第七节 单层工业厂房

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1、纵向定位轴线
（1） •墙、边柱与纵向定位轴线的关系：
柱距6米、无吊车或
Q 30t
边柱外缘和墙内缘与轴线重合， 称封闭结合。 边柱外缘和墙内缘与轴线之间加 联系尺寸D=125，称非封闭结合。
柱距12米、或 Q 50t
柱距6米、 30t
Q 50t
联系尺寸D=250、500。
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图4.23 钢筋混凝土柱类型
(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
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• （2）柱的构造 • 柱的尺寸应经济合理，同时要满足 构造要求。柱的构造尺寸和外形要求 • 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。牛腿的构造要求。 • 抗风柱与屋架的连接采用竖向可以 移动、水平方向又具有一定刚度的弹簧 板连接。 34
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（2）侧窗布置形式及洞口尺寸
•
单层厂房侧窗的布置形式有两种， 一种是被窗间墙隔开的单独的窗口形式， 另一种是厂房整个墙面或墙面大部分做 成大片玻璃墙面或带状玻璃窗。 • 侧窗洞口尺寸宽度在900～6000mm 之间。其中，2400mm以内，以3M为整 倍数；2400mm以上，以6M为整倍数。
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D
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（2） •中柱与纵向定位轴线的关系：
等高跨 上柱中心线与纵向轴线重合 单柱 高低跨 双柱 高跨 Q 20t 高跨 Q 32t A=D 高跨 Q 20t A=B+C 高跨 Q 32t A=B+C+D
h/2 h/2
D C B C B A=B+C+D A=D A=B+C
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2. 横向定位轴线
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3）纵向水平支撑 构成：由交叉角 钢、直杆和屋架 下弦第一节间组 成的纵向水平桁 架。 4）垂直支撑 构成：由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，形式为十 字交叉形或W形,见教材图2.61。
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（2）柱间支撑 柱间支撑是纵向平面排架中主要的抗侧力构件。 构成： 由交叉钢杆件组成，
交叉倾角35～55°,支撑钢构 件的截面尺寸需经承载力和 稳定计算确定。
横向平面排架上的水平荷载：
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二、单层厂房特点、结构类型 1.特点
较大的跨度和净空、荷载大、内力大、截面尺寸大, 能完成
垂直运输和水平运输
动力作用 屋架（屋面梁）规格变化不大，主要是柱型式变化, 柱是主
要受力构件
生产工厂化、施工机械化
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2.结构型式
混合结构（ 钢结构
Q 10t,
l 15m ）
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屋架与柱的连接
(a)焊接方式；(b)螺栓连接方式
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预应力钢筋混凝土托架（G433）
(a)托架；（b）托架布置
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2、屋盖的覆盖构件
屋面板
• （1）屋面板 • 在无檩体系中大型屋面板的常用标 志尺寸为1.5m×6m，为配合屋架尺寸和 檐口做法还有嵌板、檐口板等。 • （2）檩条与小型屋面板或槽瓦 • 在有檩体系屋面中，檩条支承槽瓦 或小型屋面板，并将屋面荷载传给屋架。 檩条与屋架上弦焊接。
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2.柱距
•
单层厂房中横向定位轴线的距离称 为柱距。 • 我国现行标准《厂房建筑模数协调 标准》（GBJ6—86）规定，柱距应采用 扩大模数60M数列，常用6m柱距，有时 也采用12m柱距。 • 单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采 用扩大模数15M数列，即4.5、6和7.5m。
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（二） 定位轴的定位方法 • 厂房的定位轴线分横向和纵向两种。 与横向排架平面平行的称为横向定位轴 线，与横向排架平面垂直的称为纵向定 位轴线。
d)
e)
肋
•倒圆台板式基础(f)
底板
•桩基
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（三） 吊车梁、连系梁、基础梁及圈梁
圈梁是设置于墙体内并与柱子连接的现浇钢筋混凝土构件，其作用是将 墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度，防止由于地基 的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。 连系梁除承受墙体荷载外，还具有连系纵向柱列、增强厂房的纵向刚度、 传递纵向水平荷载的作用。 墙体有门窗洞口时，需设置钢筋混凝土过梁，支承洞口上部墙体重量。 在进行围护结构布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起来， 使一种梁能兼作两种或三种梁的作用，以简化构造，节约材料，方便施工。 在单层厂房中，一般采用基础梁来承托围护墙体的重量，并将其传至柱基 础顶面，而不另做墙基础，以使墙体和柱的沉降变形一致。
•1.按结构材料
（Q 250t, l 36m ） 钢筋混凝土结构 钢——混凝土混合结构
混合结构是由墙或带壁柱墙承重，屋架用钢筋混凝土、 钢木结构或轻钢结构，适用于吊车起重量小于10t，跨度
15m以内的小型厂房。大中型厂房多采用钢筋混凝土结
构。
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•按结构形式
排架结构（等高、不等高、锯齿形）
刚架结构（两铰门架、三铰门架）
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。
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四、单层工业厂房的外墙、地面、天窗及屋面
（一）外墙
•
做法是沿柱子高度方向每隔500～ 600mm预埋两根Φ6钢筋，砌墙时把伸出 的钢筋砌在墙缝里，如图4.41所示。墙与 屋架（或屋面梁）的连接构造如图4.42所 示。
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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。这些构件所承受的荷 围护结构 —— 载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的 风荷载
支
包括屋盖支撑和柱间支撑。作用有3个方面：加强厂 撑 —— 房空间刚度；保证结构在安装和使用阶段的稳定， 传递水平荷载
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主要荷载及传递

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2.基础 • 单层厂房的基础采用什么类型的基础，主要取决于上部 结构荷载的大小和性质以及工程地质条件等。一般情况下 采用独立的杯形基础。在基础的底部铺设混凝土垫层，厚 度为100mm。
a) b) c)
杯口 预制柱
独立基础形式：
•平板式基础（杯形基础） (a)、(b)、(c)
f)
杯底
•板肋式基础（杯口、肋 板预制）(d) •壳体基础(e)
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（三）单层工业厂房的门窗及天窗构造
1. 单层工业厂房侧窗
（1） 侧窗的位置
•
侧窗的位置不同，室内的采光效果 也不同。 • 窗台的高度从通风、采光要求讲， 一般以低些为好。 • 在有吊车梁的厂房中，因吊车梁会 遮挡部分光线，在该段范围内通常不设 侧窗，如图4.57所示。
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图4.57 有吊车梁时的侧窗布置
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（四）支撑布置
（1）屋盖支撑
1）上弦横向水平支撑
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屋盖支撑
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2）下弦横向水平支撑
构成：沿厂房跨度方向在屋架下弦杆 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。 布置：当屋架下弦设有悬挂吊车（厂 房内振动较大），应在每一伸缩缝区 段两端的第一或第二柱间设置。
柱的外形及尺寸
(a)工字形；(b)双肢柱
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牛腿的构造要求
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抗风柱
承受山墙风荷载 与 基 础 刚 接 ， 与 屋 架 上弦铰接；也可与下弦 铰接或同时与上、下弦 铰接。 抗 风 柱 与 屋 架 之 间 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；如厂房 沉降量较大时，宜采用 槽形孔螺栓连接。
排架结构：由屋架或屋面梁、柱、基础组成；柱与屋架铰接， 与基础刚接。排架结构能承受较大的水平荷载，适用做带吊车 的厂房。 刚架结构：由屋架或屋面梁、柱、基础组成；柱与横梁刚接， 与基础铰接。刚架柱及横梁的截面高度随内力而做成变高，以 节约材料。钢结构的刚架结构应用广泛。 铰接 刚接
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等高排架
不等高排架
纵向女儿墙与屋面板之间的连接采用钢筋拉结措 施，即在屋面板横向缝内放置一根Φ12钢筋与屋面板纵 缝内及纵向外墙中各放置一根Φ12、长度1000mm的钢 筋连接，形成工字形的钢筋，然后在缝内用C20细石混 凝土捣实，如图4.43所示。山墙与屋面板构造如图4.44 所示
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•
图4.40 墙、柱平面位置关系
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图4.41 墙与柱的连接
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图4.42 墙与屋架的连接
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图4.43 纵向女儿墙与屋面板的连接
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图4.44 山墙与屋面板的连接
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（二） 厂房地面的构造
•
厂房地面一般也是由面层、垫层、 基层（地基）组成。当只设这些构造层 还不能满足生产与使用要求时，还要增 设找平层、结合层、隔离层、保温层、 隔声层、防潮层等其他构造层次。
（3）侧窗的构造
•
单层厂房的分类及其构造与民用建 筑相同，但厂房侧窗一般将悬窗、平开 窗或固定窗等组合在一起。 • 厂房侧窗高度和宽度较大，窗的开关 常借助于开关器。开关器分手动和电动 两种。图4.58为中悬窗的手动开关器。
钢筋混凝土三角形屋架
钢筋混凝土折线形屋架 混凝土屋架
预应力混凝土折线形屋架 预应力混凝土梯形屋架 预应力混凝土直腹杆屋架 三角形钢屋架 梯形钢屋架 矩形钢屋架 曲拱钢屋架
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屋架
钢屋架
组合屋架
常见的钢筋混凝土屋架形式
(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
• （1）中间柱与横向定位轴线的定位 • 除山墙端部柱和横向变形缝两侧柱 以外，厂房纵向柱列（包括中柱和边柱） 中的中间柱的中心线应与横向定位轴线 相重合，且横向定位轴线通过屋架中心 线和屋面板、吊车梁等构件的横向接缝。
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中间柱与横向定位轴线的定位
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• （2）山墙处柱与横向定位轴线的定位 • 山墙为非承重墙时，墙内缘应与横 向定位轴线相重合，且端部柱及端部屋 架的中心线应自横向定位轴线向内移 600mm，如图4.4所示。 • 山墙为承重墙时，墙内缘与横向定 位轴线间的距离应按砌体的块材类别分 别为半块或半块的倍数或墙厚的一半， 如图4.5所示。
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图4.4 非承重山墙与横向定位轴线的定位
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图4.5 承重山墙与横向定位轴线的定位
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• （3）横向变形缝处柱与横向定位轴线的 定位 • 在横向伸缩缝或防震缝处，采用双 柱及两条定位轴线。柱的中心线均应自 定位轴线向两侧各移600mm，如图4.6所 示，两条横向定位轴线分别通过两侧屋 面板、吊车梁等纵向构件的标志尺寸端 部，两轴线间所需缝的宽度应符合有关 国家标准规定。
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图4.6 伸缩缝、防震缝处柱与横向定位轴线的定位
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三、单层厂房结构构件
(一）屋盖结构
屋盖结构 ——

有檩体系——
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 无檩体系—— 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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1、屋盖的承重构件
屋架、屋面梁、屋架与柱的连接、屋架托架
由屋架或横梁、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。
——
4
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 纵向排架 —— 性和刚度，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、 结 构 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
锯齿型排架
锯齿形厂房中的长车，如细纱机和拈线机等，应垂直于天窗排列，保证工 作面采光均匀 11
二、单层工业厂房定位轴线
（一）柱网尺寸 • 在厂房中，为支承屋盖和吊车需设柱子，一般在纵横向定位 轴线相交处设柱子。厂房柱子纵横向定位轴线在平面上形成 有规律的网格称为柱网。
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1.跨度
•
单层厂房中柱子纵向定位轴线间的 距离称为跨度。 • 我国现行标准《厂房建筑模数协调 标准》（GBJ6—86）规定，跨度在18m 以下时，应采用扩大模数30M数列，即9、 12、15、18m；在18m以上时应采用扩大 模数60M数列，即24、30、36m等。
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预应力钢筋混凝土屋面板、檐口板、嵌板
(a)屋面板；(b)檐口板；(c) 嵌板
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（二）柱、基础及基础梁
1.柱
• （1）柱的类型 • 柱按材料分有钢筋混凝土柱和钢柱 两种。钢筋混凝土柱又可分为单肢柱和 双肢柱两大类。单肢柱截面形式有矩形、 工字形及单管圆形。双肢柱截面形式有 双肢矩形或双肢圆形管柱，用腹杆（平 腹杆或斜腹杆）连接而成。
第七节 单层工业厂房
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一、单层工业厂房的结构组成和类型
（一） 单层工业厂房结构组成 •
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3）天窗架
4）屋架
1）屋面板
2）天沟板
10）连系梁 12）天窗架垂直支撑 14）屋架垂直支撑 13）屋架下弦横向支撑 5）托架6）吊车梁 15）柱间支撑 7）排架柱
8）抗风柱
11）基础梁
9）基础
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横向排架结构