建筑 单层厂房结构

1. 结构特性
为什么要设计层单层结构？
机器设备和产品较重，且需一定起重量的起重设备； 生产工艺需要较大面积的生产空间； 设备需要一定埋深的设备基础； 采光、通风、保温等功能需要；
单层厂房结构的优点
设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化； 设计和施工周期短； 空间大，易布置； 质量好，且易控制。
2. 结构体系
与屋架支撑组成水平的和垂直的支撑体 系，以保证屋盖体系具有足够的水平和竖 向刚度和某些屋架构件的稳定性。
屋架型式和受力特点
三角形屋架
拱形屋架
梯形屋架
折线形屋架
18~24m跨度的钢筋混凝土或预应力混凝土屋架多做成折线 形， 24m以上跨度的屋架可做成梯形屋架。无论哪种屋架， 其合理的高跨比为1/6~1/8。 18m以下跨度可做成组合屋架。
“板－架－柱”结构体系组成
结构受力性能
通常将该空间结构体系简化为横向或纵向平面排架 计算。其在竖向荷载（主要为重力荷载）和水平荷 载（风、吊车制动力、水平地震作用)作用下具有较 好的受力性能。但由于该结构较空旷，其空间刚度 较小，整体性差，因此抵御水平荷载作用的能力很 弱。设计时通过设置各种支撑提高其空间刚度。
屋架支撑的组成
屋盖支撑一般用角钢制成，其节间应与屋架节间相适应。交 叉杆件的倾角为300 ～ 600 。支撑杆件允许长细比见表13-1。其 节点构造查阅有关资料的构造图集。杆件截面按构造确定， 一般取用2∟45 ～2 ∟70。
表 13-1
传统结构体系
“板－架－柱”结构体系（包括天窗架、支撑、 围护结构和基础等）
结构体系分类
按厂房高度分类：有等高多跨；不等高多跨 按厂房跨数分类：有单跨；多跨 按屋盖组成分类：有有檩体系；无檩体系；露天 按屋盖结构的连续性分类：有装配简支；装配简支 按屋脊形式分类：有单屋脊；多屋脊；锯齿形
按结构承重方式分类：有横向承重；纵向承重
柱距
柱距应采用6m或6m的倍数。
定为轴线
变形缝（伸缩缝）
《规范》规定，装配式钢筋混凝土排架结构变形缝最大间 距宜取100m，露天取70m 。（见教材图示）
2.屋盖结构布置和 主要构件
单层厂房的屋盖结构分无檩体系和有檩体系两种。
无檩体系组成：大型屋面板、天窗架、屋架和屋 盖支撑系统。
有檩体系组成：小型屋面板（或瓦材）、檩条、 天窗架、屋架和屋盖支撑系统。
当具有下列情况之一时，应设置交叉角钢、直腹 杆和屋架下弦第一节点间组成水平桁架，即下弦纵 向水平支撑：
（1）厂房内设有软钩桥式吊车且厂房高大，吊车起重量大
时（如等高多跨厂房柱高>15m；无天窗> >18m，中级工 作制吊车起重量 ≥50t 时）；
（2）厂房内设有硬钩桥式吊车
（3）厂房内设有悬挂吊车或设有较大振动设备时；
结构的传力方式
风荷载
吊车梁
围护结构
屋面
柱
基础梁
基础 地基
非传统结构体系
门式刚架结构体系 V形折板结构体系 T形板结构体系 落地拱结构体系 壳体结构体系
1.平剖面尺寸和 变形缝来自百度文库
根据生产工艺和建筑平面设计要求确定下列尺寸
跨度
跨度为18m和18m以下，应采用3m的倍数； 18m以上，宜 采用6m的倍数。
（4）厂房内设有托架时，这时下弦纵向水平支撑应布置在 托架所在柱间，并向两端各伸一个柱距。
当设置下弦纵向水平支撑时，为保证厂房空间刚 度，必须同时设置相应的下弦横向水平支撑，形成 封闭水平支撑体系。
屋架垂直支撑
h=2500～4000mm
十字交叉形
h=1000～3000mm
W形
❖一般情况下，厂房跨度 <18m 可不设垂直支撑；跨度为18～ 30m时在屋架中部布置一道垂直支撑；跨度>30m时在屋架跨度 1/3左右布置两道垂直支撑。
屋架下弦支撑、屋架垂直支撑及水平系杆。
天窗支撑 由于一般天窗架跨度≤12m，可仅设天窗
架垂直支撑，设置在天窗端部第一 柱距及设有柱间支撑的柱距内的天窗两侧。
屋架上弦支撑 在每一伸缩缝区段端部第一或第二
柱间距内布置在屋架上弦平面内。 其作用：(1）传递山墙风荷载； ( 2）其与屋架上弦形 成水平桁架。(有天窗时沿屋脊设置水平系杆）
有檩体系与无檩体系相比较，其构件多、传力途径 长、承载力低、屋盖系统的刚度和整体性差。本章 主要介绍无檩体系。
屋面板
预应力混凝土大型屋面板，它适用于保温
或不保温卷材防水屋面，屋面坡度不应大 于1/5。规格：1.5m6m0.24m ，其与屋架 上弦不少于三点焊接(焊缝长度不小于8mm， 厚度不小于6mm ）。
❖当屋架端布高度 >1.2m时，还应在屋架两端各布置一道垂直 支撑。
❖当厂房伸缩缝区段>90m时，还应在柱间支撑柱距内增设一 道垂直支撑。
❖当屋盖设置垂直支撑时，应在未设置垂直支撑的屋架间， 在相应垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长 的水平系杆。
❖凡设在屋架端部柱顶处和屋架上弦屋脊节点处的通长水平 系杆，均应采用刚性系杆，其余均可采用柔性系杆 （刚性系 杆可用 2∟75×5、柔性系杆可用 2∟70×5 角钢制成）。
屋架下弦支撑
下弦水平支撑应根据下列要求设置：
当厂房跨度≥18m时，应在每一伸缩缝区段端部第 一或第二柱距布置在屋架下弦平面内；当厂房跨度 ≺18m时且山墙传来的风荷载由屋架上弦支撑传递时， 可以不设；
当厂房有沿纵向运行的悬挂吊车且吊点设在屋架 下弦时，应在悬挂吊车轨道尽头的柱间设置上述下 弦水平支撑；
檩条
檩条是置于屋架的上弦，将小型屋面板所承受 的荷载传至屋架的构件，并与屋架焊接，以增 加屋面体系的整体刚度。檩条的跨度一般为4m 或6m 。
屋架 屋架是屋盖体系的主要承重构件，其主要作
用：
保持厂房内部具有与跨度相应的空间；
作为排架结构内力分析中的水平横梁；
直接承受其平面内由屋面板、檩条、天 窗架传来的荷载及悬挂吊车、管线的吊重；
天窗架和托架
常用的天窗架跨度为6m、 9m 。天 窗架宜用钢材制作，也可采用矩
形截面的钢筋混凝土天窗架。
三角形托架
折线形托架
有时由于生产工艺的需要，抽取某个柱子，其该柱 所支撑的屋架由托架承担。托架将屋面荷载传至支 撑托架的柱。托架的跨度一般为12m。
3.屋盖支撑体系
为什么要设置屋盖支撑?
屋盖支撑系统包括:天窗架支撑、屋架上弦支撑、