ ２２ ．７ — ．伸 棚 ２４ ｒ ４
水平刚度 ，使其达到或接近无檩屋盖的 刚度 。采 用有限元分 析程序对 四种不 同刚度屋盖 的单 层厂房结构 进行 动力分析
。
表 １ 各厂房结构第
一 一
一
振型周期统计表 ／ ｓ
在构 件截面大小不变的条件下 ，将模型不断 变化 ，讨论相 同 长度和跨 度 条件 下的 四种 刚度 的屋 盖的 动力 特性 及地震 响 应。评价用纵向水平支撑加强后的有檩屋盖 代替 无檩屋盖的
［ 摘 要 ］本文采用 振型分解反应谱 法分析 了四种 不同水ｊ 刚度 屋盖 的单层厂房 结构 ，将 厂 房的 长度和宽度不 断变 化，讨论各长度和跨度下四种刚度屋 盖厂房结构 的动力特性及动力响应 。
［ 关键词 ］有檩与无檩屋盖 ；厂房结构 动力分析 ［ 中图分类号 ］Ｔ ３ １ Ｕ １． ３ ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章 编号］１０ － １２ ２０ ）５ ０ ３ － ３ ０ ９ ０ ４ （０ ８ ０ － ０ １ ０
普通钢屋架结构厂房的屋盖跟据屋面材料和屋 面布置 隋
况， 可分为有 檩屋盖和无檩屋盖。 无檩屋盖的优点是屋盖横 ２ 单 层 有 檩 屋 盖 厂 房 结 构 和 无 檩 屋 盖 厂 房 向刚 度较大， 整体性好， 其缺点是屋盖自 蘑大， 不利于抗 结构 的 动 力 特 性 分 析
单层工业厂房结构-1
单层工业厂房结构-1引言工业厂房是指用于生产、制造或加工物品的建筑物。
单层工业厂房结构是一种常见的工业厂房结构形式。
本文将详细介绍单层工业厂房结构的设计原理、构造方式以及优势。
设计原理单层工业厂房结构的设计原理主要包括以下几个方面：1.承重原理：单层工业厂房结构需要承受从上部传递下来的荷载，包括自重、人员作业荷载、设备荷载等。
因此，结构设计需要合理考虑承重原理，确保结构的稳固和安全性。
2.刚度原理：工业厂房的结构需要具备足够的刚度，以保证在荷载作用下不会发生过大的变形。
刚度的设计原则包括选择适当的材料和构造形式，以及合理设计结构的截面和连接方式。
3.抗震原理：工业厂房作为一种建筑物，需要具备一定的抗震性能。
单层工业厂房结构应考虑地震荷载对结构的影响，采取相应的抗震措施，如设置适当的支撑结构、增加构造物的整体稳定性等。
构造方式单层工业厂房结构的构造方式可以分为以下几种：1.钢架结构：钢架结构是一种常用的单层工业厂房结构形式。
其主要由钢柱、钢梁和钢柱与钢梁之间的连接构件组成。
钢架结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，适用于大跨度、大空间要求的工业厂房。
2.钢筋混凝土框架结构：钢筋混凝土框架结构也是单层工业厂房结构中常见的一种形式。
其由混凝土柱、混凝土梁和混凝土柱与混凝土梁之间的连接构件组成。
钢筋混凝土框架结构具有刚度高、抗震性好等特点，适用于对结构刚度和抗震性能要求较高的工业厂房。
3.钢结构混凝土组合结构：钢结构混凝土组合结构是钢结构和钢筋混凝土结构相结合的一种形式。
通常在单层工业厂房的某些部位采用钢结构，以提高结构的承载能力和刚度，而其他部位采用钢筋混凝土结构，以满足结构的抗震性能要求。
优势相比于其他结构形式，单层工业厂房结构具有以下优势：1.空间利用率高：单层工业厂房结构通常没有楼板，可以最大限度地利用空间，方便进行物品的堆放和运输。
2.施工周期短：由于单层工业厂房结构的构造相对简单，施工周期较短，可以快速建造投入使用。
吊车单层轻型钢结构厂房的动力特性有限元研究
Ｗ ＥＩ Ｘｔ ａｎ
本文所研究的刚架从 《 门式 刚架轻 型房屋 钢结构 （ 有 吊 车） 》 （ ０ ４ Ｓ Ｇ ５ １ ８—３ ） 标 准图集 的刚架表 中选 取。厂房 总的
在动力特性分析 中 ，吊车质量按集 中质 量考虑 ，如图 １ 所示 ；屋面板和 维护结 构 的 自重 分别 考虑在 梁 、柱 的密度 当中 ，吊车按 照集 中质量 点考虑 ，布置在 牛腿 上 。进 行模 拟 时 ，有 吊车柱 列 的较大 吊车荷 载均 布置在 左柱 上。其空
ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｐ ａ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ ｗｏ ｒ ｋ —
特性进行 了有 限元分析 。
轻型钢结构厂房进 行 了整体模 态分析 ，并 将单榀 门式刚 架
和整体 结构 的动 力特性进 行 对比 ，研 究表 明：第一振 型 时
一
吊车所在位 置的横 向振 动 明显 ；吊车位置 对厂房 结 构的 第 周期影响较 大 ；吊车在 某列位置 时，该 列横 向振 动明显 ，
长度为 ５ ４ ｍ，宽度为 ３ ０ ｍ。刚架斜梁为单 跨双破 ，坡度 为
１ ／ １ ５，柱距 为 ６ ｍ，钢 材的牌 号选 取 Ｑ ２ ３ ５ 。吊车起 重量 为 １ ０ ｔ ，牛腿标高为 ７ ． ８ ｍ，柱顶标高为 １ ２ ｍ。门式 刚架 的主 要截面尺寸见表 １刚架 柱采用 单 阶柱 ，刚架 斜梁 采用 变截 面 。屋面板采用压 型 钢板 ，基 本风 压 Ｗ 为０ ． ７ ｋ Ｎ ／ ｍ ，抗
单层厂房调研报告
单层厂房调研报告封面目录1. 调研目的2. 调研方法3. 厂房外观4. 厂房结构5. 厂房功能布局6. 厂房设备7. 厂房安全状况8. 厂房环境9. 厂房维护情况10. 厂房使用情况11. 厂房扩建潜力12. 厂房规划和设计建议13. 结论14. 参考资料1. 调研目的本次调研旨在对单层厂房进行全面了解，包括外观、结构、功能布局、设备、安全状况、环境、维护情况、使用情况等方面，并分析其扩建潜力，为厂房规划和设计提供参考和建议。
2. 调研方法本次调研采用实地走访、观察和访谈相结合的方法，收集相关数据和信息，并进行综合分析。
3. 厂房外观该单层厂房外观整洁、外墙无明显损坏和渗漏现象，门窗完好，并有一定的安全防护措施。
4. 厂房结构该单层厂房采用钢结构，结构稳固，有较高的承重能力。
屋顶采用彩钢板覆盖，墙体采用混凝土预制板搭建。
5. 厂房功能布局厂房内部功能分区明确，包括生产区、仓库区、办公区、设备维修区等。
各功能区域之间布局合理、交通便利。
6. 厂房设备厂房内设备齐全，包括生产设备、仓储设备、办公设备等。
设备工作状态良好，维护保养得当。
7. 厂房安全状况厂房安全设施完备，包括消防设施、应急疏散通道、安全标识等。
安全管理措施到位，员工有定期的安全培训。
8. 厂房环境厂房内外环境整洁、清爽。
室内光线充足，通风良好。
周边环境干净，没有明显污染源。
9. 厂房维护情况厂房维护状况良好，定期进行检修和保养。
墙体、屋顶、门窗等维护得当，水电设施良好运行。
10. 厂房使用情况厂房目前被用作生产工厂，生产规模稳定，生产效率较高。
厂房利用率较高，没有明显的闲置空间。
11. 厂房扩建潜力基于调研数据和对市场需求及公司发展的分析，认为该单层厂房具有一定的扩建潜力。
建议根据需求变化，合理规划和设计扩建方案。
12. 厂房规划和设计建议根据调研结果，建议在扩建时注意以下几个方面：- 根据生产工艺和流程进行合理的功能区域划分和布局。
单层厂房设计图文并茂
单层厂房设计图文并茂第4章单层厂房设计车间平面布置示例厂房剖面图4.1计算简图本车间为机修车间，工艺无特殊要求，结构布置均匀，荷载分布均匀，故可以从整个房中选择具有代表性的排架作为计算单元，如图所示计算单元宽度为 6.0B m =。
由设计资料可知柱顶标高m 9.11，轨顶标高为m 5.9，设室内地面至基础顶面的距离为0.50m ，则计算简图和吊车梁的高度求总高度H=11.9+0.5=12.4m 根据建筑剖面及其构造，确定厂房计算简图如图所示其，下柱高l 8.1m 0.5m 8.6m H =+=，上柱高u 12.4m-8.6m 3.8m H ==柱截面几何参数参数 柱号截面尺寸/mm面积2/mm惯性矩 4/mm自重/(/)kN mA ,C 上柱 ⨯矩400400 51.610⨯ 821.310⨯4.0下柱Ⅰ400900100150⨯⨯⨯ 51.87510⨯ 8195.3810⨯ 4.69B上柱 600⨯矩4005104.2⨯ 81072⨯ 0.6下柱I1501001000400⨯⨯⨯510975.1⨯ 81034.256⨯4.944.2荷载的计算4.2.1恒载（1）屋面恒载：两毡三油防水层： 20.35/kN m20mm 厚水泥砂浆找平层： 3220/0.020.40/kN m m kN m ⨯=100mm 厚水泥砾石保温层：325/0.10.50/kN m m kN m ⨯=一毡两油隔气层： 20.05/kN m20mm 厚水泥砂浆找平层： 3220/0.020.40/kN m m kN m ⨯=预应力混凝土屋面板： 21.4/kN m 屋盖钢支撑： 20.05/kN m合计： 23.15/kN m 屋架自重YWJA —24AB 跨 1.2×(106＋26.9＋5.94×2)KN=173.7 KN/榀 BC 跨 1.2×106KN=127.2 KN/榀 天沟板 1.2×2.02=2.424 KN/m故作用于AB 跨两端柱顶的屋盖结构自重为11(0.5173.70.5618 3.15 1.2 2.4246)kN=305.51KNA BA G G ==⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯作用于BC 跨两端柱顶的屋盖结构自重为11(0.5127.20.5618 3.15 1.2 2.4246)282.26C BC G G KN KN==⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯=(2)柱自重重力荷载设计值：A 、C 柱：上柱：44 1.24m 3.8m 18.24A C G G kN kN ==⨯⨯= 下柱：55 1.2 4.69m 8.6m 48.40A C G G kN kN ==⨯⨯=B 柱: 上柱：4 1.26m 3.8m 27.36B G kN kN =⨯⨯= 下柱：5 1.2 4.94m 8.6m 50.98B G kN kN =⨯⨯= （3）吊车梁及轨道自重AB 跨： 3 1.2(44.21/6)60.24G kN kN m m kN =⨯+⨯= BC 跨： 3 1.2(44.21/6)60.24G kN kN m m kN =⨯+⨯= 各恒载作用位置如图所示。
3-单层厂房
按结构形式分类 排架结构：柱与屋架铰接、柱与基础刚接； 有单跨、多跨、等高和不等高等情况。
刚架结构：由横梁、柱和基础组成。适用于小型厂房和仓库。 常用为门式刚架(柱与横梁刚接为同一构件) 三铰门架——柱与基础铰接，结构顶点铰接 二铰门架——柱与基础铰接，结构顶点刚接 当跨度较大时，为便于运输和吊装，门架做成三段， 在横梁弯距较小处设置接头，则柱与基础须刚接。 优点：梁柱合一；构件种类少；制作简单；构件为变截 面，结构轻巧；经济指标稍优于排架结构。 缺点：刚度较差；易产生跨变；梁柱转角处易裂缝；翻 身、吊装、对中、就位等较麻烦。
3．纵向平面排架 结构组成：由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑、基 础等构件组成的纵向平面骨架。 作用：保证厂房结构的纵向稳定性和刚度； 承受吊车纵向水平荷载、纵向地震作用、风荷载等。
吊车纵向制动力
吊 车 梁
4．围护结构 组成：由纵墙、横墙(山墙)、抗风柱、连系梁、基础梁、过 梁、圈梁等构件组成。 作用：主要承受墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风 荷载。 3.2.2 主要荷载及其传递路线 竖向荷载 横向水平荷载 纵向水平荷载
【吊车工作级别：根据吊车荷载达到的额定值和工作频繁程度划分为8级】
◆中型：介于大型和小型之间； ◆小型：无吊车或起重量 <5t，跨度<15m； 柱顶标高<8m， 无特殊工艺要求。 按结构材料分类 ◆混合结构：砖柱+RC屋架或木或轻钢屋架，用于小型厂房。 ◆混凝土结构：混凝土柱+RC屋架或钢屋架；用于大型厂房。 ◆钢结构：钢结构柱+钢屋架；大、中型厂房。
第3章 单层厂房结构
本章提要
◆特点、结构类型和分析方法
◆结构组成和荷载传递
◆结构布置
◆构件选型和截面尺寸确定
3.5单层厂房结构——排架结构内力分析
新规范：设计使用年限及荷载调整系数
计算中较大者
3.5排架结构内力分析
3.5.6内力组合
3.内力组合项目
第三章 单层厂房结构
偏心受压柱的破坏形态有两种：大偏心受压和小偏心受压，故对控制截面 考虑四种最不利内力组合： Mmax及相应的N、V
Mmin及相应的N、V
Nmax及相应的M、V Nmin及相应的M、V
第三章 单层厂房结构
恒载作用位置及相应的计算简图
活载作用位置及相应的计算简图
3.5排架结构内力分析
3.5.2 排架上的荷载
4. 吊车荷载 吊车梁示意图
× ×
第三章 单层厂房结构
横向平面排架
纵向平面排架
3.5排架结构内力分析
3.5.2 排架上的荷载
4. 吊车荷载
第三章 单层厂房结构
吊车荷载作用下的计算简图
3.5.6内力组合
2.内力组合原则 由可变荷载控制时
S Gj SGjk Q1 L1 SQ1k Qi Li ci SQik
j 1 i 2 m n
第三章 单层厂房结构
由永久荷载控制时
S Gj SGjk Qi Li ci SQik
j 1 i 1 m n
风荷载，左风、右风不同时存在，故不同时参加组合；
求Nmin时，N = 0的风荷载应参加组合。
3.5排架结构内力分析
3.5.6内力组合
第三章 单层厂房结构
规范对多台吊车参加组合时，考虑到同时满载的可能性较小，因此对吊车荷 载乘以折减系数。 多台吊车的荷载折减系数
吊车工作级别
参与组合的吊车台数 A1~A5 2 3 0.9 0.85 A6~A8 0.95 0.90
结构设计原理—单层厂房-4
R2 Hu H EcIu M2 EcI
R2 M2 M2
R2=1 Hu
H A 基本结构A Mp图 M1图
§4 排架计算
2. 柱顶作用水平集中力的等高排架（剪力分配法） （1）单阶悬臂柱的位移与刚度
P x Hu H EcI
EcIu
P=1
1
1
Hu
使悬臂柱顶产 生单位水平位 移所需在柱顶 施加的水平力 1/δ ， 称 为 该 柱的“抗剪刚 度”。（高层 叫“侧移刚 度”）。
n
恒载+0.9（任意两种或两种以上活荷载）：
S G S Gk 0.9 Qi S Qik
i 1
§4 排架计算
（2）按永久荷载效应控制的组合：
S G S Gk Qi ci S Qi k
i 1
n
ci — 可变荷载 Qi 的组合值系数，对风荷载取0.6，对雪荷载和其他可
a b
21
δ
1
b
22
δ
b
21'
Δb2
Χ δ
b
2
δ11'
a
Δ a1 Χ
1
1
δ
11
b
12
δ
11'
b
Χ
1
Δ b1
M2=1
M2
A
A
A
B
B
B
B
§4 排架计算
4. 不等高排架内力分析方法－力法（7）
Δb2
Χ 21
b'
δ
c
22
Χ
ΔC2
2
δ
11
Χ
1
Δ b1
M2
单层厂房5
h1 h0
α
a
2.3 柱 的 设 计
第2章 单层厂房结
二、牛腿设计 纵向受力钢筋计算与构造
计算简图：试验研究表明，牛腿在竖向力和水平拉力作用下， 其受力特征可以用由牛腿顶部水平纵向受力钢筋为拉杆和牛 腿内的斜向受压混凝土为压杆组成的三角桁架模型来描述。
Fv
Fh
h0 h0
Fv
Asfy
B Fh
h0 h0+as
单跨 两跨及多跨
有吊车 厂房柱
上柱 下柱
露天吊车柱和栈桥柱
排架方向
1.5H 1.25H 2.0Hu 1.0Hl 2.0Hl
垂直排架方向
有柱间支撑 无柱间撑
1.0H
1.2H
1.0H
1.2H
ห้องสมุดไป่ตู้
1.25Hu 0.8Hl 1.0Hl
1.5Hu 1.0Hl
－
2.3 柱 的 设 计
第2章 单层厂房结
2. 截面构造
考虑厂房结构空间作用时的实用计算方法
Ra+Rb
Ra
Rb
-μ(Ra +Rb)
Rb-bμ(Ra +Rb) Ra-aμ(Ra +Rb)
Tmax Tmax
=
Tmax Tmax
-aμ(Ra +Rb) -bμ(Ra +Rb)
+
=
Tmax Tmax
A
BA
B
A
B
A
B
2.2 排架计算
第2章 单层厂房
五、内力组合
试验研究表明，从加载至破坏，牛腿大体经历弹性、裂缝出 现与开展和最后破坏三个阶段。
弹性阶段 ： 通过a0/h0=0.5 环氧树脂牛腿模型 的光弹试验，得到 了主应力迹线。
钢结构知识：单层钢结构厂房特点及应用情况分析
钢结构知识：单层钢结构厂房特点及应用情况分析
单层钢结构厂房是指层数为一层，以钢结构为主体建造而成的工业厂房。
单层钢结构厂房常用于大型机器设备或有重型起重运输设备的工厂，如五金塑胶，机械设备，印刷纸品，模具等行业。
外墙与屋面部分一般使用彩钢板的居多，也有使用烧制砖的，小编今天分析其特点与应用情况：
【1】单层钢结构厂房特点：外形尺寸较大，跨度大，高度大，承受的荷载大，因而构件的内力大，截面尺寸大，用料多；荷载形式多样，并且常承受动力荷载和移动荷载（如吊车荷载、动力设备荷载等）；柱是承受屋面荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震作用的主要构件；基础受力大，对地质勘察的要求较高。
单层钢结构厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的单位来设计安装。
【2】单层钢结构厂房应用情况：
1、长度：任意
2、跨度：12~40米，可多跨相连
3、高度：单层钢结构厂房滴水位高度很重要，有的厂房高4-5米，有的6-7米，有个可高达11-12米或更高。
一般越高的钢结构厂房建起来会越困难，所需材料成本等也会越贵。
4、内部结构：分为有牛腿和没有牛腿的，有牛腿的车间才可以装行车，这在工业生产中是很重要的一环，许多工作机器设备与重型生产物资需要吊车，就一定得安装牛腿与行车。
5、外部结构：单层彩钢瓦、夹芯彩钢板、土制砖。
应用情况：目前单层钢结构厂房是冶金、机械等行业的生产车间以及仓库主要型式，为了满足在车间中放置尺寸大、较重型的设备生产以及重型产品等，许多车间选用单层钢结构厂房主要原因是其跨度大，高度可调整至需要，室内可选择性的使用立柱。
单层厂房空间作用
单层厂房空间分析姓名：高婵学号：222010322220060 年级：2010级专业：土木工程班级：02班【摘要】研究单层厂房的空间作用，分析其受力状况，使厂房能够最大面积的成为使用部分，对于节省材料，降低成本有很多益处。
【关键字】空间作用单层厂房单跨正文：单层厂房是指工业厂房中，层数为一层的厂房。
使用于大型机器设备或有重型起重运输设备的工厂。
（1）从建筑上讲，要求构成较大的空间。
单层厂房是冶金、机械等车间的主要型式之一。
为了满足在车间中放置尺寸大、较重型的设备生产重型产品，要求单层厂房适应不同类型生产的需要，构成较大的空间。
（2）从结构上讲，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。
由于产品较重且外形尺寸较大。
因此作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。
(3）为了便于定型设计，单层厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的建造方式。
单层厂房的结构型式主要有排架结构和刚架结构两种。
厂房建成以后是由排架、屋盖系统、山墙等组成一个空间结构。
过去在设计中按平面排架进行内力分析与实际是不符合的。
排架在吊车水平荷载和偏心轮压力作用下是和整体厂房共同起作用的,排架将荷载分别传至基础与屋盖,而尽盖又将荷载沿纵向传给其它排架和山墙,这就形成了整体空间作用。
在考虑空间作用的内力分析时可分解为两步,然后叠加。
当柱上作用有力p时,首先在柱顶加上一支杆,使排架顶部为不动铰支座,支座反力为βp,不动铰支座使排架只产生局部变形,不产生整体变形,βp只与柱有关,与屋盖体系无关;其次使排架产生整体变形,即将反力βp反作用于屋盖体系上,由于屋盖的作用使pP沿纵向传至各排架和山墙。
因此计算排架只承受mk·βp。
mk是小于1系数,称为空间作用分配系数。
将以上二步分别求出的内力进行叠加,即可求得考虑空间作用的排架内力。
§12 单层工业厂房的组成及受力特点
§12 单层工业厂房学习目标（1）了解单层工业厂房的组成及受力特点；了解支撑的作用及其布置；（2）了解单层工业厂房主要构件的常见类型；（3）掌握等高铰接排架的计算方法；（4）掌握排架柱的设计方法及相关构造；单层工业厂房按其承重结构所用材料的不同，可分为混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构。
§12.1 单层工业厂房的组成及受力特点一、单层工业厂房的结构形式钢筋混凝土单层工业厂房的结构形式，有排架结构和刚架结构两种。
排架结构由屋架（或屋面梁）、柱和基础组成。
其特点是，柱顶与屋架（或屋面梁）铰接，柱底与基础刚接。
刚架结构的特点是屋架（或屋面梁）与柱刚接，而柱与基础一般为铰接。
根据厂房跨度的不同，可分别采用两铰门式刚架或三铰门式刚架。
二、单层工业厂房的组成及其主要结构构件选型单层工业厂房通常由屋盖结构、吊车梁、柱、支撑、基础及围护结构等结构构件组成。
1. 屋盖结构屋盖可分为有檩体系和无檩体系两种，目前普遍采用无檩体系。
无檩体系屋盖由屋面板、屋架（或屋面梁）、天窗架及托架等组成。
2. 吊车梁吊车梁支承在柱的牛腿上，直接承受吊车的动力荷载，并传给柱。
吊车梁对保证吊车的正常运行、传递纵向荷载、连接各横向排架及保证厂房结构的空间工作等起着非常重要的作用。
3. 柱柱是厂房的主要承重结构构件，承受屋架、吊车梁、连系梁和支撑等传来的荷载以及地震作用等，并传给基础。
常用的柱的形式有矩形截面柱、工字形截面柱及双肢柱等。
4. 支撑支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两大类，其作用是加强厂房结构的整体性和空间刚度，传递山墙风荷载、吊车纵向水平荷载及地震作用等。
5. 基础基础承受柱和基础梁传来的荷载，并传至地基。
单层工业厂房的基础，主要采用柱下独立基础——钢筋混凝土杯形基础。
6.围护结构围护结构包括外纵墙和山墙、抗风柱、连系梁和基础梁等。
其中，外纵墙和山墙承受风荷载，并传给柱子；抗风柱承受山墙风荷载并传给屋盖或地基；连系梁和基础梁承受外纵墙和山墙自重，并传给基础。
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洛 阳 大学 学 报
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根据 达伦 贝尔 原理 ，由平衡 条件 可得 自由振 动平衡 方程
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第 ２ 卷 第 ２期 １ ２００６年 ６月
洛 阳大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ Ｌ ＹＡＮＧ Ｕ ＵＯ ＮⅣ Ｅ ｒＹ ＲＳ Ｉ
Ｖ０． １ ２１ ＮＯ． ２
Ｊｎ ２ ｏ ｕ． ０ ６
单 层 厂 房 空 间动力 分 析
不 同类型 的 支座对屋 盖 自振频 率的影 响 ，并采 取 有 效措 施 ， 免 厂 房 引起 共 振 ．通过 工 避
程 应 用 ， 明该 方法是 一种 简捷 实用的方 法． 说 关键词 ：自振 频 率 ；共振 ；刚度 ；支座 类 型
中图分 类 号 ： Ｕ １ 文 献标 识码 ： Ｔ ３１ Ａ 文章编 号 ： ０ ７—１３ ２０ ） ２— ０ １ ０ １０ １ Ｘ（ ０ ６ ０ ０ ８ — ５
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大型 工业 企业 基 本上 都有 空气 压缩机 ， 设有 空气 压 缩站 房．空 气压 缩 机为 曲柄 连杆 机 器 ， 缩 机 并 压
在运转 过 程 中活塞 、活塞 环 、曲柄及 连杆 的挠力 可分 解为 铅垂 方 向作 用力 和 水平 方 向作 用 力．大 型空 气 压 缩机 挠 力大 ，而且频 率 低 ， 易与厂 房屋 盖 自振 频 率接 近 而产 生共 振．笔 者按 连 续 弹性 支 座剪 切 变 形 容 原理对 单 层厂 房屋 盖体 系 自振频 率进 行分 析 ，通过采 用不 同类 型 的支 座 改变 屋 盖 自振 频率 ，以避免 厂 房
动 频率 公式．
例 ： 两端 自由连 续 弹性支 座 的梁 ， 且梁 以剪切 变形 为主 ， 求梁 自振频 率及 梁 的振 动 形式・ 解 ： 两端 自由时 ， 其端 点 的剪切应 变为零 ，即
（ 即质点 ） ，在振 动过 程 中其 任 意 时 间 的位 移 （ 幅 ） 振
都 与离 原 点距 离 及 任 意 指定 时 间 ｔ 关 ，因此 质 点 有
的位 移 是 和 ｔ 函数 ，其 函数关 系为 的
Ｙ＝ ＝Ｙ 。ｉ（ ｃ ） Ｙ・ ｓ ∞ ＋ ， ｎ 为 初 相角 ． （） １
使用 ２年 后 ，由于 屋盖体 系振 动较 大 ， 面板错 位 ， 缝 加大 ， 响继续使 用 ．后经 计算 实测 分 析 ， 屋 板 影 主要
原因是空压机转速与屋盖体系 自 振频率接近产生共振 ， 最后决定重新建造空压站房．在第 ２次设计 中，
对屋 盖体 系 自振 频率 进行 分 析 ，改变屋 盖体 系支 承情 况 ，调整 屋 盖 自振 周期 ，使 其 远离 共 振 区 ，同 时也
式 中 ， 仅 为 的 函数 ， 为 ｔ 的函数 ，∞为 圆频 率 ，
图 １ 连 续弹性 支座 等截 面杆件 计 算模 型
此 时质 点 在 振 动 过 程 中受 到惯 性 力 ， 、弹 性力 ５
及 弹性 支 座 的反力 Ｓ ， 别 为 ，分
收稿 日 ： ０ ６ ０ — ８ 期 ２ ０ － ３ ０ 作者 简介 ： 马武伟 （９ ２一） １７ ，河南省洛阳市人 ，工程师
上式 为常 系数二 阶 齐次微 分方 程 ，其解为 （ 数学 部分从 略 ）
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式 （ ） 梁上任 意 点 的剪 切振 动位移 方程 ， （ ） ３为 式 ４ 为梁 上任 意点 的剪切 应变方 程 ， Ｂ是待 定 积 分 常数 ， Ａ、 可根 据 梁两端 支 承条件 求解 ．下 面通 过例题 推导 出梁两 端不 同支座 情况 时连Biblioteka 弹性 支座 等截 面梁 剪 切振
引起共 振 ， 得 了很好 的效果． 取
２ 工 程 中发 生 的 问题
某 厂 主要 选 用 了 ３台 Ｌ型 １０ ｉ ８个 大 气压 空 气 压缩 机 ，空压 站房 设 计 为单 层 钢 筋 混 凝 土 排 架 体 ０ ｎ 系 ， 面梁 ，１５× ． 面板 ， 面板上设 ２ 细石 混凝 土现 浇层 、 沫混 凝 土保温 层 和油毡 防水 屋 ． ６ ０ｍ 屋 屋 ５ｒ 砌 泡 层 ．空 压机 基础 采用 钢筋 混凝 土构 架式 ．竣工投 产后 ，发现屋 盖振 动较大 ，局部 屋面 板有 相对 错 位 发 生．
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修 改 了空 气压 缩机 基 础 型式．新 厂房 建成后 未发 现共振 现象 ，达到 了预期设 计 目的．
３ 连 续 弹 性 支 座 等 截 面 杆 件 剪 切 振 动
当杆 件 长度 与截 面高 度 相 差 不 大 时 ，杆 件 位 移 以 剪 切 变形 为 主 ，而 弯 曲变形 所 占比例 很 小 ， 件 将 以 杆 剪切变 形作 自由振 动．图 １表 示作 用 在 连 续 弹性 支 座 上 的剪 切梁 计算 模 型．此 时任意 单位 长度 的质 量为
马 武伟 孟 凡 深 ， ，吴新 模
（ ．机械工业部 第四设 计研 究院 ，河南 洛 阳 ４ １３ ； ．洛 阳大学 土木 工程 学院，河南 洛阳 ４ １２ ） １ ７０ ９ ２ ７ ０ ３
摘
要 ： 出按 连 续弹性 支座 剪切 变形原 理分 析 单层 厂房 屋 盖体 系 自振 频 率 ，介 绍 提