第12章单层厂房详解
单层厂房常见问习题解答
欢迎共阅第12章单层厂房常见问题解答1．单层厂房的特点如何？答：承载能力方面的特点：作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。
设计方式方面的特点：为了便于定型设计，单层厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的建造方式。
本章主要讲述常用的装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房。
2．单层厂房的结构体系及其组成如何？答：单层厂房的结构体系及其组成：（1）屋盖和墙体维护结构体系种，无檩屋盖由大型屋面板、屋面梁或屋架檩条、面活荷载、雪荷载和其它荷载）（2）横向排架结构体系（3）纵向排架结构体系3（1吨位可达12-2所示的单跨结构和（2，顶节点为刚接时称为二铰门式刚架（图12-4b）。
刚架结构具有构件种类少，制作较简单，结构轻巧，室内有较大空间的优点，但由于横梁在荷载作用下会产生水平推力，产生跨变，在梁柱节点处易产生早期裂缝。
所以门式刚架一般适用于吊车起重量不超过10吨，跨度不超过16-34m的金工，机修，装配等车间或仓库。
4．单层厂房的传力途径如何？答：为了说明作用在厂房上的荷载是如何传递到地基的，结合上述的体系，将荷载分为竖向荷载和水平荷载，其荷载的传递路线如图12-6所示。
由荷载的传递路线可以看出，作用在厂房结构上的大部分荷载（屋盖上的竖向荷载，吊车上的竖向荷载和横向水平荷载，横向风荷载或横向地震作用，部分墙体和墙梁的自重以及柱上的设备等荷载）都是通过横向排架传给基础、再传到地基中去。
所以，一般单层厂房中，横向排架是主要承重结构，屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件。
5．什么称为单层厂房的柱网？什么是单层厂房的柱网布置？纵向定位轴线与横向定位轴线如何表示？答：承重柱和承重墙在平面上构成的网格称为柱网。
柱网布置就是确定柱子的跨度（即纵向定位轴线之间的距离）和柱距（即横向定位轴线之间的距离）。
第12章(单层厂房)习题参考答案
习题“单层厂房”习题参考答案习题“单层厂房”习题参考答案
习题12.2 1.求q 1柱顶离室外地面)01.1105.10=−()→()→
3.计算参数mm 1
c
E A 柱（左柱）：B 柱（右柱）：由附录A 柱：
4.在柱顶虚加不动铰支座
由附录371
.011=C 柱)←)5.撤销附加的不动铰支座，反向施加相加后进行剪力分配
W
第12章单层厂房
7.绘制弯矩图和剪力图
B
＋
＋13.73
＋9.74
＋29.69
＋8.45
习题
＋176.74
补充习题
1.确定
已知
由附录 B 柱C3=1.26 2.计算各柱顶剪力
)←
V V V ()
←−==kN 40.15A R V ()→=kN 70.13B V ()
→=kN C V 或直接计算：
＋128.50
补充习题＝399.42＋0.9（57.45＋
126.35＋0＋0）＝564.84－M max 及相应＝399.42＋0.9（654.85＋0＋
0）＝988.79
＝－0.62＋0.9（－20.62＋
22.88＋39.02）＝36.53
＋M max 及相应
N 、V
、V
(任意两种或两种以上活荷载)
荷载组合内力组合A 柱单位：kN ）
＝399.42＋0＝399.42
＝－0.62－32.09＝－32.71－M max 及相应
N 、V ＝399.42＋0＝399.42＝－0.62＋39.02＝38.40＋M max 及相应
N 、V 、V
荷载组合内力组合续表
第12章单层厂房。
排架计算专题知识讲座
12.2 排架计算
单厂实为空间构造，为以便，简化为平面构造。近似以为互不 影响，独立工作。 横向平面排架—跨度方向。由柱、屋架和基础构成。主要计算。 纵向平面排架—柱距方向。由柱列、基础、连系梁、吊车梁和 柱间支撑构成。因柱多，抗侧刚度大，每柱承受旳水平力不大， 常不计算,按经验和构造。纵向柱列较少时算。 12.2.1、计算简图 1 计算单元—相邻柱距旳中心线截出旳一种经典区段。(下页） 2 简化假定及简图
第12章 单层厂房
吊车梁顶面
Tmax
Tmax
Tmax
吊车梁顶面 Tmax
TmaxTmax
TmaxTmax
TmaxTmax
TmaxTmax
12.2 排架计算
第12章 单层厂房
③多台吊车组合 排架计算中考虑多台吊车竖向荷载时，对一层吊车旳单跨厂房
旳每个排架，参加组合旳吊车台数不宜多于两台；对一层吊车 旳多跨厂房旳每个排架，不宜多于四台；
中级—机械加工车间、装配车间等。
重级、特重级—冶炼车间、参加连续生产旳吊车等。
荷载规范GB50009按吊车在使用期内要求旳总工作循环次数提 成8个工作级别，相应关系如下：
吊车旳工作制与工作级别旳相应关系
工作制
轻级
中级
重级
特重级
工作级别
A1～A3
A4，A5
A6，A7
A8
12.2 排架计算
第12章 单层厂房 12.2 排架计算
屋面均布活载、雪载、屋面积灰荷载旳荷载分项系数取 γQ=1.4
12.2 排架计算
第12章 单层厂房
⑶吊车荷载
吊车有悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦、桥式吊车。仅桥式 吊车旳水平荷载需列入排架计算，这里专门考虑桥式吊车。
第12章 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房构造
非承重的围护墙通常不做墙 身基础，下部墙身通过基础梁将 荷载传至柱下基础；
上部墙身支承在连续梁上， 连墙体与柱子的连接
（1）外墙与厂房柱一般采用 拉结筋连接：沿柱高度方向 每隔500 mm ～600 mm伸出 2φ6钢筋砌入砖缝内，以达 到锚拉作用。 （2）圈梁的布置原则：振动 较大的厂房如锻工车间、压 缩机房等，沿墙高每隔4m左 右设一道，其它厂房在柱顶 及吊车梁附近设置，特别高 大的厂房则应适当增加。
为防止吊车在运行时刹车不及可能对结构的冲撞，应在 吊车梁端部设置止冲装置，即车档。
9、抗风柱 由于单层厂房山墙的面积大，受较大的风荷载作用，在
山墙处设置抗风柱能增加墙体的稳定性。
10、支撑 支撑的作用是增加厂房结构的空间刚度，保证结构构件
在安装和使用过程中的稳定和安全，主要有柱间支撑和屋盖 支撑。
3、内墙面与地坪交接处，做200mm高的1：2水泥砂浆踢脚线。
4、厂房四周的室外地面，要做散水或明沟；外墙面与室外地面接近部
分设置勒脚。散水、明沟及勒脚的做法同民用建筑部分。
二、板材外墙
1、板材的类型
规 格： 长度：4500mm、6000mm、7500mm、12000mm四种； 宽度：900mm、1200 mm、1500mm、1800mm四种。 板厚度为：160 mm ～240 mm。
第12章 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房构造
第一节 结构组成
装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房结构组成
装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房结构组成
1、柱下基础 柱下基础一般采用预制或现浇的杯口基础，以便插
入预制的柱子。
2、基础梁 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房外墙，墙下不设
单层厂房结构PPT课件
4.吊车梁
吊车梁一般为装配式的，简支在牛腿上，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 至横向或纵向平面排架。吊车梁是直接承受吊车动
力荷载的构件。
5.支撑
单层厂房的支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两种， 其主要作用是： ①保证结构构件的稳定与正常工作； ②加强厂房的整体稳定性和空间刚度； ③把纵向风荷载、吊车水平荷载或 水平地震作用等传递到主要（相应） 承重构件。 ④保证结构构件在安装和使用阶段 的稳定和安全，
2. 横向平面排架：
由横梁(屋面梁或屋架)和横向柱列及基础组成(图l2—4)。 厂房结构承受的竖向荷载(包括结构自重．屋面活荷载、雪载
和吊车竖向荷载等)及横向水平荷载(包括风载、吊车横 向制动力和地震力) 主要通过横向排架
传给基础和地基。
3.纵向平面排架
由纵向柱列、基础、连系梁、吊车梁和柱间支撑等组
排架按受力和变形特点又有刚性排架和柔性 排架之分。 柔性排架:
是指横梁变形较大，内力分析时要考虑横梁变 形的排架。由7字形钢筋混凝土屋面梁组成的 锯齿形排架(图12—2)以及由刚度较小的组合 屋架组成的排架属柔性排架。
12.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线
一、结构组成 单层厂房由如图12—4所示的屋面板、屋架、吊车梁、 连系梁、柱和基础等构件组成。这些构件又分别组 成屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架和围护 结构。
单层厂房的横向承重结构通常有排架和刚架两种形式。 一、排架与刚架 （一）排架（图12-1，12-2）
由屋面梁或屋架、柱和基础组成。排架的柱与屋架 铰接而与基础刚接。根据结构材料的不同，排架分为：
钢→钢筋混凝土排架； 钢筋混凝土排架； 钢筋混凝土→砖排架 三种。
钢→钢筋混凝土排架
建筑构造第12章 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房构造
3、内墙面与地坪交接处，做200mm高的1：2水泥砂浆踢脚线。
4、厂房四周的室外地面，要做散水或明沟；外墙面与室外地面接近部 分设置勒脚。散水、明沟及勒脚的做法同民用建筑部分。
二、板材外墙
1、板材的类型
规 格： 长度：4500mm、6000mm、7500mm、12000mm四种； 宽度：900mm、1200 mm、1500mm、1800mm四种。 板厚度为：160 mm ～240 mm。
山墙与柱子的连接
嵌砖砌筑墙体
2、墙体与屋架的连接
（二）墙身变形缝
1、温度伸缩缝
伸缩缝处墙体与柱子的连接
伸缩缝处墙体与柱子的连接
2、防震缝 防震缝的缝宽约50 mm ～150 mm。
3、沉降缝
单层厂房沉降缝可参照民用建筑沉降缝的设置要求和构 造做法。 当温度伸缩缝、防震缝和沉降缝同时需要时，应统一考 虑，温度伸缩缝或沉降缝须满足防震缝的要求。
墙体设置在柱中间时可以节约土地和砖料，应注 意墙内边与吊车梁的关系，有吊车时，墙内边不应超 出上柱的内边，以保证吊车梁的安装。 墙体在柱外侧的构造简单、施工方便，可以避免
产生“热桥”，有较好的热工性能。
非承重的围护墙通常不做墙 身基础，下部墙身通过基础梁将
荷载传至柱下基础；
上部墙身支承在连续梁上， 连续梁将荷载通过柱子传至基础。
一、屋面的特点
1、单层厂房屋面面积 大，屋面上常设置各种天 窗、天沟、檐沟、雨水斗 及雨水管等，构造较复杂。
2、承受生产机械的振
动、吊车的冲击荷载，屋 面要有足够的刚度、强度 和整体性、耐久性。
3、单层厂房屋面一 般仅在柱顶标高较低的 厂房屋面采取隔热措施， 柱顶标高在8m以上时可
不考虑隔热。
建筑结构第12章单层厂房
横向排架的计算内容为：确定计算简图、荷载计算、控制截面
内力计算和组合，配筋根据偏心受力构件计算。
9
一.计算简图（见附图）
1.排架计算简图的基本假定
（1）柱下端固接于基础顶面，上端与屋架或屋面梁铰接；
（2）屋面梁或屋架无轴向变形，即轴向刚度无限大的杆；
2.排架几何尺寸
（1）柱总高H=柱顶标高+基底标高的绝对值-基础高度；
（3）纵向排架（见图13-5）
A.组成：纵向柱列+连系梁+吊车梁+柱间支承+基础
B.作用：承受竖向荷载和纵向荷载（风载与吊车纵向水平刹车力）
（4）吊车梁（见附图）
A.支承在牛腿上
B.承受吊车竖向荷载和水平刹车力
3
（5）支撑（见附图）
A.分类：屋盖支撑和柱间支承
B.作用：屋盖支撑水平连接各榀屋架、柱间支承连接相邻柱，形成
7
（2）圈梁、连系梁、过梁和基础梁 A.圈梁：布置于墙体内，用于增强房屋的整体刚度，如图所示； B.连系梁：用于增强厂房的纵向刚度，布置位置如图；
连系梁
（外）牛腿
柱
墙体 圈梁
柱纵向受力钢筋
拉筋
8
C.过梁：布置在墙体洞口上，支撑其上部墙体荷载；
D.基础梁：布置在基础顶面，支撑其上部墙体荷载，见图13-22。
1
和不等高等情况；（见图12-1）
架结构：柱与横梁刚接、柱与基础铰接，有三铰刚架（静定）
和两铰刚架（超静定）。（见图12-1）
重点：装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房的主要设计问题，
其余类型的厂房，原理相同或相似。
节.单层厂房的结构组成和结构布置
构组成（见图12-2）
）屋盖结构
单层厂房的简介认识
1 、2 、 3
……表示。在厂房纵向尽端处，横向定位轴线位移山墙内缘 600mm为端柱中心线，伸缩缝中心线与横向定位轴线重合。
2 2 2 。 2 2 2.变形缝 2 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。 2 如果厂房长度和跨度过大，气温变化，温度变形将使结构内部产生很大应力，严重 . 的可使墙面、屋面和构件拉裂影响使用。
设基础埋深d,基础及填土密度平均值为γm， Gk≈γmdA代入上式得
k r 0
3.雪荷载
构筑物及顶面的雪压，称雪荷载。按水平投影面标准值：
4.屋面积灰荷载 4 生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑物要考虑积灰荷载,仍按水平投影面荷载,查荷载规 。 范。排架计算中，屋面活载与雪载不同时组合，取大值。屋面积灰载应与雪载和屋面活载 两者中大值组合。屋面活、雪、积灰属可变荷载，分项系数 5.吊车荷载
12.2.4内力组合
1。控制截面 构件某一区段中对截面配筋起控制作用的那些截面。如左图示。
2。不同种类内力组合 各种荷载单独作用下某控制截面上的内力后，要解决两个问题：第一 个是对同一个控制截面，这三种内力如何搭配，其载面的承载力才是 最不利。 （1）+Mmax及相应的N和V；
（2 ）-Mmax及相应的N和V；
6）柱底水平剪力对基础底将产生弯矩，在组合截面Ⅲ-Ⅲ时，要把相应剪 力值求出来。
5.对内力组合值的评判
图示为对称配筋矩形截面偏压构件截面Nu-Mu相关曲线. 由图可见:a.N相差不多时，M大的不利；b.M相差不多，大偏心，N小的不利； 小偏心，N大的不利。 通过上述判别后，尚有二组及以上不利内力时，通过截面计最后确定其配筋。
0 max
ik
2,k
3,k
Tk
1 1 Ti ,k (G2,k G3,k ) 4 4
工厂管理-12单层厂房 精品
方案设计阶段 —— 选择结构构件类型 确定结构布置
确定结构计算简图
技术设计阶段 —— 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、柱、基础等）
施工图阶段 —— 构件布置与配筋图 节点大样图
12.1.2 主要构件的选型
（2）结构构件的选型原则
材料省，水平刚度、防水效果较预 应力混凝土屋面板差；适用于中、 轻型非保温厂房，坡度1/4-1/8
承重、保温、防水三重作用；适用 于一般保温厂房；坡度1/8-1/12
材料省，屋面轻，但刚度差。适用 于非保温、积灰少的中小型厂房； 坡度1/3-1/5
挂瓦板密排，上铺粘土瓦，有平整 的平顶，适用于粘土瓦的轻型厂房 和仓库;坡度1/2-1/2.5
❖ 无檩体系屋盖：大型屋面板，适用于保温或不保温卷材防水屋面。 ❖ 有檩体系屋盖：小型屋面板。
12.1.2 主要构件的选型
➢ 常用屋面板
序号
构件名称
形式
1
PC 屋面板
2
PC F型屋面板
3 PC夹心保温屋面板
4
PC槽瓦
5
RC 挂瓦板
特点
水平刚度好;适用于中、重型和振动 较大、对屋面要求较高的厂房;卷材 防水最大坡度1/5，非卷材防水1/4
护 结
圈梁
加强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或 较大振动荷载引起的不利影响
构
过梁
承受门窗洞口上部墙体的重量，并将它们传给门窗 两侧墙体
基础梁 承受围护墙体的重量，并将它们传给基础
备注
12.1.2 结构组成和荷载传递路径
(2) 荷载及其传递路径
➢ 荷载种类
❖ 恒载
单层厂房详解
载） • 桥式吊车
• 在设计时，根据吊车工作级别，分８个工作级别：A1－A8级。 • 工作级别按利用等级和荷载状态划分
• (1)吊车竖向荷载设计值 Dmax、Dmin • 吊车有大车和小车组成
• 大车沿纵向行驶，小车在大车桥架上横向行驶。
• 4. 风荷载
• 作用在建筑物或构筑物表面上计算用的风压，称为风荷载。
wk zszw0
w •
k ——风荷载标准值 kN m2
•
z ——高度 z 处的风振系数 z 1
•
• s ——风载体型系数
•
z ——高度z处的风压高度变化系数
•
w0 ——基本风压值 kN m2 定义见p102
• (1)排架计算时，作用在柱顶以下的风荷载按均布考虑，风压高度 • 变化系数按柱顶取值。
•
设置在屋架（屋面梁）上、下弦及天窗上弦平面内
• 柱间支撑：上部柱间支撑、中部柱间支撑、下部柱间支撑
•
作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，将作用于厂房纵向的水
•
平荷载（包括风荷载、吊车纵向水平制动力等）可靠地传
•
到基础。
• 柱间支撑应设置在厂房中央，上部柱间支撑在厂房两端第一个柱距内 • 应同时设置——有利于温度变化或混凝土收缩。
• 抗风柱计算简图：
• (2) 圈梁、连系梁、过梁、基础梁
圈梁：置于墙体内，宽度为墙厚，高度>=120mm，
现浇（或预制）构件。圈梁应与柱拉接
•
作用：增强房屋整体刚度，防止基础不均匀沉降或较大振动荷
•
载对厂房的不利影响
• 连系梁：两端搁置在柱牛腿上，连接采用螺栓连接或焊接，预制构件
12单层厂房设计
第十二章 单层厂房设计》12.2 单层厂房平面设计
12.2.6 生活间
毗连式生活间的缺点 ① 不同程度地影响车间的采光和通风，（见图12—19(a)） 生活间较长，影响车间的天然采光和自然通风，在这种情况下，
边跨应设采光天窗； ② 车间内部如有较大振动、灰尘、余热、噪声、有害气体时，
对生活间有干扰，危害较大。
第十二章 单层厂房设计》12.2 单层厂房平面设计
第十二章 单层厂房设计》12.2 单层厂房平面设计
第十二章 单层厂房设计》12.2 单层厂房平面设计
第十二章 单层厂房设计》12.3 剖面设计
12.3 剖面设计 12.3.1 厂房高度的确定
1.柱顶标高的确定
(1)无吊车厂房 (2)有吊车厂房 (见图12—22) 多跨厂房中，由于厂房高低不齐（见图12—23），在采暖和不 采暖的多跨厂房中，当高差值等于或小于1.2m时不宜设高度差。在 不采暖的厂房中，当高跨一侧仅有一个低跨，且高差值等于或小于 1.8m时，也不宜设高度差。见(图12—24(a)) 和(图12—24(b))
等。
12.1.2.3 其它结构 隔断、作业梯、检修梯等。
第十二章 单层厂房设计》12.1 单层厂房设计
第十二章 单层厂房设计》12.2 单层厂房平面设计
12.2 单层厂房平面设计
单层厂房的平面设计主要研究以下几方面的问题： (1) 总平面对平面设计的影响； (2) 平面设计与生产工艺的关系； (3) 平面设计与运输设备的关系； (4) 单层厂房常用平面形式； (5) 柱网选择；
单层厂房混凝土设计课件
钢结构
——
对有重型吊车、跨度大于36m或有特殊工艺要求的大型厂房， 可采用全钢结构或由钢筋混凝土柱与钢屋架组成的结构。
钢筋混凝
除上述情况以外的单层厂房均可采用混凝土结构。而且除特
土结构 —— 殊情况之外，一般均采用装配式钢筋混凝土结构
12.1 结构形式
第12章 单层厂房结构
2. 柱网与定位轴线
（1）柱网 纵向定位轴线间的距离为跨度，横向定位轴线间的距离为柱距。 柱网的布置应符合《厂房建筑模数协调标准》GBJ6-68。 跨度在18m及以下时，采用扩大模数30M数列（3m的倍数）； 跨度在18m以上时，采用扩大模数60M数列（6m的倍数） 。 柱距一般采用6m，也有采用9m和12m的。 抗风柱的柱距一般采用扩大模数15M数列（1.5m的倍数）。
第12章 单层厂房结构
1. 单层厂房的结构形式
（2）按承重结构体系可分为：排架结构和刚架结构
排架结构
门式刚架结构
12.1 结构形式
第12章 单层厂房结构
1. 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:
单层厂房结构
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
屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、 垂直支撑、纵向水平系杆、天窗架支撑等。
（1）上弦横向水平支撑
构成：沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平 桁架。 作用：保证屋架上弦的侧向稳定性；增强屋盖的整体刚度；作为山墙 抗风柱的顶端水平支座，承受由山墙传来的风荷载和其他纵向水平荷 载，并传至厂房纵向柱列。
第12章单层厂房
•
将风荷载、吊车水平荷载或水平地震作用可靠地传递
•
到相应的结构构件上。
• (6)基础：承受柱和基础梁传来的荷载，将其传至地基。
• (7)围护结构：墙、连系梁、抗风柱、基础梁
•
承受构件自重及墙面上风载
• 2.传力路线
• 按排架结构传力
• 12.1.3单层厂房的结构布置
• 1.柱网与定位轴线
• (1)柱网
• 恒载：屋盖自重F1，上柱自重F2，下柱自重F3，吊车梁和轨道零件
•
自重F4，以及有时支承在牛腿上的围护结构自重等重力F5等
• 活载：屋面活载F6，吊车荷载Tmax、Dmax和Dmin，均布风载q1、
•
q2，以及作用在屋盖支承处的集中风荷载W等。
e • 力 F1 对上柱计算轴线偏心距为 1 ，则力 F1 对上柱可换算为一
• (3)多台吊车的组合
• 排架计算中考虑多台吊车的竖向荷载：
•
对一层吊车的单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多
于两台；
•
对一层吊车的多跨厂房的每个排架，不宜多于四台。
•
（每跨不多于两台）
• 排架计算中考虑多台吊车的水平荷载：
•
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两
台。
• 对于多台吊车问题，都应乘以多台吊车荷载折减系数
•
吊车的水平荷载：吊车纵向水平荷载、吊车横向水平荷载两种
• 吊车纵向水平荷载是由大车的运行机构在刹车时引起的纵向水平惯性 力。
•
吊车纵向水平荷载标准值应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最
大轮压Pmax,k之和乘以刹车轮与钢轨间的滑动摩擦系数。
• 一般四轮吊车在一边轨道上只有一个刹车轮，因此
第12章 单层厂房排架结构
3 56
II
21 2
2 2 21
21
27 1 22
72 21
56
6
6 665 II－II
7 2 1
56
8 4
4 8
托架
1 = 上弦横向水平支撑； 2 = 上弦受压系杆；
3 = 下弦横向水平支撑； 4 = 下弦受压系杆；
5 = 垂直支撑；
6 = 下弦受拉系杆；
7 = 天窗架支撑；
8 = 纵向水平支撑。
Fv as h0
a
Fv B
A
主拉应力 主压应力
Fv as
h0
a
F va
sh
0
a
F
v
as
h
0
a
第12章 单层工业厂房排架结构
牛腿的受力特点与破坏形态----局部受压
当加载板过小、过 柔、混凝土强度较 低时，发生局部受 压破坏
Fv as h0
a
Fv B
A
主拉应力 主压应力
Fv as
h0
a
F va
sh
0
单层厂房的其它形式
高侧窗 （采光 通风）
大型 设备
北 北 采光
有坡地面
第12章 单层工业厂房排架结构
12.1.2 排架结构的受力特点
1、排架荷载的传递路径
横向平面排架所受的荷载
风吸力 屋面板荷载
雪 荷 载 或 积 灰 风压力 荷载
水平地震作用
吊车竖 向荷载
墙重 墙梁
天窗架自重
屋架自重 吊车横向水平制动力
第12章 单层工业厂房排架结构
12.2.5 围护结构的布置
第12章 单层工业厂房排架结构
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
单层厂房常见问题解答
第12章单层厂房常见问题解答1．单层厂房的特点如何答：承载能力方面的特点：作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大,并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用,要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力;设计方式方面的特点：为了便于定型设计,单层厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的建造方式;本章主要讲述常用的装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房;2．单层厂房的结构体系及其组成如何答：单层厂房的结构体系及其组成：1屋盖和墙体维护结构体系屋面板、屋架或屋面梁、托架、天窗架属于屋盖结构体系;屋盖结构分无檩屋盖和有檩屋盖两种,无檩屋盖由大型屋面板、屋面梁或屋架包括屋盖支撑组成,有檩屋盖由小型屋面板、檩条、屋架包括屋盖支撑组成;当设有天窗架、托架时,主要起围护和承重承重屋架结构自重、屋面活荷载、雪荷载和其它荷载,以及采光和通风的作用;2横向排架结构体系屋面梁或屋架、横向柱列和基础等组成横向平面排架结构,它是单层厂房的基本承重结构;3纵向排架结构体系纵向平面排架结构体系是由纵向柱列和基础、连系梁、吊车梁和柱间支撑等组成的;它的作用是保证厂房结构的纵向稳定和承受纵向水平荷载的作用;3．单层厂房的结构型式上可分为哪两大类其组成、特点和适用如何答：单层厂房的结构型式上可分为排架结构和刚架结构二大类;1排架结构型式是指钢筋混凝土排架由屋面梁或屋架、柱和基础组合,排架柱上部与屋架铰接,排架柱下部与基础刚接的结构型式;排架结构是目前单层厂房的基本结构形式;其跨度可超过30m,高度达20~30m或更高,吊车吨位可达150吨以上;根据生产工艺和使用要求,排架结构可设计成如图12-2所示的单跨结构和多跨结构;多跨结构可以采用如图12-3所示的等高、不等高和锯齿形等多种形式;排架结构具有构造简单、施工方便的特点;图12-2 排架类型图12-3 锯齿形厂房2刚架结构型式的特点是梁柱合一,刚接成一个构件,柱下部与基础铰接,顶节点可为铰接或刚接;目前常用的刚架结构是装配式门式刚架;顶节点为铰接时,称为三铰门式刚架图12-4a,顶节点为刚接时称为二铰门式刚架图12-4b;门式刚架可以做成单跨或多跨结构,其顶部一般为人字形,也可做成弧形;图12-4 单层厂房门式刚架结构体系刚架结构具有构件种类少,制作较简单,结构轻巧,室内有较大空间的优点,但由于横梁在荷载作用下会产生水平推力,产生跨变,在梁柱节点处易产生早期裂缝;所以门式刚架一般适用于吊车起重量不超过10吨,跨度不超过16-34m的金工,机修,装配等车间或仓库;4．单层厂房的传力途径如何答：为了说明作用在厂房上的荷载是如何传递到地基的,结合上述的体系,将荷载分为竖向荷载和水平荷载,其荷载的传递路线如图12-6所示;由荷载的传递路线可以看出,作用在厂房结构上的大部分荷载屋盖上的竖向荷载,吊车上的竖向荷载和横向水平荷载,横向风荷载或横向地震作用,部分墙体和墙梁的自重以及柱上的设备等荷载都是通过横向排架传给基础、再传到地基中去;所以,一般单层厂房中,横向排架是主要承重结构,屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件;5．什么称为单层厂房的柱网什么是单层厂房的柱网布置纵向定位轴线与横向定位轴线如何表示答：承重柱和承重墙在平面上构成的网格称为柱网;柱网布置就是确定柱子的跨度即纵向定位轴线之间的距离和柱距即横向定位轴线之间的距离;纵向定位轴线,一般以错误!、错误!、错误!、……表示；横向定位轴线,一般以错误!、错误!、错误!、……表示;6．柱网布置的一般原则是什么答：柱网布置的一般原则是：符合生产和使用要求；建筑平面和结构方案经济合理；在厂房结构形式和施工方法上先进和合理；符合厂房建筑模数协调标准GBJ6—86的规定；适应生产发展和技术革新的要求;7．按照模数化的要求,厂房的跨度、柱距尺寸的取值有何要求答：按照模数化的要求,厂房的跨度在18m以下,一般取3m的倍数；在18m以上,取6m的倍数,当工艺布置和技术经济有明显优越性时,也可采用21m,27m或33m的跨度;厂房的柱距,一般取6m的倍数;8．通常所说的单层厂房的变形缝哪三种单层厂房的变形缝是如何设置的答：通常所说的单层厂房的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种;伸缩缝从基础顶面开始,将两个温度区段的上部结构完全分开,留出一定宽度的缝隙,当温度变化时,结构可自由的变形,防止房屋开裂;沉降缝是将两侧厂房结构包括基础全部分开;沉降缝也可兼作伸缩缝;防震缝是为了减轻厂房震害而设置的;当厂房平、立面布置复杂,结构高度或刚度相差很大,以及厂房侧变建变电所、生活间等坡屋时,应设置防震缝将相邻两部分完全分开;地震区的厂房的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求;9．什么是厂房支撑体系单层厂房的支撑体系包括哪两部分答：厂房支撑体系是连系屋架、柱等构件,使其构成厂房空间整体,保证整体刚性和结构几何稳定性的重要组成部分;单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑两部分;10．厂房屋盖支撑包括哪些部分答：厂房屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑,纵向水平支撑,垂直支撑和纵向水平系杆;11．什么是横向水平支撑横向水平支撑布置的位置及作用如何什么情况下应布置横向水平支撑答：横向水平支撑是由交叉角钢和屋架上弦或下弦组成的水平桁架;横向水平支撑布置在温度区段的两端及厂房端部的第一或第二柱间,其作用是加强屋盖的整体刚性,保证屋架的侧向稳定,将山墙抗风柱所承受的纵向水平力传至两侧柱列上;凡屋面为有檩体系或屋面虽为无檩体系,但屋面板与屋架连接点的焊接质量不能保证,且山墙抗风柱与屋架上弦连接时应设置上弦横向水平支撑;当天窗通到厂房端部的第二柱间或通过伸缩缝时,应在第一或第二柱间的天窗范围内设置上弦横向水平支撑并在天窗范围内沿纵向设置一到三道通长的受压系杆,12．什么是纵向水平支撑纵向水平支撑的设置应根据哪些因素确定在什么情况下必须设置纵向水平支撑纵向水平支撑布置在什么位置答：纵向水平支撑是由钢杆件和屋架下弦第一节间组成的水平桁架,作用是加强屋盖结构在横向水平面内的刚度,使横向水平荷载沿纵向分布;纵向水平支撑的设置应根据厂房跨度、跨数和高度、屋架承重结构方案、吊车吨位及工作等因素确定;当局部柱间设有托架时,则必须在设有托架的柱间和两端相邻的一个柱间设置下弦纵向水平支撑;纵向水平支撑布置在下弦平面端节点中;13．什么是垂直支撑垂直支撑有哪些形式垂直支撑的作用如何答：垂直支撑是由钢杆件与屋架的垂直腹杆或天窗架的立柱组成的垂直桁架;垂直支撑有十字交叉形,W形,斜叉形等;垂直支撑通常与横向水平支撑配合使用,保证屋架及天窗架在荷载作用下的平面外稳定,将屋架上弦平面内的水平荷载传递到屋架下弦平面内;14．单层厂房属在什么情况下应设置柱间支撑答：当单层厂房属下列情况之一时,应设置柱间支撑;1厂房内设有重级工作制吊车或中、轻级工作制吊车,起重量在10t以上时；2厂房跨度在18m及18m以上或柱高在8m或8m以上时；3纵向柱的总数每排在7根以下时；4设有3t及3t以上悬挂吊车时；5露天吊车的柱列;15．抗风柱的作用如何答：单层厂房的山墙因受风面积较大,一般需设置抗风柱将山墙分为几个区格,使墙面所受到的风荷的一部分靠近纵向柱列区格直接传给纵向柱列,另一部分则经抗风柱下端传给基础,上端通过屋盖系统传给纵向柱列;16．圈梁、连系梁、过梁和基础梁分别有那些作用答：当用砖墙作为维护墙体时,一般要设置圈梁、连系梁、过梁和基础梁;圈梁的作用是将墙体和柱、抗风柱等箍在一起,增加厂房的整体刚性,防止由于地基发生过大的不均匀沉降或较大振动荷载引起的不利影响;连系梁的作用是支承墙体重量,连系纵向柱列,增强厂房纵向刚度,传递纵向水平荷载;过梁的作用是承托门窗洞口上部的墙体重量;基础梁的作用是承受墙体重量,并把围护墙体重量传给柱基,不另做墙体基础;17．钢筋混凝土单层厂房结构的构件主要包括哪些哪些构件一般都可以根据具体工程,从工业厂房结构构件标准图集中选用标准、定型的构件;答：钢筋混凝土单层厂房结构的构件主要包括有屋面板、天窗架、支撑、吊车梁、墙板、连系梁、基础梁、柱、基础等;为了加速建设步伐,提高设计标准化水平,缩短工期,这些构件除柱和基础外,一般都可以根据具体工程,从工业厂房结构构件标准图集中选用标准、定型的构件;18．单层厂房的屋盖结构分哪两种无檩体系和有檩体系分别由哪些构件组成,其特点和作用如何答：单层厂房的屋盖结构分无檩体系和有檩体系两种;无檩体系由大型屋面板、天窗架、屋架和屋盖支撑组成,这种体系有较好的整体性和刚度,并且构件种类和数量较少,施工速度快,适用于大中型单层厂房;有檩体系由小型屋面板、檩条、屋架和屋盖支撑组成,这种体系具有构件尺寸小,重量轻,便于运输和安装的特点,但是由于构件种类多,承载力较低,屋盖的刚度和整体性较差,一般用于非保温的小型车间和山区建筑中;19．钢筋混凝土单层工业厂房结构的计算分析过程是如何进行简化的答：钢筋混凝土单层工业厂房结构是一个空间结构,它的计算分析过程是求解一个空间结构的过程；但为了计算的简单,通常都将整个结构按纵、横向平面排架分别进行结构计算;也就是说,近似的认为各个横向平面排架之间和各个纵向平面排架之间都是互不影响,独立工作的,从而把问题简化;由于纵向排架柱子往往较多,纵向刚度较好,因此在承受吊车纵向制动力和山墙传来的纵向风荷作用时,每根柱子引起的内力值较小,故纵向排架一般可以不必计算,只需进行纵向排架在地震力作用下的内力分析和验算;横向排架承受厂房的主要荷载作用,而且柱子较少,刚度亦较差,因此厂房结构设计时,必须进行横向排架内力分析和计算;20．排架内力分析的目的是什么其主要内容包括哪些答：排架内力分析的目的主要是为了求得在各种荷载作用下起控制作用的构件截面的最不利内力,以此作为设计柱子和基础的依据;主要内容为：计算单元的选取、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合;必要时,还应验算排架的水平位移值;21．一般钢筋混凝土排架通常作哪些假定答：一般钢筋混凝土排架通常作如下假定：1柱的下端与基础固结：将钢筋混凝土预制柱插入基础杯口一定的深度,并用高强等级的细石混凝土和基础紧密地浇成一体,因此可作为固端考虑;2柱的上端与屋架或者屋面梁铰接：屋架或者屋面梁与柱顶连接处,用螺栓连接或用预埋件焊接,这种连接对抵御转动的能力很弱,因此可作为铰接考虑;3排架横梁为无限轴向刚性的刚杆,横梁两端处的柱的水平位移相等：排架横梁为钢筋混凝土屋架或屋面梁时,由于这类构件的下弦刚度较大,在受力后长度变化很小,可以略去不计,因此可认为横梁是刚性连杆;但当横梁采用下弦刚度较小的组合式屋架或三绞拱、二绞拱等屋架时,由于变形较大,则应考虑横梁轴向变形对排架内力的影响;22．根据结构上作用的荷载在时间和空间上的变异,排架上的荷载在设计上可分为哪三类答：根据结构上作用的荷载在时间和空间上的变异,在设计上可分为三类;1永久荷载恒荷载：在结构使用期间,其值不随时间变化,或其量值随时间的变异与平均值相比可以忽略不计者；也包括具有某个限值的单调变异的荷载,例如结构自重、土压力等;2可变荷载活荷载：在结构使用期间,其量值随时间的变异既不是单调的,与平均值相比又不可忽略的荷载;例如楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载等;3偶然荷载：在设计所考虑的使用期间下不一定出现的荷载,但它一旦出现,其量值很大且持续时间很短;例如爆炸力、撞击力、龙卷风、地震作用等;23．作用在排架上的荷载标准值以下简称荷载主要有哪些答：作用在排架上的荷载标准值以下简称荷载主要有：1厂房结构的恒荷载;一般包括屋盖自重G1,上柱自重G2,下柱自重G3,吊车梁及轨道等零件自重G4以及有时支承在柱牛腿上的维护结构等重量G5；2活荷载一般包括：屋面活荷载Q1;吊车荷载,包括吊车垂直轮压和水平制动力;D max、T max；均布风荷载和集中于柱顶标高处的集中风载,如q、F W等;24．等高排架在任意荷载作用下采用剪力分配法计算时哪三个步骤答：等高排架在任意荷载作用下采用剪力分配法计算时可以分为三个步骤：图12-371在直接受荷柱的顶端加一不动铰支座以阻止水平侧移,求其支座反力R;现以吊车横向水平制动力T max为例,见图12-37;2撇除附加的铰支座,且加反向作用力R于排架柱顶,见图12-37,以恢复到原来的实际情况; 3把图12-37两种情况求得的排架各柱内力叠加起来,即为排架的实际内力;25．什么是排架的荷载组合和内力组合答：排架结构除承受永久荷载作用外,还承受可变荷载的作用一种或是多种,对于排架柱的某一截面而言,并不一定是在所有可变荷载同时作用时产生的内力才是最不利的;因此在排架柱内力分析时,是先将排架内力分析中各种荷载单独作用时各柱的内力的结果求出来,经过组合,求出起控制作用的截面的最不利内力,以此作为柱及基础配筋计算的依据;26．单层厂房内力组合时的控制截面是哪里答：单层厂房内内力组合时的控制截面应为上柱的底部截面、牛腿的顶部面和下柱的底部截面;27．对不考虑抗震计算的单层工业厂房排架,常见的荷载组合有哪几种答：对不考虑抗震计算的单层工业厂房排架,常见的荷载组合有以下几种：（1）恒荷载 +0.9 屋面活荷载+吊车荷载 +风荷载；（2）恒荷载 +0.9屋面活荷载 + 风荷载;（3）恒荷载 +0.9 吊车荷载 +风荷载；（4）恒荷载 +0.9 屋面活荷载 +吊车荷载；（5）恒荷载 +吊车荷载；（6）恒荷载 +风荷载28．对于排架柱通常考虑哪四种内力组合答：对于排架柱通常考虑以下四种内力组合：1+Mmax及相应的N、V；2-Mmax及相应的N、V；3Nmax及相应的M、V；4Nmin及相应的M、V;29．进行单层厂房结构的内力组合时,还应注意哪几点问题答：进行单层厂房结构的内力组合时,还应注意以下几点问题：（1）永久荷载在任何一种内力组合下都存在;（2）吊车竖向荷载D max 可分别作用在一跨的左柱或右柱,对于这两种情况,每次只能选择其中一种情况参加内力组合;对于单跨厂房,参与组合的吊车不宜多于两台;（3）在考虑吊车横向水平荷载时,该跨必然相应作用有该吊车的竖向荷载；但在考虑该吊车竖向荷载时,该跨不一定相应作用有该吊车的横向水平荷载;（4）在考虑吊车横向水平荷载时,对单跨或多跨厂房,参与组合的吊车不应多于两台;对于多跨厂房,可能有两种情况：即任意一跨内有两台吊车或任意两跨内各有一台吊车;对这两种情况均应考虑不同方向制动的两种情况,但只能选其中一种情况参与组合;（5）风荷载的作用方向有向左和向右两种,只能考虑其中一种参与组合;（6）在没有吊车的厂房中,第2种及第6种荷载组合往往起决定性作用;对有吊车的厂房,当不考虑吊车荷载时,柱的计算长度按无吊车厂房采用;30．影响厂房空间作用的主要因素有哪些答：一般来说影响厂房空间作用有下列主要因素;1屋盖的刚度：屋盖刚度越大,则空间作用越显著,所以无檩体系屋盖比有檩体系屋盖空间作用大;另外,厂房跨度越大,空间作用也越大;2厂房两端山墙：有无山墙对厂房空间作用影响很大,有山墙时厂房的空间作用比无山墙的情况大好几倍;3厂房长度：对有山墙厂房,厂房长度越长,山墙的作用相对减弱；对无山墙厂房或一端有山墙的厂房则相反,厂房长度越长,空间作用越大;4排架本身的刚度：排架本身的刚度越大,直接受力排架承担的荷载越多,传给其它排架的荷载越小,空间作用越小;31．在什么情况下,排架计算不考虑空间作用答：在下列情况下,排架计算不考虑空间作用即取μ=1：1当厂房一端有山墙或两端均无山墙,且厂房长度小于36m时；2天窗跨度大于厂房跨度的二分之一,或者天窗布置使厂房屋盖沿纵向不连续时；3厂房柱距大于12m 时包括一般柱距小于12m,但有个别柱距不等且最大柱距超过12m 的情况；4当屋架下弦为柔性拉杆时;32．吊车竖向荷载和横向水平荷载作用下,考虑单跨厂房空间作用的排架内力计算,可按什么步骤进行答：吊车竖向荷载和横向水平荷载作用下,考虑单跨厂房空间作用的排架内力计算,可按下列步骤进行：1排架柱顶附加不动铰支座,求出支座反力R ；2将柱顶反力R 乘以厂房空间作用分配系数μ,并将它沿反方向施加于撤除附加铰支座的排架柱顶；3将以上两种情况求得的排架各柱内力叠加起来,即为所求各柱内力;33．钢筋混凝土柱的设计内容包括哪些答：钢筋混凝土柱的设计内容包括：1选择柱的形式—在结构设计的方案阶段,根据厂房规模和荷载的大小,考虑到地区材料、施工等方面的具体条件,通过技术经济分析比较,选择柱的形式;2确定柱的外形—根据厂房的结构形式、工艺和建筑要求确定;3柱的截面配筋计算—在排架内力分析包括抗震验算和内力组合的基础上,计算保证承载力所需要的柱截面配筋,并验算柱在吊装运算阶段的承载力和裂缝宽度;4牛腿设计—支承吊车梁和墙梁的柱牛腿的设计;5进行连接构造设计—指柱与屋架、吊车梁、柱间支撑等构件进行连接时,需要预埋在柱中的埋件的设计;34．在单层厂房中,为什么要重视牛腿的设计 牛腿设计内容主要包括哪些答：在单层厂房中,常采用柱侧伸出牛腿来支撑屋架、屋面梁、托架和吊车梁;因此牛腿是单层厂房柱很重要的组成部分;它负荷大,受力状态复杂,因此必须重视牛腿的设计;牛腿设计内容主要包括确定牛腿的截面尺寸、进行配筋计算和构造设计;35．牛腿按其所受竖向荷载作用点到下柱边缘的距离a 分为哪两类答：牛腿按其所受竖向荷载作用点到下柱边缘的距离a 分为两类：当a 0h ≤时为短牛腿；当a 0h >时为长牛腿;36．牛腿的破坏形态随着0/h a 值的不同而不同,大致上可分为哪三种 答：牛腿的破坏形态随着0/h a 值的不同而不同,大致上可分为以下三种： 1弯压破坏：当0/h a 75.0>和纵筋配筋率较低时,发生的破坏形态; 2斜压破坏：当0/h a 75.0~1.0=时,发生的破坏形态; 3剪切破坏：当0/h a 1.0≤或0/h a 虽大但是牛腿边缘高度较小时,发生的破坏形态;37．偏心受压基础设计一般基础底面积的确定可按哪些步骤进行答： 一般基础底面积的确定可按以下步骤进行：⑴先按中心受压情况计算基础底面积1A ；⑵估算偏心受压基础底面积1)4.1~1.1(A A =,基础底面长、短边之比⎪⎭⎫ ⎝⎛b a 应当小于或等于2,一般可取5.1左右；⑶按式12-51或式12-52计算max P 和min P ,按照建筑地基基础设计规范规定,偏心受压基础的基底总压应力应满足,a f p 2.1max ≤ 12-53 a f p p p ≤+=2min max 12-54 ⑷如不满足式12-53和式12-54要求时,应调整底面积,直至满足为止； ⑸对有吊车厂房,应控制6a e ≤,以免基础基底反力不均匀而引起基础过量转动而影响厂房正常使用；对无吊车厂房,当基础荷载中计入风荷载引起的内力时,允许6a e ,但应控制75.03≥ac ,以防基础转动过大;。
混凝土结构中册 课件 第12章 单层厂房
2、计算假定
(1)屋架(或屋面梁)与柱为铰接，只传递N、V， (2)柱底嵌固于基础； (3)忽略屋架(或屋面梁)的轴向变形； (4)屋架(或屋面梁)简化为直线，柱按上下截面形心线简化为直线或折线。
EA1≈∞ EA2≈∞
M＝0
计算简图的要素：
计算模型
H
H1
Ec I1
Ec I3
Ec I5
（体系、支座、几何尺寸） 计算荷载 （大小、方向、位置）
n为吊车每侧的制动轮数，对于一般四轮吊车n=1.
（3）风荷载
A、风荷载标准值：
wk z s z w0
w0——基本风压值（kN/m2），由在空旷平坦地面10m处 50年一遇的10分钟平均最大风速得出， 苏州w0＝0.4kN/m2。 βz——高度z处的风振系数，单层厂房βz＝1.0。 μs——风荷载体型系数，即风作用在建筑物表面所引起的实 际风压(压力或吸力)与基本风压的比值。 压力：“＋”；吸力：“－”。
▲横向排架中柱的纵向定位轴线于柱中心；边柱纵向定位轴线与
纵墙内缘、柱外缘重合（封闭式）。
600
600
柱网布置应符合《厂房建筑模数协调标准》GBJ6-68 跨度在18M和18M以下时，采用30M的模数； 跨度在18M以上时，采用60M的模数。
2、变形缝 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。 1）伸缩缝----结构体系很长，温度应力过大时, 通过设 置伸缩缝来解决。 最大伸缩缝间距：处于室内或土中 100m 处于露天时 70m 2）沉降缝----解决不均匀沉降问题。 3）防震缝----当建筑物平面、立面复杂，结构高度或 刚度相差很大时。
（3）下柱自重G3：作用于下柱，与下柱中心线重合； （4）吊车梁及轨道等自重G4，M4′=G4e4
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第12章单层厂房详解
• 12.1.2单层厂房的结构组成与传力路线
• 1.结构组成
• (1)屋盖结构：屋面板、屋架（屋面梁）
•
包括屋盖支撑、[天窗架、托架]
• 屋盖结构包括：无檩屋盖体系、有檩屋盖体系
•
无檩屋盖体系：大型屋面板直接支撑在屋架(屋面梁)上。
•
整体性强
•
有檩屋盖体系: 小型屋面板或瓦材直接支撑在檩条上，檩条再
第12章单层厂房详解
• 12.2.1计算简图 • 计算单元：相邻柱距中心线截出的典型区段
• 斜线部分也为排架负荷面积（荷载从属面积） • 假定： • (1) 柱下端固接于基础顶面； • (2) 柱上端与屋面梁或屋架铰接； • (3) 屋面梁或屋架没有轴向变形。
• 柱计算轴线取上部和下部柱截面重心的连线，屋面梁或屋架用一根没 有轴向变形的刚杆表示。
•
承受构件自重及墙面上风载
• 2.传力路线
• 按排架结构传力
第12章单层厂房详解
• 12.1.3单层厂房的结构布置
• 1.柱网与定位轴线
• (1)柱网
• 跨度：承重柱或承重墙的纵向定位轴线的距离
• 柱距：承重柱或承重墙的横向定位轴线的距离
• 柱网：纵向定位轴线与横向定位轴线在平面上构成柱网。
•
柱网布置应满足生产和使用要求，并应满足模数要求。 p87
第12章单层厂房详解
2020/11/25
第12章单层厂房详解
12.1 单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置 12.1.1 单层厂房的结构形式——排架结构、刚架结构 • 排架结构：由屋架、柱和基础组成。柱与屋架铰结，与基础刚接。 • 排架可做成等高、不等高、锯齿形等多种形式 • 装配式结构(构件预制)
• 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。
• 刚架结构：装配式钢筋混凝土刚架、钢结构门式刚架。
•
柱和横梁刚接成一个构件，柱与基础通常为铰接。
• 刚架顶点做成铰接：三铰刚架（静定结构）
•
做成刚接：两铰刚架（超静定结构） 。
• 刚架立柱和横梁常采用变截面形式。
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• (1) 屋盖支撑： • 上、下弦水平支撑、垂直支撑、纵向水平系杆
• 上、下弦水平支撑：布置在屋架（屋面梁）上、下弦平面内及天窗
•
架上弦平面内。节间应与屋架节间相适应。
• • 垂直支撑：布置在屋架（屋面梁）间或天窗架间 • • 系 杆：刚性系杆（压杆）、柔性系杆（拉杆）
•
设置在屋架（屋面梁）上、下弦及天窗上弦平面内
• 同时柱顶应设置通长刚性连系杆以传递荷载，当屋架端部设有下弦连 系杆时，也可不设柱顶连系杆。
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屋盖支撑
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•图
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• 4.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁
• (1)抗风柱：抵抗山墙的风荷载，主要承受风荷载
•
下部与基础连接：采用插入基础杯口的固接方式
•
支撑在屋架(屋面梁)上。整体性较弱
• (2)横向平面排架: 横梁（屋架或屋面梁）、横向柱列、基础
•
——基本承重结构
• (3)纵向平面排架: 纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑、基础
•
——保证厂房的纵向稳定性和刚性
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• 纵向平面排架承受：纵向风载、吊车纵向水平荷载、
•
纵向水平地震作用、温度应力
•
简化支座：固定端
•
上部与屋架连接：水平方向能可靠传递水平风荷载
•
竖向允许产生相对位移，以防厂房与抗风柱
•
沉降不均匀而产生不利影响。
•
连接方式：弹簧板连接、有竖向长孔的螺栓 连接 P92
•
简化支座：简支
• 抗风柱上柱采用矩形，>=350mmx350mm
•
下柱一般采用工字形或矩形
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• 抗风柱计算简图：
向按横向平面排架计算，在纵向按纵向平面排架计算。并且近似地认 为各自独立工作。
• 纵向排架柱较多，抗侧刚度较大，每根柱内力（弯矩、剪力）不大， 一般不必计算，柱纵向按构造配筋。
• 仅计算横向排架。
• 排架计算的目的是为柱和基础设计提供内力数据 • 主要内容为： • 确定计算简图、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。 • 有时还应计算排架结构水平位移。
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• (2) 圈梁、连系梁、过梁、基础梁
圈梁：置于墙体内，宽度为墙厚，高度>=120mm，
现浇（或预制）构件。圈梁应与柱拉接
•
作用：增强房屋整体刚度，防止基础不均匀沉降或较大振动荷
•
载对厂房的不利影响
• 连系梁：两端搁置在柱牛腿上，连接采用螺栓连接或焊接，预制构件
•
作用: (1) 连系纵向柱列，增强厂房纵向刚度，把风荷载传
• (2)纵向定位轴线
• 跨度 L 与吊车轨距 Lk 之间的关系为：
• 详见p87
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• (3)横向定位轴线 • 中柱通过柱截面中心 • 端柱中心线离山墙内边缘600，横向定位轴线位于山墙内边缘 • 图12-9 • 2.变形缝 • 伸缩缝、沉降缝、防震缝 • 沉降缝：将结构从基础至上部结构全部分开 • 伸缩缝、防震缝：仅上部结构分开，基础连成整体 • 伸缩缝、沉降缝均应满足防震缝缝宽的要求。 • 3.单层厂房的支撑 • 屋盖支撑、柱间支撑
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• 柱间支撑：上部柱间支撑、中部柱间支撑、下部柱间支撑
•
作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，将作用于厂房纵向的水制动力等）可靠地传
•
到基础。
• 柱间支撑应设置在厂房中央，上部柱间支撑在厂房两端第一个柱距内 • 应同时设置——有利于温度变化或混凝土收缩。
• (4)吊车梁: 简支在柱牛腿上。承受吊车竖向荷载、吊车横向或纵向
•
水平荷载
• (5)支撑：屋盖支撑、柱间支撑
•
加强厂房结构的空间刚度、保证结构的稳定和安全，
•
将风荷载、吊车水平荷载或水平地震作用可靠地传递
•
到相应的结构构件上。
• (6)基础：承受柱和基础梁传来的荷载，将其传至地基。
• (7)围护结构：墙、连系梁、抗风柱、基础梁
•
递到纵向柱列。
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(2) 支撑上部墙体
• •
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• 过梁：支撑门窗洞口上部墙体，预制构件
• 基础梁：支撑围护墙体，预制构件
•
基础梁直接搁置在柱基础杯口上，施工时在支座处应坐浆。
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• 12.2排架计算 • 单层厂房结构实际上是空间结构，可简化为平面结构进行计算。在横