自考 02440 第2章-单层厂房

混凝土结构设计
第二章 单层厂房
厚德 笃学 铸能 思源
2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
一.结构组成
5.吊车梁
一般简支在柱牛腿上，主要承受吊车竖向荷载、横向或 纵向水平荷载，并将它们分别传至横向或纵向水平排架。
6.基础
承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基。
7.围护结构
位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、连系梁、 基础梁等构件。主要是承受墙体和构件的自重以及作用在墙面上 的风荷载。
三.吊车荷载
2.吊车横向水平荷载
吊车横向水平荷载作用 在吊车梁顶面的水平处。
吊车总的横向水平荷载可按下式取值：
Ti,k (G2,k G3,k )
式中 G3,k—— 吊车的额定起重量； G2,k—— 小车重量；
—— 横向水平荷载系数。
对于一般四轮桥式吊车，大车每一轮子传递给吊车梁的横向水
2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
三.单层厂房的支撑
2. 柱间支撑
☞组成：一般包括上部柱间支撑、中部柱间支撑及下部柱间 支撑。
☞作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定性；将吊车纵向水 平制动力、山墙及天窗端壁的风荷载、纵向水平地震作用等 传至基础。
☞布置：宜采用十字交叉的形式，倾角35°-50°之间。 柱间支撑应布置在伸缩缝区段的中央或临近中央，
——多台吊车的荷载折减系数（P46表2-1）。
注：计算排架考虑多台吊车竖向荷载时，对单跨厂房的每个排架，参 与组合的吊车台数不宜多于2台；对多跨厂房的每个排架，不宜多于4台。
当计算吊车梁及其连接的强度时，吊车竖向荷载应乘以动力系数。
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第二章 单层厂房
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2.2.2 荷载计算
混凝土结构设计
第二章 单层厂房
2014年11月
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2.1 单层厂房的结构型式、结构 组成和结构布置
2.2 排架计算 2.3 单层厂房柱 2.4 柱下独立基础
2.5 吊车梁
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第二章 单层厂房
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2.1 单层厂房的结构型式、结构组成和结构布置
识记
①单层厂房的结构形式（门式钢架与排架）； ②单层厂房的结构组成； ③柱网布置、常用柱距； ④变形缝； ⑤围护墙和山墙的构造。
平制动力 Tk为：
Tk

1 4

(G2,k
G3,k )
Tmax,k Tk
yi

1 4

(G2,k
G3,k )
yi
注：考虑多台吊车水平荷载时，对单跨或多跨厂房的每个排架， 参与组合的吊车台数不应多于2台。
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第二章 单层厂房
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四.风荷载
2.2.2 荷载计算
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第二章 单层厂房
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竖向荷载
二.传力路线
吊车竖向荷载
屋面荷载
墙
有檩体系 体
吊车梁
屋面板
无檩
檩 条
重 量
体系
小车刹车力
屋架或 桥式吊车 屋面梁
悬 挂
墙 梁
吊车横向 水平荷载
大车刹车力 水 吊车纵向 平 水平荷载 荷 载 纵墙风荷载
吊车梁 吊车梁
横向
排
柱间支撑 纵向 架
横向
纵向 柱
吊 车
连基 系础 梁梁
山墙 山
风荷
载
墙
混凝土结构设计
抗 第二章风柱单层厂房屋 结盖 构
柱间 支撑
基础 地基 厚德 笃学 铸能 思源
2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
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一.柱网布置
厂房承重柱或承重墙的定位轴线在平面上排成的网格， 称为柱网。
厂房柱网尺寸应符合模数化的要求，厂房的跨度在 18m和18m以下时，应采用扩大模数30M数列，在18m 以上时，应采用扩大模数60M数列；厂房的柱距应采用 扩大模数60M数列；厂房的山墙处抗风柱柱距宜采用扩 大模数15M数列。
一.结构组成
3.纵向平面 排架结构
由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑和基础等 构件组成的纵向平面骨架。作用是保证厂房结构的纵 向稳定性和刚度，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平 地震作用、温度应力以及作用在山墙及天窗架端壁并 通过屋盖结构传来的纵向风荷载等。
纵向平面排架 组成及荷载图
4.支撑
包括屋盖支撑和柱间支撑。其作用是加强厂房结构的空间刚度， 并保证其稳定和安全；同时将荷载传递到主要承重构件上去。
①单层厂房柱抗剪刚度的定义； ②用剪力分配法计算等高排架的方法和物理 概念，特别是任意荷载作用时的情况。
应用
混凝土结构设计
①掌握单层厂房的荷载计算方法，特别是雪 荷载、风荷载和吊车荷载的计算方法； ②熟练掌握各种荷载下等高排架内力按剪力 分配法的计算方法； ③熟练掌握内里组合的原则及方法。
第二章 单层厂房
上部柱间支撑在厂房两端第一个柱距内也应设置。
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第二章 单层厂房
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2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
四.围护结构的功能和布置原则
1. 抗风柱（山墙壁柱）
设置在两端山墙内，抵抗水平风荷载的构造柱简称为抗风柱。
☞柱脚：一般采用插入基础杯口的固接方式。
☞抗风柱上端与屋架的连接有两个条件：①在水平方向必须与 屋架有可靠的连接保证有效地传递风荷载；②在竖向脱开。所以， 抗风柱与屋架一般采用竖向可以移动、水平方向又有较大刚度的 弹簧板连接。
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2.2.2 荷载计算
三.吊车荷载
1.吊车竖向荷载
Dmax,k 和 Dmin,k 的标准值按下式计算：
Dmax,k Pmax,k yi
Dmin,k Pmin,k
yi
Dmax,k
Pmin,k Pmax,k
式中
yi——各大轮子下影响线纵标值的总和；
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2.2 排架计算
排架计算的内容：
确定计算简图 荷载计算 柱控制界面的内力分析和内力组合
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2.2.1 计算简图
1.计算单元
在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一个典型 的区段，作为排架的计算单元。
2.基本假定
①柱下端固接于基础顶面，屋面梁或屋架铰接在 柱上；
一.结构组成
2.横向平面 排架结构
由横梁、横向柱 列及其基础所组成 的平面骨架，是厂 房的基本承重结构。 厂房承受的竖向荷 载及横向水平荷载 主要通过横向平面 排架传至基础及地 基。
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第二章 单层厂房
横向平面排架组成及荷载图
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2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
sk r s0
式中： s0 为基本雪压 (kN/m2)；r 为屋面积雪分布系数。
屋面积灰荷载 ：对设计生产中有大量排灰的厂房及其临近建筑时， 应考虑屋面积灰荷载的影响。
注：屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中的较大值； 当有屋面积灰荷载时，积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活 荷载两者中的较大值同时考虑。
☞截面：上柱宜采用矩形截面，尺寸不小于350mm×300mm，下 柱宜采用工字形或矩形截面。
☞抗风柱主要承受山墙风荷载，一般情况下其竖向荷载只有柱自重， 故设计时可近似地按受弯构件计算，并应考虑正、反两个方向的弯 矩。若还承受其它竖向荷载，则按偏心受压构件计算。
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2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
三.单层厂房的支撑
包括屋盖支撑和柱间支撑。其作用是加强厂房结构的空间刚度， 并保证其稳定和安全；同时将荷载传递到主要承重构件上去。
1. 屋盖支撑
上、下弦水平支撑
☞构成：屋架（屋面梁）上、下弦平面内以 及天窗架上弦平面内的水平支撑。
2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
一.结构组成
1.屋盖结构
有檩体系 无檩体系
由小型屋面板、檩条、屋 架及屋盖支撑所组成。
由大型屋面板、屋架或屋面 梁及屋盖支撑组成，有时还 包括有天窗架和托架等构件。
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屋盖结构
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2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
沉降缝
沉降缝应将建筑物从屋顶到基础底面全部分开， 以使在缝两边发生不同沉降时而不致损坏整个建筑 物。沉降缝可兼做伸缩缝。
防震缝
防震缝是为了减轻厂房震害而采取的措施之一。 防震缝应将上部结构和基础都完全分开，防震缝的 宽度在厂房纵横跨交接处可采用100～150mm， 其它情况可采用50～90mm。
地震区的厂房，其伸缩缝和沉降缝均应符合防 震缝的要求。
•
从经济指标、材料用量和施工条件等方面衡量，特
别是高度较低的厂房，采用6m柱距比12m柱距优越。
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2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
二.变形缝
伸缩缝
为减小由于温度变化所引起的应力，可用温度 伸缩缝将厂房分成几个温度区段。伸缩缝将厂房从 基础顶面到屋面完全分开，并留出一定的缝隙，使 上部结构在气温变化时，水平方向可以自由地发生 变形，从而减小温度应力。
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. 连系梁 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
单层厂房结构
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第二章 单层厂房
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领会
①单层厂房的竖向力、横向水平力、纵向水 平力是怎样从上部结构传到地基的；
②支撑的作用、种类和布置原则。
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2.1.1 单层厂房的结构型式
我国混凝土单层厂房的结构型式主要有：排架结构和刚架结构 。
1. 排架结构
排架结构由屋架（或屋面梁）、柱和基础组成，柱与屋架铰 接，而与基础刚接。根据厂房生产工艺和使用要求的不同，排架 结构可做成等高、不等高和锯齿形。
②屋面梁或屋架没有轴向变形。
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计算单元和计算简图 第二章 单层厂房
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2.2.2 荷载计算
一.恒载
屋盖自重F1 上柱自重F2 下柱自重F3
各种恒载的数值可按材 料重力密度和结构的有 关尺寸计算得到，标准 构件可从标准图上查得。
吊车梁和轨道零件自重F4
支承在牛腿上的围护结构的重力F5
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值 w（k kN/m2）按下式计算：
wk z sz w0
式中 w0 ——基本风压值（kN/m2），是以当地比较空旷平坦地面上离
地10m高处统计所得的50年一遇10分钟平均最大风速为 标准确定的风压值；
z ——高度z处的风振系数，单层厂房一般取1；
z ——风压高度变化系数；
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2.1.1 单层厂房的结构型式
2. 钢架结构
刚架结构由横梁、柱和基础组成。
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2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
一.结构组成
单层厂房结构是由下列构件组成的一个复杂的
空间受力体系，可将结构整体分为以下几个子结构体系:
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2.2.2 荷载计算
二.屋面活荷载
荷载分项系数均为1.4。
屋面均布活荷载 ：屋面水平投影面上的屋面均布活荷载标准值，按 下列情况取：不上人的屋面为0.5kN/m2；上人的屋面为2.0kN/m2。
屋面雪荷载 ：屋面水平投影面上的雪荷载标准值 sk (kN/m2)。
2.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
四.围护结构的功能和布置原则
2. 圈梁、连系梁、过梁和基础梁
圈梁
将墙体与厂方柱箍在一起，其作用时增强房屋的整体刚 度；防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载对厂方的不 利影响。可现浇或预制。
连系梁
其作用时联系纵向柱列，以增强厂方的纵向刚度并传递 风荷载到纵向柱列；并且承受其上部墙体的重力。一般是预 制。
过梁
其作用是承托门窗洞口上的墙体。
基础梁
其作用时承托围护墙并将其传至柱基础顶面。优先采用 矩形截面，必要时才采用梯形截面。
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2.2 排架计算
识记 领会
①排架计算的内容和目的； ②排架计算的假定与计算简图； ③排架考虑整体空间工作的概念； ④了解排架计算中的三个问题。
s ——风荷载体型系数。
☞布置：支撑节间的划分应与屋架节间相适应， 一般采用十字交叉的形式，倾角30°-60°。
垂直支撑
☞构成：布置在屋架（屋面梁）间或天窗架（包括挡风 板立柱）间的支撑。
纵向水平系杆
☞构成：布置在屋架上、下弦平面内。分为刚性 （ 压杆）和柔性（拉杆）两种。
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