单层厂房结构
单层厂房基本构造
单层厂房基本构造1 单层厂房外墙1.1 砌体墙砌体墙在单层工业厂房中，除跨度小于15m，吊车吨位小于5t时，作为承重和围护结构之用外，一般只起围护作用。
砖墙的厚度一般为240mm 和365mm，其它砌体墙厚度200～300mm。
1.1.1 墙体的位置由于墙体属于自承重墙，墙下不单作条形基础，而是通过基础梁将砖墙的重量传给基础。
当墙身的高度大于15m时，应加设连系梁来承托上部墙身。
墙身一般在柱子外侧，形成封闭结合。
也可以把墙体砌在柱子中间，以增加排架的刚度，对抗震有利。
1.1.2 砌体墙与柱子的连接围护墙应与柱子牢固拉接，还应与屋面板、天沟板或檩条拉接。
拉接钢筋的设置原则是：上下间距为500～620mm，钢筋数量为2Φ6，伸入墙体内部不少于500mm。
1.2 大型板材墙墙板的类型按墙板的性能分：保温墙板和非保温墙板；按墙板的材料、构造和形状分：钢筋混凝土槽形板、烟灰膨胀矿渣混凝土平板、钢丝网水泥折板、预应力钢筋混凝土板等。
1.2.1 墙板布置1、墙板横向布置：墙板长度和柱距一致，利用柱来作墙板的支承或悬挂点，竖缝由柱身遮挡，不易渗透风雨，是应用较多的一种方式。
2、墙板竖向布置：不受柱距限制，布置灵活，遇到穿墙孔洞时便于处理。
但墙板的固定须设置连系梁，其构造复杂，竖向板缝多，易渗漏雨水。
3、墙板混合布置：布置较为灵活，但板型较多，难以定型化，并且构造较为复杂。
厂房的山墙上形成山尖形，从立面设计要求可作出多种处理方案。
1.2.2 墙板与柱的连接构造1、柔性连接：通过设置预埋铁件和其他辅助件使墙板和排架柱相连接。
适用于地基构成不均匀、沉降较大或有较大振动影响的厂房。
2、刚性连接：在柱子和墙板中先分别设置预埋铁件，安装时用角钢或Ф6的钢筋焊接连牢。
宜用于地震设防烈度≤7度的地区和地基构成均匀，振动影响不大的厂房。
1.3 轻质板材墙对不要求保温、隔热的热加工车间、防爆车间、仓库建筑等的外墙，可采用轻质板材墙。
(整理)单层厂房结构布置
单层厂房的结构体系一、单层工业厂房的结构型式1.单层钢筋混凝土柱厂房：主要承重构件采用钢筋混凝土柱，钢筋混凝土屋架（薄腹梁）或钢屋架。
当有吊车时，一般采用钢筋混凝土吊车梁。
2.单层钢结构厂房：主要承重构件采用钢柱、钢屋架、钢吊车梁。
3.门式刚架轻工厂房：门式刚架是由柱和梁结合在一起，形状像门字的结构。
有钢筋混凝土门式刚架和钢门式刚架二种。
二、单层工业厂房的柱网布置单层厂房柱子的开间尺寸一般均为6.0m，当有特殊需要时也可为：9m，12m。
厂房的跨度（即柱子的进深间距）一般为：9m，12m，15m，18m，21m，24m，27m，30m……等，柱网的尺寸都是3.0m的模数。
厂房的山墙应布置抗风柱，其间距一般为6.0m，亦可根据山墙门洞位置，调整确定抗风柱的位置。
三、单层工业厂房围护墙单层工业厂房的围护墙，宜采用外贴式的轻质墙体（或砖砌体）即外墙体紧贴柱外皮设置，轻质墙体与柱宜采用柔性连接。
（一）当有抗震设防要求时，单层钢筋混凝土柱厂房的砌体隔墙和围护墙应符合下列要求：l.砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，并应采取措施使墙体稳定，隔墙顶部应设现浇浇钢筋混凝土压顶梁。
2.厂房的砌体围护墙宜采用外贴式并与柱可靠拉结；不等高厂房的高跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙采用砌体时，不应直接砌在低跨屋盖上。
3.砌体围护墙在下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁：（1）梯形屋架端部上弦和柱顶的标高处应各设一道，但屋架端部高度不大于900mm 时可合并设置。
（2）8度和9度时，应按上密下稀的原则，每隔4m左右在窗顶增设一道圈梁，高厂房的高低跨封墙和纵墙跨交接处的悬墙，圈梁的竖向间距不应大于3m。
（3）山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁，并应与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。
4．圈梁的构造应符合下列规定：（1）圈梁宜闭合，圈梁截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于180mm；圈梁的纵筋，6～8度时不应少于4A12，9度时不应少于4A14。
单层工业厂房的结构组成
单层工业厂房的结构组成
• 单层厂房结构通常由下列结构构件组成并相互连接成整体(图10.3)。
图10.3 厂房结构组成 1.屋面板；2.天沟板；3.天窗架；4.屋架；5.托架；6.吊车梁；7.排架柱；
8.抗风柱；9.基础；10.连系染；11.基础梁；12.天窗架垂直支撑； 13.屋架下弦横向水平支撑；14.屋架端部垂直支撑；15.柱间支撑
• 屋面板起覆盖、围护作用；屋架或屋面梁承受屋 架结构自重和屋面活荷载(包括雪荷载和其他荷载， 如积灰荷载、悬吊荷载等)，并将这些荷载传至排 架柱，故称为屋面承重结构，因此屋盖结构具有 承重和围护的双重作用。天窗架是为了设置供通 风、采光用的天窗，也是一种屋面承重结构。
• 2.横向平面排架
• 由横梁(屋架或屋面梁)和横向柱列(包括基础)所组 成，是厂房的基本承重结构。厂房结构承受的竖 向荷载(结构自重、屋面活荷载和吊车竖向荷载等) 及横向水平荷载(风荷载、吊车横向水平荷载和横 向水平地震作用等)主要通过横向平面排架传至基 础和地基。
• 1.屋盖结构
• 由屋面板(包括天沟板)、屋架或屋面梁(包括屋盖 支撑)组成，有时还设有天窗架和托架等。分无檩 和有檀两种屋盖体系：大型屋面板直接支承(焊牢) 在屋架或屋面梁上的称为无檀屋盖体系；小型屋 面板(或瓦材)支承在檩条上，檩条支承在屋架上 (板与檩条、檩条与屋架均需有牢固的连接)，通 常称为有檩屋盖体系。
• 屋架与柱顶铰接，也必须依靠支撑系统来维持纵 向力的传递与体系的稳定。纵向排架承担的荷载 较小，且一般厂房沿纵向柱子较多，又有柱间支 撑的加强，故纵向排架的刚度大，内力小，一般 可不作计算，仅采取一些构造措施即可。若厂房 较短，纵向柱少于7根，或在地震区，需考虑地震 作用时，则对纵向排架也需进行计算。
单层厂房定义标准
单层厂房定义标准
一、建筑物层数
单层厂房的定义主要根据其建筑物的层数来确定。
一般来说，单层厂房是指只有一层地面建筑物的厂房，这种类型的厂房在工业建筑中较为常见。
二、结构形式
单层厂房的结构形式通常是框架结构或排架结构。
框架结构主要是由柱子和梁组成，通过梁柱的组合来承受建筑物的重量和地震等外部载荷。
排架结构则主要由钢架和支撑体系组成，用于承受较大的外部载荷。
三、建筑规模
单层厂房的建筑规模因具体用途和生产工艺而异。
一般来说，单层厂房的建筑面积相对较小，通常在几千平方米以内。
然而，对于一些特殊用途的工业建筑，如大型设备制造、重型机械加工等，单层厂房的建筑面积也可以达到数万平方米。
四、建筑要求
单层厂房的建筑要求通常包括以下方面：
1.实用性：厂房应满足生产工艺流程的要求，合理布局生产线和辅助设施，
确保生产流程的顺畅。
2.安全性：厂房应具备足够的安全性能，包括结构安全、消防安全、电气安
全等方面。
3.环保性：厂房应采取必要的环保措施，减少生产过程中的环境污染。
4.美观性：厂房的外观和内部设计应简洁明了，符合现代工业风格的要求。
5.灵活性：厂房应具备足够的灵活性，能够适应生产工艺的调整和升级。
6.经济性：厂房的建设应考虑成本效益，合理选用建筑材料和设备，降低建
设成本。
7.可持续性：厂房应采用环保、节能、可持续发展的设计理念，尽可能减少
对环境的影响。
8.交通便捷性：厂房应选择交通便利的位置，方便人员和物资的进出。
9.水源充足性：厂房应选择水源充足的地区，保证生产过程中的用水需求。
混凝土结构原理 第8章 单层厂房结构
8-10 排架柱与屋架和吊车梁是如何连接的？
答：屋架（或屋面梁）与柱顶的连接，是通 过连接钢板与屋架端部预埋件之间焊接连接 实现的。屋架传来的垂直压力由连接垫板传 递至柱顶，水平剪力则由连接焊缝（或锚筋） 传递。吊车梁的竖向压力通过吊车梁梁底支 承板与牛腿顶面预埋件连接的钢板来传递； 吊车梁的水平力则通过吊车梁端顶面预埋件 与上柱侧面预埋件间的连接钢板（或角钢） 来传递。吊车梁与柱间宜用C20～C30细石混 凝土填实。
第8章 单层厂房结构
思考题
思考题
8-1 单层钢筋混凝土排架结构厂房由哪些构件组成？
8-2 作用在单层厂房排架结构上的荷载有答哪案些？其
荷载传递途如何？
8-3 单层厂房的支撑体系包括哪些？其作答用案是什么？
答案
• 8-4 在确定排架结构计算单元和计算简图时作了哪
些假定？
答案
• 8-5 排架柱的控制截面如何确定？
8-4 在确定排架结构计算单元和计算简图时作了哪 些假定？ 答：确定排架计算简图时作以下假定： 柱上端与屋架(或屋面梁)为铰接；⑵.柱下端固接
于基础顶面；⑶.排架横梁为无轴向变形刚性杆；⑷. 柱高度由固定端算至柱顶面铰接结点处，排架柱的 轴线为柱几何中心线。
8-5 排架柱的控制截面如何确定？
答：在一般单阶排架柱中，上柱各截面均相 同，其底截面内力最大，为控制截面；下柱各截 面也相同，牛腿顶面在吊车竖向荷载作用下弯矩 最大，为控制截面，下柱底截面轴力最大，在水 平荷载作用下弯矩最大，亦为控制截面。
• 根据牛腿上竖向力Fv作用线至下柱边缘（牛 腿根部）水平距离a的大小，将牛腿分为两 类：当a＞h0时，为长牛腿，受力特点与悬 臂梁相似；当a≤h0时，为短牛腿(h0为牛腿 与下柱交接处垂直截面的有效高度)
5-第五章~单层厂房构造解析
(a)矩形柱； (b)工字形柱； (c)预制空腹板工字 形柱； (d)单肢管柱； (e)双肢柱； (f)平腹杆双肢柱； (g)斜腹杆双肢柱； (h)双肢管柱
(a)工字形；
(b) 双肢柱
2、柱牛腿及柱上预埋件
厂房结构中的屋架、托架、吊车梁和连 系梁等构件，常由设在柱上的牛腿支承。其 截面尺寸必须满足抗裂和构造要求。
第五章 单层厂房构造
第一节 单层厂房的承重结构
一、单层工业厂房的组成
分墙承重结构和骨架承重结构两种类型。 (一)墙承重结构 由基础、墙(或带壁柱砌块墙)和钢筋混凝土 屋架(或屋面梁)组成。
结构经济简单、经济、施工方便。但由于砌 块的强度较低，只适用于跨度不大于15m，无吊 车或吊车起重量不超过50kN的中小型厂房。
吊车轨道与吊车梁的连接
车挡
(二)连系梁 连系梁分承重和非承重两种，它的设置位置 有设在墙内和不在墙内的两种，前者也称墙梁， 连系梁与柱的连接。
连系梁与柱的连接
(三)圈梁 圈梁是指连续设置在墙体同一水平面上交圈 封闭的梁。圈梁不承受砖墙重量，其作用是将墙 体连同厂房排架柱、抗风柱等箍在一起，以加强 厂房的整体刚度和墙身的稳定性，圈梁埋置在墙 内，同柱子连接仅起拉结作用。
（2）屋架 按其形式可分为三角形、拱形、梯形、折线 形等。按制作材料分，有普通钢筋混凝土屋架和 预应力钢筋混凝土屋架。
常见的钢筋混凝土屋面梁和屋架形式 (a)三角形；(b)组合式三角形；(c)预应力三角拱； (d)拱形；(e)预应力梯形；(f)折线形
钢筋混凝土工字形屋面大梁
（3
屋架与柱的连接有焊接和螺栓连接两种。焊接 是在屋架或屋面梁端部支承部位的预埋件底部焊上 一块垫板，待屋架就位校正后，与柱顶预埋钢板焊 接牢固。螺栓连接是在柱顶伸出预埋螺栓，在屋架 （或屋面梁）端部支承部位焊上带有缺口的支承钢 板，就位校正后，用螺
单层厂房结构
横向排架及荷载
作用在横向排架结构上的荷载有恒载、屋面活荷载、雪 荷载、积灰荷载、吊车荷载和风荷载等，除吊车荷载外， 其它荷载均取自计算单元范围内
1. 恒载 ：分项系数为1.2
(1)屋盖结构自重传来的荷载 ，其大小可根据标准图集或生产 厂家的说明书查得，其作用位置见附图
(2)上柱自重 ，其大小可根据截面尺寸、钢筋混凝土容重及上 柱高度计算，其作用位置见附图
15. 柱间支撑
单层厂房结构
1.结构组成
屋盖结构
有檩体系 ——
屋面板支承在檩条上，檩条支 承在屋架上，用于小型厂房
——
屋面板直接支承在屋架上，用
(屋面板+屋架或 无檩体系 —— 于大中型厂房
屋面梁+天窗架+
托架)
单层厂房
作用：承担自重、屋面风荷载、雪荷载、积灰荷 载及施工荷载(维修人员和小型工具)并传递给柱
3)防震缝(Seismic gap):当建筑物平面、立面复杂，结构高度或 刚度相差很大时
3.单层厂房的支撑支撑包来自屋盖支撑和柱间支撑(1)屋盖支撑
水平支撑
屋
垂直支撑
盖
支
纵向水平系杆
撑
天窗架支撑
横向水平支撑
上弦横向水平支撑 下弦横向水平支撑
纵向水平支撑
布置原则：分别由上、下弦水平支 撑形成水平刚性框，垂直支撑和水 平系杆连接形成整体刚性框
选择结构构件类型
确定结构布置
确定结构计算简图
—— 荷载计算及排架内力分析 结构构件(柱、基础等)设计
——
结构布置图(屋面、构件、柱、基础布置等) 构件配筋图
节点大样图
1.柱网与定位轴线
(1)柱网
厂房承重柱的纵向和横向定位轴线，在平面上排列所形成的网 格，称为柱网
单层厂房主要结构构件
3.轨道的安装及车挡
为防止吊车在行驶过程中来 不及刹车而冲撞到山墙上，应在 吊车梁的尽端设车挡装置。 车挡又称止冲器，其大小与
吊车的重量有关。车挡用钢板制
成，用螺栓固定到吊车梁的上翼 缘，上面固定缓冲橡胶。 图20 车挡
三、吊车梁、联系梁、圈梁
（二）联系梁
连系梁是厂房纵向列柱的水平连系构件，又是承受墙砌体重量
单层厂房的钢筋混凝土柱基本上可分为单肢柱和双肢柱两类。
二、柱 1.柱的类型 单肢柱有矩形、工字型和圆管型。
图7
单肢柱
图8
工字型柱
二、柱 1.柱的类型 双肢柱是由两肢矩形或两肢圆形管柱用腹杆（平腹杆或斜腹 杆）连接而成。
图9 双肢柱
图11
双肢柱
二、柱
2.柱的预埋件 为使钢筋混凝土柱与其他构
件有可靠的衔接措施，应在柱相
75 t
h2 h1
a 2 a1 200
50 a1
50
t-杯臂厚度;a-杯底厚度;
h1-插入深度; h2-杯臂高度;
图3 预制柱下杯形基础
图4 杯形基础
一、基础与基础梁
（二）基础梁 当厂房用钢筋混凝土柱作为承重骨架时，其内外墙下均设置基础 梁。墙的重量直接由基础梁承担，基础梁两侧搁置在杯口基础顶上。
（一）基础
基础是厂房结构的重要承重构件，厂房上部结构的全部荷载，通
过柱子传递到基础，基础将荷载传递到地基中，基础起着承上启下作 用。
单层厂房基础，主要有独立基础和条形基础两类，前者应用较多。
按柱与基础的连接方法，基础分现浇柱基础和预制柱基础。 1.现浇柱基础
采用现浇的方法，当柱与基础在不同时间内施工时，要在基础上
图23
第八章单层厂房结构
横梁与柱刚接的框架具有良好的横向刚度，但对于支座不 均匀沉降及温度作用比较敏感，需采取防止不均匀沉降的措施。 轻钢厂房采用的门式刚架属于横梁与柱刚接，而且由于结构自 重与传统单层厂房钢结构相比大为减轻，沉降问题不甚严重， 因而是一种较好的结构形式。
横向框架梁与柱的连接形式： 刚接框架：（a)、（b）横梁与柱子的刚接连接
图8.4
mm
• 8.2 .3 计算简图
单层厂房钢结构一般由横向框架作为承重结构，而横向框架 通常由柱和桁架（横梁）所组成。 横梁与柱子的连接可以是铰接，亦可以是刚接，相应地，称 横向框架为铰接框架（又称排架）或刚接框架。对一些刚度要求 较高的厂房（如设有双层吊车，装备硬钩吊车等），尤其是单跨 重型厂房，宜采用刚接框架。在多跨时，特别在吊车起重量不很 大和采用轻型围护结构时，适宜采用铰接框架。 各个横向框架之间有屋面板或檩条、托架、屋盖支撑等纵向 构件相互连接在一起，故框架实际上是空间工作的结构，应按空 间工作计算才比较合理和经济，但由于计算较繁，工作量大，所 以通常均简化为单个的平面框架（图）来计算。
1强度验算2整体稳定验算当檩条之间未设置拉条且屋面材料刚性较差如石棉瓦和用挂钩螺栓固定的压型钢板等在构造上不能阻止檩条受压翼缘侧向位移时或虽有刚性较好的屋面但屋面较轻在风吸力下可能使下翼缘受压时应按公式验算檩条的整体稳定如檩条之间设有拉条则可不验算整体稳定
• 第八章 单层厂房结构 ◆ 本章学习目标：通过本章的学习，要求掌握单层厂房 钢结构及钢屋盖的组成。屋盖支撑的种类，作用和布置 原则。檩条的型式和普通钢屋架设计、吊车梁的设计。 ◆ 本章教学内容：本章讨论的内容有以下四部分： • 第一部分：单层厂房钢结构的组成和布置 • 第二部分：钢屋盖的支撑体系；实腹式檩条的计算 • 第三部分：普通钢屋架设计 • 第四部为：吊车梁的设计 ◆ 本章重点：普通钢屋架设计。 ◆ 本章难点：普通钢屋架设计、吊车梁的设计。 ◆ 本章学习方法建议及参考资料：本章与实际联系较紧 密，建议学生多多思考。
单层厂房结构体系概述
单层厂房结构体系概述单层厂房结构体系概述一、引言单层厂房常常被用作生产、仓储、物流等用途，具有灵活性、经济性和便捷性的特点。
单层厂房结构体系的设计和施工需要考虑多个因素，如承重、抗震、耐候性等。
在本文中，将对单层厂房结构体系的概述进行详细介绍。
二、单层厂房结构体系的构成单层厂房结构体系主要由以下几个部分组成：1. 基础：单层厂房结构的基础是整个结构的承重部分，直接接受厂房所产生的荷载，并将其传递到地基上。
常见的基础形式有浇筑混凝土基础、混凝土桩基础和钢筋混凝土承台等。
基础的设计要满足足够的强度和稳定性要求。
2. 柱和梁：柱和梁是单层厂房结构的主要构件，直接负责荷载的传递和支撑。
柱一般采用钢柱，可以根据荷载大小和距离进行设置，并通过连接件与基础相连。
梁一般采用钢梁或混凝土梁，用于支撑屋面结构和传递荷载。
3. 屋面和墙面：屋面和墙面是单层厂房结构体系的外部构件，用于覆盖和保护内部空间。
屋面一般采用轻钢结构或混凝土结构，可以根据荷载要求选择合适的材料和形式。
墙面一般采用外墙板或预制混凝土墙体，用于隔离和固定结构。
4. 连接件和节点：连接件和节点是单层厂房结构体系的关键部分，负责将不同构件连接在一起，形成一个整体结构。
连接件一般采用螺栓连接或焊接连接，具有足够的强度和刚度。
节点的设计要考虑力学性能和施工性能，确保结构的稳定性和可靠性。
三、单层厂房结构体系设计考虑因素在进行单层厂房结构体系设计时，需要考虑以下几个因素：1. 承重能力：单层厂房结构需要能够承受厂房所产生的荷载，包括自重、人员活动、设备布置等。
设计时要合理确定各个构件的尺寸和材料，确保足够的承重能力。
2. 抗震性能：地震是单层厂房结构的一个重要考虑因素，设计时需要根据地震区域的特点和要求，选取合适的抗震措施和结构形式。
常见的抗震措施包括设置剪力墙、加固柱梁节点等。
3. 耐久性和耐候性：单层厂房结构需要具有足够的耐久性和耐候性，以应对长期使用和不同的气候条件。
单层厂房结构概述
单层厂房结构概述单层厂房是一种常见的工业建筑形式，主要用于生产、制造、仓储等工业活动。
由于其简单、实用、经济的特点，广泛应用于各种类型的工业场所。
单层厂房的结构主要由柱、梁和屋面组成。
柱是支撑厂房重量和外部荷载的主要力学构件，通常采用混凝土或钢筋混凝土制作而成。
柱的位置和数量根据厂房的具体布局和设计要求确定，以确保楼层的均布荷载和力的传输。
梁则是连接柱和屋面的结构构件，起到分散荷载和支撑屋面的作用。
梁的材料和形式可以根据实际需要选择，常见的有钢梁和混凝土梁。
屋面部分通常采用轻钢结构，具有较好的抗震和抗风性能。
单层厂房的结构设计需要考虑多方面的因素。
首先要根据厂房的用途确定荷载和使用情况，进而确定柱、梁和屋面的尺寸和材料。
其次要考虑地基的承载能力，确保厂房的稳定性和安全性。
同时还要考虑脱水、通风、消防等设备以及工人出入口的位置和布局，以便在日常生产过程中提供便利。
为了增强单层厂房的结构强度和稳定性，可以采用各种增强措施。
例如，可以在柱和梁的连接处加设剪力墙，以增强其抗侧向力的能力。
此外，可以采用钢筋混凝土柱和梁的组合结构，以提高整个厂房的承载能力和抗震性能。
此外，还可以在屋面部分加设梁和板的组合结构，增强其刚度和抗风性能。
单层厂房的建造过程相对简单。
首先需要进行地基处理，包括平整、压实和打桩等工作。
然后根据设计图纸进行柱、梁和屋面的施工，其中包括混凝土浇筑、钢结构安装等工艺过程。
最后进行地面的整平和室内装修工作，以满足厂房使用的需要。
单层厂房的优点主要体现在其简单、实用和经济的特点上。
相比于多层厂房，单层厂房的建造成本和周期较低，更适用于中小型企业。
此外，单层厂房的空间利用率较高，便于生产线布置和设备安装，提高了生产效率。
同时，单层厂房的维护和管理相对简单，更易于进行日常维修和设备更新。
总之，单层厂房是一种简单、实用、经济的工业建筑形式。
通过合理的结构设计和增强措施，可以为生产、制造、仓储等工业活动提供良好的空间和条件。
单层厂房设计构件的组成
单层厂房设计构件的组成单层厂房是指只有一层主要生产空间的工业建筑，广泛应用于钢铁、石油、化工、电力等工业领域。
单层厂房的设计构件主要包括以下部分：1.屋盖结构：屋盖结构是单层厂房的顶部结构，它支撑着整个厂房的重量，同时抵抗着风、雨、雪等自然因素的影响。
屋盖结构通常由钢梁、钢屋架、钢支撑、钢檀条等组成，其设计需要根据实际情况进行详细的计算和分析。
2.吊车梁：吊车梁是单层厂房中用来支撑吊车的构件，它需要承受吊车的重量和吊车载荷的传递。
吊车梁通常采用实腹式钢梁或格构式钢梁，其设计需考虑吊车的吨位、跨度、工作级别等因素。
3.柱子：柱子是单层厂房的主要承重构件，它支撑着屋盖结构、吊车梁和基础等部分。
柱子通常采用实腹式或格构式的钢柱，其截面形状可以是H型、箱型等。
柱子的设计需要根据厂房的跨度、高度、荷载等情况进行详细的计算和分析。
4.基础：基础是单层厂房的底部结构，它承受着整个厂房的重量和荷载，并将这些力量传递到土壤中。
基础通常采用混凝土或钢筋混凝土材料，其设计需要根据地质勘察报告和上部结构的荷载情况进行详细的计算和分析。
5.外墙：外墙是单层厂房的侧面结构，它起到维护和支撑的作用。
外墙通常采用轻质板材或砌块材料构成，其设计需要考虑保温、防水、隔音等因素。
同时，外墙还需要适应不同的环境条件，如高温、低温、腐蚀等。
6.门窗：门窗是单层厂房的开口部分，它们需要满足通风、采光、安全等要求。
门窗的设计需要根据实际需求进行选择和配置，如铝合金门窗、钢门窗等。
同时，门窗还需要考虑防盗、防水、保温等因素。
7.地面：地面是单层厂房的水平面，它需要承受生产过程中产生的各种荷载和摩擦力。
地面通常采用耐磨性好的材料铺装而成，如混凝土地面、瓷砖地面等。
同时，地面还需要考虑防滑、防水等因素。
8.天沟及落水管：天沟是单层厂房的屋面排水沟，它收集屋面雨水并引导其流向落水管。
落水管则是将雨水从天沟引导到地面的管道。
天沟和落水管的设计需要考虑当地的降雨量和排水能力等因素。
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单层厂房结构 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998学号 29混凝土结构课程设计单层厂房排架结构设计院（系）名称：航天与建筑工程学院专业名称：土木工程学生姓名：杨浩指导教师：郭庆勇2014年6月目录单层厂房排架结构设计1. 设计资料及要求(1)工程概况某金工装配车间为两跨等高厂房，跨度均为18m ，柱距均为6m ，车间总长度为66m 。
每跨设有起重量为150/30t 吊车各2台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高。
厂房无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为240mm 厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度为，室内外高差为350mm ，素混凝土地面。
建筑平面及剖面分别如图1和图2所示。
(2)结构设计原始资料厂房所在地点的基本风压为m 2，地面粗糙度为B 类；基本雪压为m 2。
风荷载的组合值系数为0.6c ψ=，雪荷载的组合值系数为0.6cψ=其余可变荷载的组合值系数均为0.7cψ=。
基础持力层为粉土，粘粒含量ρc =,地基承载力特征值f ak =180kN/m 2，埋深，基底以上土的加权平均重度γm =17kN/m 3,基底以下图的重度γ=18kN/m 3。
(3)材料基础混凝土强度等级为C20；柱混凝土强度等级为C30。
柱中纵向受力钢筋采用HRB335级；箍筋和分布钢筋采用HPB300级。
(4)设计要求分析厂房排架内力，并进行排架柱和基础的设计；绘制排架柱和基础的施工图。
图1 厂房平面图图4 厂房剖面图2. 结构构件选型、结构布置方案确定说明因该厂房跨度在15〜36m 之间，且柱顶标高大于8m ，故采用钢筋混凝土排架结构。
为了保证屋盖的整体性和刚度，屋盖采用无檩体系。
由于厂房屋面采用卷材防水做法，故选用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。
普通钢筋混凝土吊车梁制作方便，当吊车起重量不大时，有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车梁。
厂房各主要构件选型见表1。
表1主要承重构件选型表由上图可知，吊车轨顶标高为。
对起重量为150/30t 、工作级别为A5的吊车，当厂房跨度为18m 时，可求得吊车的跨度L k =18—=，由附表4可查得吊车轨顶以上高度为 2..05m ；选定吊车梁的高度 1.20bh m =，暂取轨道顶面至吊车梁顶面的距离0.20ah m =，则牛腿顶面标高可按下式计算：牛腿顶面标高=轨顶标高-b h -ah =——=由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为。
考虑吊车行驶所需空隙尺寸7h =220mm ，柱顶标高可按下式计算：柱顶标高=牛腿顶面标高+b h +a h +吊车高度+7h=++++=故柱顶（或屋架下弦底面）标高取为。
取室内地面至基础顶面的距离为，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度H和上l柱高度H分别为uH=+=H=+=lH=根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，确定柱截面尺寸，以及由柱u3. 定位轴线横向定位轴线除端柱外，均通过柱截面几何中心。
对起重量为150/30t工作级别为A5的吊车，可查得轨道中心至吊车端部距离B=230mm；吊车桥架外边缘至上柱内边1B，一般取值不小于80mm。
缘的净空宽度2B=300mm，故对中柱，取纵向定位轴线为柱的几何中心，则3B2= e - B1 - B3= 750 - 230 – 300 = 220mm>80mm符合要求。
B=400mm，对边柱，取封闭式定位轴线，即纵向定位轴线与纵墙内皮重合，则3故B2= e - B1 - B3= 750 - 230 – 400 = 120mm>80mm符合要求。
4. 计算简图确定由于该金工车间厂房，工艺无特殊要求，且结构布置及荷载分布（除吊车荷载外）均匀，故可取一榀横向排架作为基本的计算单元，单元的宽度为两相邻柱间中心线之间的距离，即B=，如图5(a)所示；计算简图如图5(b)所示。
图5计算单元和计算简图5. 荷载计算恒载①屋盖恒载 两毡三油防水层2m20mm 厚水泥砂浆找平层 20kN/3m ×=2m 100mm 厚水泥蛭石保温层 4kN/3m ×=2m 一毡两油隔气层 2m20mm 厚水泥砂浆找平层 20kN/3m ×=2m 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 2m 屋架钢支撑 2/05.0m kN合计 2m屋架重力荷载为106kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为 1G =1.2×（2m ×6m×18m/2+2)= ②吊车梁及轨道重力荷载设计值3G =1.2×（+m×6m)= ③柱自重重力荷载设计值 A ，C 柱4A 4C G =G =1.2×4kN/m×= kN （上柱） 5A5CG =G =1.2×m×= kN （下柱） B 柱4B G =1.2×6kN/m×=（上柱） 5BG =1.2×m×=（下柱） 各项恒载作用位置如图6所示。
图6 荷载作用位置图（单位：kN ）屋面活荷载屋面活荷载标准值为2m ，雪荷载标准值为2m ，后者等于前者，故仅按前者计算。
作用于柱顶的屋面活荷载设计值为1Q =1.4××6m×18m/2=Q 1的作用位置与1G 作用的位置相同，如图6所示。
风荷载风荷载标准值按下式计算，其中ω0=m 2，z =1.0β，z μ根据厂房各部分标高（图4）及B 类地面粗糙度确定如下：柱顶（标高）z μ= 檐口（标高）z μ= 屋顶（标高）z μ=s μ如图7所示，可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为ω1k =βz μz μs1 ω0=××× kN/m 2=m 2ω1k =βz μz μs1 ω0=××× kN/m 2=m 2图7 风荷载体型系数及排架计算简图则作用于排架计算简图（图7）上的风荷载设计值为： q 1=× kN/m 2×6m = kN/m 2 q 2=× kN/m 2×6m = kN/m 2Fw =γQ [(μs1+μs1) μz h 1+(μs3+μs4) μz h 2] βz ω0B=×[+××++××]×=图8 吊车荷载作用下支座反力影响线吊车荷载由给定吊车150/30t，可知吊车参数为：对于AB跨：B= , K= , g= , Q=150kN , F p,max=165kN , F p,min=34kN根据及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值，如图8所示。
①吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值：D max =γQ F p,maxΣy i =×165 kN×(1+++ =D min =γQ F p,minΣy i =×34 kN×(1+++ =②吊车横向水平荷载：作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力为：T = 1/4α(Q+g) = 1/4××(150kN + 53kN) =作用于排架柱上吊车横向水平荷载设计值为：T max =γQ TΣy i =×× =6.排架内力分析该厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。
其中柱的剪力分配系数iη按下式计算：111ii ni i δηδ∑==式中：1i δ——第i 根排架的抗侧移刚度。
其结果见表3。
表3 柱剪力分配系数恒载作用下排架内力分析恒载作用下排架的计算简图如图9(a)所示。
11240.16G G kN ==；23453.1617.8270.98G G G kN kN kN =+=+= ;35415346511112403340.84;2480.322253.1625.92128.5250.98;240.160.0512.01;()(240.1617.82)0.2553.160.348.58A B B G G kN G G kN G G G kN G G kN M G e kN M G G e G e kN m =====+=⨯+=====⨯==+-=+⨯-⨯= ；如图9所示，排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。
柱顶不动铰支座反力iR 计算如下：对于A ，C 柱，0.109n =，0.295λ= 则：221333121311(1)3312.122; 1.13211221(1)1(1)6.32; 6.32A CnC Cn nM MR C C kN R kNH Hλλλλ---====+-+-=+==-，求得iR后，可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力。
柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图9（b）、（c）。
图9（d）为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。
图9恒载作用下排架的内力计算简图及内力图屋面活荷载作用下排架内力分析（1）AB跨作用屋面活荷载排架计算简图如图10（a）所示其中137.8Q kN=，它在柱顶及变阶处引起的力矩为：1121137.80.05 1.89;37.80.259.4537.80.15 5.67A ABM Q e kN m M kN mM Q H kN m==⨯==⨯===⨯=对于A 柱，132.122, 1.132,C C == 则1213 6.32()A A A M MR C C kN H H=+=→ 对于B 柱，0.281n =，0.295λ=，21311(1)3 1.721121(1)n C nλλ--==+- 11 5.67 1.7210.80()12.2B B M R C kN H ⨯===→则排架柱顶不动铰支座总反力为：1.210.802.01()A B R R R kN =+=+=→将R 反向作用于排架柱顶，用下式计算相应的柱顶剪力，并于柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB 跨时的柱顶剪力，即： 1.210.287 2.010.63()0.800.426 2.010.06()0.287 2.010.58()A A AB B BC C V R R kN V R R kN V R kN ηηη=-=-⨯=→=-=-⨯=-←=-=-⨯=-← 排架结构的弯矩图和轴力图分别见图10（b ）、（c ）。
图10 AB 跨作用屋面活荷载时排架的计算简图及内力图（2）BC 跨作用屋面活荷载由于结构对称，且BC 跨与AB 跨作用荷载相同，故只需将图10中各内力图的位置及方向调整一下即可，如图11所示。