单层工业厂房的基本构造
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单层工业厂房的基本构造
一、承重结构的类型
一般单层工业厂房的承重结构有墙承重结构和骨架承重结构两种。
墙承重结构造价较低,能节约钢材和水泥,便于就地取材,施工方便。一般由带壁柱的砖墙和钢筋混凝土屋架(或屋面梁)组成的。承重结构所用的材料可称为砖混结构。如果厂房设有吊车,则可在壁柱上设置吊车梁。为了节约材料的用量,也可将吊车轨道铺在砖墙上。为保证吊车的行驶,砖壁柱和吊车梁以上的砖墙可向外移。但由于受到砖强度的限制,只适用于跨度不大于15m、檐口高度在8m以下、吊车吨位不超过5t的小型厂房。
骨架承重结构是由横向骨架及纵向联系构件组成的承重系统。横向骨架由屋架(或屋面大梁)、柱和基础组成。承受天窗、屋顶及墙等各部分传递的荷载以及构建自重。纵向联系构件由连系梁、吊车梁、屋面板(或檩)、柱间和屋架间的支撑等组成。骨架结构的外墙只起维护作用,除承受风力和自重外、不承受其他荷载。骨架承重结构按其所用的材料不同,可以分为:钢筋混凝土结构、刚和钢筋混凝土混合结构及钢结构三种。
(1)、钢筋混凝土结构
这种结构是由钢筋混凝土屋架、柱等构件组成的。它的刚度大,耐久性和防火性均较好,是施工方便,是目前大多数厂房所采用的一种结构形式。这种结构适用范围广,跨度可达30余米,高度可达20余米,吊车吨位可达一二百吨。
(2)、钢—钢筋混凝土混合结构
这种结构是由钢屋架和钢筋混凝土柱组成的。一般用于大跨度的厂房。当厂房跨度较大,或者由于其他原因不适于采用钢筋混凝土屋架时,通常采用这种结构形式。
(3)、钢结构
这种结构是由钢屋架和钢柱组成的。它的承载能力大、刚度大、自重轻、抗振动;但耗用钢材也多,故一般只用于大型、重型、高温、和振动荷载较大的厂房,如大型炼钢、铸钢、水压机车间以及有重型锻锤的锻工车间等。
二、装配式钢筋混凝土骨架结构
装配式钢筋混凝土骨架结构的柱、基础、连系梁、吊车梁及屋顶承重结构(薄腹梁,桁架及屋面板)等都采用钢筋混凝土预制构件。
1、柱
在无吊车的厂房中,柱截面常采用矩形,其尺寸不小于300mm×300mm。在有吊车的厂房中,一般在柱身伸出牛腿,以及承重车梁。这时常用的的柱截面有矩形、工字型以及双肢柱等。双肢柱的腹杆有平腹杆和斜腹杆两种。
2、基础
装配式钢筋混凝土柱下面的独立基础,通常都使用杯形基础,柱安装在基础的杯口内。
3、吊车梁
吊车梁按截面形状分有等截面的T形和工字型吊车梁和变截面的鱼腹式吊车梁。
4、屋顶结构
屋顶结构的主要构件有屋架、屋面梁、屋面板、檩条等。根据其构件布置的不同屋顶结构可分为无檩结构和有檩结构两种。无檩结构屋面较重,刚度大,多用于大中型厂房。有檩结构屋面重量轻,省材料,但屋面刚度差,一般只用于中小型的厂房。
钢筋混凝土屋面大梁和屋顶,是厂房屋顶的主要承重结构。它直接承受天窗、屋面载荷,以及安装其上的悬挂式吊车、管道和设备等重量。
(1)钢筋混凝土屋面梁:屋面梁根据跨度大小与排水方式的不同,可做单坡的或双坡的。屋面梁的特点是制作简单、施工方便,易于保证质量,结构稳定性好,可以省去或简化屋顶的支撑系统。
(2)钢筋混凝土屋架:可分为三角形、梯形、拱形、折线形屋架等这种形式。
(3)钢筋混凝土面板:屋面板是屋顶的覆盖构件。按其尺寸大小来划分有大型屋面板和小型屋面板两种。大型屋面板可直接搭接在屋架或屋面大梁上;小型屋面板,因其尺寸较小,要在屋架或屋面大梁上架设檩条,再将屋面板搭在檩条上。
(4)天窗:主要解决采光和通风问题。常采用矩形天窗、矩形避风天窗、下沉式天窗等。下沉式天窗又分为横向下沉式天窗、纵向下沉式天窗、天井式天窗。
三、围护结构构造
骨架结构的外墙与墙承重结构的外墙不同,它不承受荷载而只起围护作用。其材料有粘土砖、砌块、石棉水泥瓦、大型墙板等。
1、外墙墙身构造
为简化构造和便于施工,一般厂房的外墙多砌筑在柱的外边,并支承在基础梁上。
墙的厚度根据保温要求决定。由于受砖砌体自身强度所限,砖墙的高度一般不得超过15m。
2、基础梁
在钢筋混凝土骨架结构的厂房中,外墙下一般不设基础,而将外墙砌筑在基础梁上。
基础梁两端搁置在柱基础的杯口上。
3、屋顶
厂房屋顶除应满足与民用建筑屋顶相同的防水、保温、隔热、通风等要求外,还应考虑吊车传来的冲击,振动荷载以及散热和防爆等要求。为了提高施工速度,屋顶应尽量采用预制装配式结构和构件。
(1)屋面排水
屋面排水方式可分为有组织排水和无组织排水两种。如屋面设置天沟、檐沟、雨水口、雨水管等设备,对屋面雨水进行有组织的疏导,则称为有组织排水;如屋面上不设排水设备,屋面雨水由檐口自由落到地面,则称为无组织排水。
根据排水管道的布置位置,有组织排水又可分为天沟外排水、内排水和悬吊管外排水三种。
1)天沟外排水:是将屋面雨水排至檐沟,再经雨水管流入室外明沟。管道不经过室内,用料较省,检修方便,但在寒冷地区因冬季融雪易将雨水管冻结堵塞,故不
宜采用此排水方式。
2)内排水:内排水是将屋面雨水通过天沟、雨水口和室内立管,从地下管沟排出。
大面积多跨厂房的中间部分以及寒冷地区的厂房,常采用此种排水方式。内排水
的构造比较复杂,消耗管材较多,造价和维修费用高。
3)悬吊管外排水:为了避免厂房内地下的雨水管沟与工艺设备、管线发生矛盾,在设备和管沟较多的多跨厂房中,可采用悬吊管外排水方式。它是把天沟中的雨水
经过悬吊管引向外墙处排出的。
(2)屋面防水
屋面防水做法有:卷材防水屋面、刚性防水屋面、钢筋混凝土构件自防水屋面以及瓦材屋面等。
1)卷材防水屋面
这种屋面在我国单层厂房中应用最广泛。
2)构件自防水屋面