单层厂房结构
单层厂房排架结构
单层厂房排架结构一、单层厂房排架结构的设计要点1.载荷计算：在设计单层厂房排架结构时，需要考虑到储存物品的质量、数量和尺寸。
根据储存物品的特性，合理计算荷载，包括静态荷载和动态荷载。
2.框架结构设计：单层厂房排架结构一般由柱子、梁和桁架等组成。
柱子负责支撑重力荷载，梁用于传递荷载，桁架则起到稳定作用。
在设计过程中，需要考虑结构的强度、刚度和稳定性。
3.基础设计：单层厂房排架结构的基础设计非常重要，要考虑到土地的承载能力和地震、风等外部荷载的影响。
基础设计要符合相关的建筑规范，确保结构的稳定性和安全性。
4.框架连接：框架结构的连接方式也是设计的重点之一、连接点的设计应尽量简化，提高施工效率，并确保连接的强度和刚度。
5.防火设计：考虑到储存物品的特性，单层厂房排架结构的防火设计非常重要。
建议使用防火板、防火涂料等材料，提高结构的防火性能。
二、单层厂房排架结构的优势1.空间利用率高：单层厂房排架结构可以利用立体空间，将储存物品垂直堆叠，从而提高空间利用效率。
2.灵活性强：单层厂房排架结构可以根据实际需要进行调整，灵活适应不同类型和尺寸的货物储存需求。
3.施工周期短：单层厂房排架结构采用工业化生产方式，施工周期短，可以快速投入使用。
4.维护成本低：相对于传统的砖木结构或混凝土结构，单层厂房排架结构的维护成本较低，容易清洁和维护。
5.可拆装：单层厂房排架结构可以拆解和重组，可以根据不同的需求进行重新布局和改造。
三、单层厂房排架结构的应用场合1.仓库和物流中心：单层厂房排架结构适用于仓库和物流中心，可以方便地分类、存储和管理货物。
2.工厂和生产车间：单层厂房排架结构可以用来存放原材料和成品，提高生产效率和物流流程。
3.超市和商场：单层厂房排架结构可以用来存放货物和展示商品，提高货物陈列的效果和销售能力。
4.体育馆和展览馆：单层厂房排架结构可以用来搭建临时的体育馆和展览馆，满足大型活动和展览的需求。
通过上述分析，可以看出单层厂房排架结构具有很多优势，并且适用于多种场合。
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。
单层厂房的结构组成及布置
一、单层厂房的结构组成
➢ 单层厂房结构是由一些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： 屋盖系统 梁柱系统 基础 支撑系统 维护系统
①屋盖系统
➢屋盖系统由排架柱顶以上部分构件，包括屋面板、天 沟板、屋架(或屋面大梁)组成。有时还设有天窗架和托 架等。 ➢屋面板：承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、 积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面 梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用。 1）屋面板
➢构成：沿厂房跨度方向用交叉 角钢、直腹杆和屋架下弦杆构 成的水平桁架 。
➢作用：将山墙风荷载及纵向水 平荷载传至纵向柱列；防止屋 架下弦侧向振动。
下弦横向水平支撑布置
b.下弦横向水平支撑
➢布置：当屋架下弦设有悬挂吊 车，或厂房内有较大振动，或 山墙风荷载通过抗风柱传至屋 架下弦，应在每一伸缩缝区段 两端的第一或第二柱间设置， 宜与上弦横向水平支撑设置在 同一柱间，以形成空间行架体 系。
➢ 柔性系杆（拉杆）：其余均可采用柔性系杆。
垂直支撑和水平系杆布置图
②柱间支撑布置
柱间支撑是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件。
➢构成：由交叉钢杆 件组成，交叉倾角宜 取45°，支撑钢构件 的截面尺寸需经承载 力和稳定计算确定 。
➢作用：提高厂房的 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。
➢《混凝土结构设计规范》规定：对于装配式钢筋混凝土排 架结构，当有墙体封闭时，伸缩缝的最大间距为100 m，当无 墙体封闭处于露天时，缝的最大间距为70 m。
② 沉降缝
沉降缝：单层厂房结构对地基不均匀沉降有较好的适 应能力，故在一般的单层厂房中可不设沉降缝。当厂 房相邻两部分高度相差大于10m，或吊车起重量相差 悬殊，地基承载力或下卧层土质有较大差别等，应考 虑设置沉降缝。
单层钢结构厂房结构计算
单层钢结构厂房结构计算一、设计资料河南省某加工厂一厂房，该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值0.05g。
刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。
屋面及墙面板均为聚氨酯复合保温板；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
二、荷载计算（一）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）YX51-380-760型彩色压型钢板0.15 KN/m250mm厚保温玻璃棉板0.05 KN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网0.02 KN/m2檩条及支撑0.10 KN/m2刚架斜梁自重0.15 KN/m2悬挂设备0.20 KN/m2合计0.67 KN/m22．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 KN/m2。
雪荷载：基本雪压S0=0.45 KN/m2。
对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=5°42′38″，μr=1.0，雪荷载标准值Sk=μrS0=0.45 KN/m2。
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 KN/m2，不考虑积灰荷载。
3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m24．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。
基本风压ω0=1.05×0.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。
风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。
5．地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。
单层厂房按结构材料大致可分为
单层厂房按结构材料大致可分为：混合结构、混凝土结构和钢结构。
一般说来，无吊车或吊车吨位不超过5t，且跨度在15m以内，柱顶标高在8m以下，无特殊工艺要求的小型厂房，可采用由砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架组成的混合结构。
当吊车吨位在250t(中级载荷状态)以上，或跨度大于36m的大型厂房，或有特殊工艺要求的厂房(如设有10t以上锻锤的车间以及高温车间的特殊部位等)，一般采用钢屋架、钢筋混凝土柱或全钢结构。
其他大部分厂房均可采用混凝土结构。
目前，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两种。
排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。
根据生产工艺和使用要求的不同，排架结构可做成等高、不等高和锯齿形等多种形式，见图和图，后者通常用于单向采光的纺织厂。
排架结构是目前单层厂房结构的基本结构形式，其跨度可超过30m，高度可达(20～30)m或更高，吊车吨位可达150t甚至更大。
排架结构传力明确，构造简单，施工亦较方便。
目前常用的刚架结构是装配式钢筋混凝土门式刚架。
它的特点是柱和横梁刚接成一个构件，柱与基础通常为铰接．刚架顶节点做成铰接的，称为三铰刚架，见图-(a)，做成刚接的称为两铰刚架，见图-(b)，前者是静定结构，后者是超静定结构。
为便于施工吊装，两铰刚架通常做成三段，在横梁中弯矩为零(或很小)的截面处设置接头，用焊接或螺栓连接成整体。
刚架顶部一般为人字形见图-(a)、图-(b)，也有做成弧形的，见图-(c)、图-(d)。
刚架立柱和横梁的截面高度都是随内力(主要是弯矩)的增减沿轴线方向做成变高的，以节约材料。
构件截面一般为矩形，但当跨度和高度都较大时，为减轻自重(即自身重力的简称，下同)，也有做成工字形或空腹的，见图-(d)。
刚架的优点是梁柱合一，构件种类少，制作较简单，且结构轻巧，当跨度和高度较小时，其经济指标稍优于排架结构。
刚架的缺点是刚度较差，承载后会产生跨变，梁柱转角处易产生早期裂缝，所以对于吊车吨位较大的厂房，刚架的应用受到一定的限制。
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
单层厂房钢结构概述
单层厂房钢结构概述单层厂房钢结构是指一种仅有一层楼的厂房建筑，采用钢结构作为主要结构形式。
相较于传统的砖混结构和混凝土结构，单层厂房钢结构具有更多的优势和应用价值。
首先，单层厂房钢结构具有较高的强度和稳定性。
钢材作为一种高强度材料，具有良好的抗拉、抗压和抗弯能力，能够承受较大的荷载。
同时，钢结构可通过合理的设计和施工工艺，实现整体的稳定性和抗震性能，保证建筑的安全性。
其次，单层厂房钢结构具有较好的可塑性和施工性能。
钢材易于加工和制造，可以生产各种形状和尺寸的构件，满足不同项目的需求。
此外，钢结构的模块化设计和现场焊接安装，可以大大缩短施工周期，提高施工效率。
再次，单层厂房钢结构具有较好的可重复利用性和环境可持续性。
钢材可以进行回收再利用，减少了资源浪费和环境污染，符合可持续发展的要求。
此外，钢结构的构件可以进行拆卸和重组，便于对厂房进行改造和扩建。
另外，单层厂房钢结构具有较大的跨度和灵活性。
相较于传统的砖混结构，钢结构可以实现大跨度的设计，使厂房内部空间得到最大的利用。
而且，钢结构的构件具有较小的自重，可以减小地基负荷并提高使用性能。
在实际应用中，单层厂房钢结构被广泛应用于工业和商业领域。
在工业领域，单层厂房钢结构可以用于制造厂、仓库、车间等建筑。
在商业领域，单层厂房钢结构可以用于超市、商场、展览馆等建筑。
这些建筑都具有较大的空间需求和变化性，钢结构能够满足这些需求，并提供灵活的设计方案。
然而，单层厂房钢结构也存在一些挑战和问题。
首先，钢结构的防火性能较差，需要采取相应的防火措施。
其次，钢结构的造价较高，成本较传统的结构形式要高。
此外，钢结构的施工也需要较高的技术要求和经验。
总之，单层厂房钢结构作为一种新型的建筑形式，具有许多优势和应用价值。
随着工业和商业发展的需求，单层厂房钢结构将在未来得到更广泛的应用。
同时，人们也应在设计、制造和施工过程中，充分考虑材料的环境性能和可持续发展的要求，将钢结构建筑发展为更加可持续和环保的形式。
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
单层工业厂房结构类型和组成(共9张PPT)
① 横向排架（屋架、柱、基础组成一榀横向排架） ② 纵向连系构件（基础梁、吊车梁、连系梁） ③ 支撑系统（柱间支撑和屋盖支撑）。
排架柱： 它是厂房结构的主要承重构件，承受屋架（托架）、吊车梁、支撑、 连系梁和外墙传来的荷载，并传给基础。
基础： 它承受柱和基础梁传来的全部荷载，并传给地基。 屋架： 它是屋盖结构的主要承重构件，承受屋盖结构上的全部荷
混合结构排架柱工业厂房
一. 单层工业厂房结构类型和组成
钢架结构
概念：是将屋架（屋面梁）与柱合一，柱子与基 础的连接为铰接的一种结构形式。
适用范围：适用于屋盖较轻的无桥式吊车或吊车 吨位不大、跨度及高度亦不大的中小型厂房和仓
库。
钢结构刚架
（a）人字形刚架；
(b)带吊车人字形刚架；
(c)弧形拱刚架；
(d) 带吊车弧形拱刚架
风、雪、积灰、施工检修等荷载）及自重，并传给屋架。
(b)带吊车人字形刚架；
或刹车所产生的横向刹车力、纵向刹车力以及冲击荷载，并传给柱。
吊车梁：它支承在柱子的牛腿上，承受吊轨梁自重、吊车和起吊物体的重量、吊车起动
架上去，一部分荷载基由础抗梁风柱：直它接承传受给基上础部。砖墙重量，并把它传给基础。
纵排向架连 结系构构单件层（工基业础厂连梁房系、两吊大梁车组：梁成、部它连分是系：厂梁厂）房房骨纵架和向围柱护结列构的水平连系构件，用以增加厂房的纵向刚度，承受风荷载和
面受到风荷载作用时， 一部分荷载由抗风柱上端通过屋顶系统传到厂房纵向骨
架上去，一部分荷载由抗风柱直接传给基础。
一. 单层工业厂房结构类型和组成 排架结构工业厂房的组成——维护构件
屋面：单层厂房的屋顶面积较大，构造处理较复杂，屋面设计应重点解决好防水、排水、 保温、隔热等方面的问题。
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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学号2012021129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1. 设计资料及要求 (3)2. 结构构件选型、结构布置方案确定说明 (5)3. 定位轴线 (6)4. 计算简图确定 (7)5. 荷载计算 (7)5.1 恒载75.2 屋面活荷载85.3 风荷载95.4 吊车荷载106.排架内力分析 (10)6.1 恒载作用下排架内力分析 116.2 屋面活荷载作用下排架内力分析126.3 风荷载作用下排架内力分析146.4 吊车荷载作用下排架内力分析167. 内力组合 (21)8. 柱截面设计 (24)8.1选取控制截面最不利内力248.2上柱配筋计算248.3下柱配筋计算258.4柱的裂缝宽度验算278.5柱的箍筋配置288.6牛腿设计288.7柱的吊装验算299. 基础设计 (30)9.1作用于基础顶面上的荷载计算319.2基础尺寸及埋置深度329.3基础高度验算339.4基础底板配筋计算3310. 参考资料 (37)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9.30m 。
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4.8m ，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0.4kN/m 2，地面粗糙度为B 类；基本雪压为0.5kN/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 =0.8,地基承载力特征值f ak =180kN/m 2，埋深-2.0m ，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9.30m 。
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—0.75X2=16.5m ，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 =9.30—1.20—0.20=7.90m由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为8.10m 。
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=8.10+1.20+0.20+2.30+0.22=11.57m故柱顶（或屋架下弦底面）标高取为11.70m。
取室内地面至基础顶面的距离为0.5m，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度H和l上柱高度H分别为uH=11.7+0.5=12.2mH=8.1+0.5=8.6mlH=12.2-8.6=3.6mu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，以及由柱的截面尺寸，可求得柱的截面几何特征及自重标准值，见表2。
3. 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缘1B，一般取值不小于80mm。
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，故对边柱，取封闭式定位轴线，即纵向定位轴线与纵墙内皮重合，则3B2= 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=6.0m ，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5.1 恒载①屋盖恒载两毡三油防水层0.35kN/2m20mm 厚水泥砂浆找平层 20kN/3m ×0.02m=0.40kN/2m 100mm 厚水泥蛭石保温层 4kN/3m ×0.1m=0.40kN/2m 一毡两油隔气层 0.05kN/2m20mm 厚水泥砂浆找平层 20kN/3m ×0.02m=0.40kN/2m 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.40kN/2m 屋架钢支撑 2/05.0m kN 合计 3.05kN/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×（3.05kN/2m ×6m×18m/2+70.86kN/2)=240.16kN ②吊车梁及轨道重力荷载设计值3G =1.2×（39.5kN+0.8kN/m×6m)=53.16kN ③柱自重重力荷载设计值 A ，C 柱4A 4C G =G =1.2×4kN/m×3.6m=17.82 kN （上柱） 5A5CG =G =1.2×4.69kN/m×8.6m=48.40 kN （下柱） B 柱4B G =1.2×6kN/m×3.6m=25.92kN （上柱） 5BG =1.2×4.94kN/m×8.6m=50.98kN （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 ）5.2 屋面活荷载屋面活荷载标准值为0.5kN/2m ，雪荷载标准值为0.5kN/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 =1.4×0.5×6m×18m/2=37.80kNQ 1的作用位置与1G 作用的位置相同，如图6所示。
5.3 风荷载风荷载标准值按下式计算，其中ω0=0.4kN/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11.70m ）z μ=1.048 檐口（标高13.00m ）z μ=1.084 屋顶（标高10.00m ）z μ=1.112s 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=1.0×0.8×1.048×0.4 kN/m 2=0.335kN/m 2ω1k =βz μz μs1 ω0=1.0×0.8×1.048×0.4 kN/m 2=0.335kN/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=1.4×0.335 kN/m 2×6m =2.81 kN/m 2 q 2=1.4×0.168 kN/m 2×6m =1.41 kN/m 2 Fw =γQ [(μs1+μs1) μz h 1+(μs3+μs4) μz h 2] βz ω0B=1.4×[(0.8+0.4)×1.129×2.3+(-0.6+0.5) ×1.17×1.0] ×1.00.4kN/m 2×6.0m =9.68kN图8 吊车荷载作用下支座反力影响线5.4 吊车荷载由给定吊车150/30t，可知吊车参数为：对于AB跨：B=5.65m , K=4.40m , g=53.0kN , 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 =1.4×165 kN×(1+0.792+0.267+0.058) = 489.03kND min =γQ F p,minΣy i =1.4×34 kN×(1+0.792+0.267+0.058) = 100.77kN②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) = 1/4×0.1×(150kN + 53kN) = 5.075kN作用于排架柱上吊车横向水平荷载设计值为：T max =γQ TΣy i =1.4×5.075kN×2.117 = 15.04kN6.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按下式计算：i111ii ni i δηδ∑==式中：1i δ——第i 根排架的抗侧移刚度。
其结果见表3。
6.1 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。