第七節(jié)單層工業(yè)廠房

第七節(jié)

單層工業(yè)廠房1

一、單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成和類型

（一）單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)組成21）屋面板2）天溝板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊車梁7）排架柱8）抗風(fēng)柱9）基礎(chǔ)10）連系梁11）基礎(chǔ)梁12）天窗架垂直支撐13）屋架下弦橫向支撐14）屋架垂直支撐15）柱間支撐3——橫向排架結(jié)構(gòu)

由屋架或橫梁、橫向柱列及其基礎(chǔ)所組成的平面骨架，是廠房的基本承重結(jié)構(gòu)。廠房承受的豎向荷載及橫向水平荷載主要通過橫向平面排架傳至基礎(chǔ)及地基。4——縱向排架結(jié)構(gòu)

由連系梁、吊車梁、縱向柱列、柱間支撐和基礎(chǔ)等構(gòu)件組成的縱向平面骨架。作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定性和剛度，承受吊車縱向水平荷載、縱向水平地震作用、溫度應(yīng)力以及作用在山墻及天窗架端壁并通過屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向風(fēng)荷載等5圍護(hù)結(jié)構(gòu)

——位于廠房的四周，包括縱墻、橫墻（山墻）、抗風(fēng)柱、連系梁、基礎(chǔ)梁等構(gòu)件。這些構(gòu)件所承受的荷載，主要是墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載支撐

包括屋蓋支撐和柱間支撐。作用有3個(gè)方面：加強(qiáng)廠房空間剛度；保證結(jié)構(gòu)在安裝和使用階段的穩(wěn)定，傳遞水平荷載——6橫向平面排架上的水平荷載：主要荷載及傳遞7二、單層廠房特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)類型較大的跨度和凈空、荷載大、內(nèi)力大、截面尺寸大,能完成垂直運(yùn)輸和水平運(yùn)輸動(dòng)力作用屋架（屋面梁）規(guī)格變化不大，主要是柱型式變化,柱是主要受力構(gòu)件生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化1.特點(diǎn)82.結(jié)構(gòu)型式1.按結(jié)構(gòu)材料混合結(jié)構(gòu)（鋼結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)））（鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)是由墻或帶壁柱墻承重，屋架用鋼筋混凝土、鋼木結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)，適用于吊車起重量小于10t，跨度15m以內(nèi)的小型廠房。大中型廠房多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。9按結(jié)構(gòu)形式排架結(jié)構(gòu)（等高、不等高、鋸齒形）剛架結(jié)構(gòu)（兩鉸門架、三鉸門架）排架結(jié)構(gòu)：由屋架或屋面梁、柱、基礎(chǔ)組成；柱與屋架鉸接，與基礎(chǔ)剛接。排架結(jié)構(gòu)能承受較大的水平荷載，適用做帶吊車的廠房。剛架結(jié)構(gòu)：由屋架或屋面梁、柱、基礎(chǔ)組成；柱與橫梁剛接，與基礎(chǔ)鉸接。剛架柱及橫梁的截面高度隨內(nèi)力而做成變高，以節(jié)約材料。鋼結(jié)構(gòu)的剛架結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛。鉸接剛接10等高排架不等高排架鋸齒型排架鋸齒形廠房中的長車，如細(xì)紗機(jī)和拈線機(jī)等，應(yīng)垂直于天窗排列，保證工作面采光均勻

11（一）柱網(wǎng)尺寸二、單層工業(yè)廠房定位軸線在廠房中，為支承屋蓋和吊車需設(shè)柱子，一般在縱橫向定位軸線相交處設(shè)柱子。廠房柱子縱橫向定位軸線在平面上形成有規(guī)律的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。12單層廠房中柱子縱向定位軸線間的距離稱為跨度。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ6—86）規(guī)定，跨度在18m以下時(shí)，應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)30M數(shù)列，即9、12、15、18m；在18m以上時(shí)應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列，即24、30、36m等。1.跨度13單層廠房中橫向定位軸線的距離稱為柱距。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ6—86）規(guī)定，柱距應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列，常用6m柱距，有時(shí)也采用12m柱距。單層廠房山墻處的抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)大模數(shù)15M數(shù)列，即4.5、6和7.5m。2.柱距14廠房的定位軸線分橫向和縱向兩種。與橫向排架平面平行的稱為橫向定位軸線，與橫向排架平面垂直的稱為縱向定位軸線。（二）定位軸的定位方法

15D柱距6米、無吊車或邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線重合，稱封閉結(jié)合。柱距6米、邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線之間加聯(lián)系尺寸D=125，稱非封閉結(jié)合。柱距12米、或聯(lián)系尺寸D=250、500。1、縱向定位軸線墻、邊柱與縱向定位軸線的關(guān)系：（1）16等高跨上柱中心線與縱向軸線重合h/2h/2單柱高低跨雙柱高跨高跨A=D高跨A=B+C高跨A=B+C+DA=DCBA=B+CCBA=B+C+DD中柱與縱向定位軸線的關(guān)系：（2）17（1）中間柱與橫向定位軸線的定位除山墻端部柱和橫向變形縫兩側(cè)柱以外，廠房縱向柱列（包括中柱和邊柱）中的中間柱的中心線應(yīng)與橫向定位軸線相重合，且橫向定位軸線通過屋架中心線和屋面板、吊車梁等構(gòu)件的橫向接縫。2.橫向定位軸線18中間柱與橫向定位軸線的定位19（2）山墻處柱與橫向定位軸線的定位山墻為非承重墻時(shí)，墻內(nèi)緣應(yīng)與橫向定位軸線相重合，且端部柱及端部屋架的中心線應(yīng)自橫向定位軸線向內(nèi)移600mm，如圖4.4所示。山墻為承重墻時(shí)，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線間的距離應(yīng)按砌體的塊材類別分別為半塊或半塊的倍數(shù)或墻厚的一半，如圖4.5所示。20圖4.4非承重山墻與橫向定位軸線的定位21圖4.5承重山墻與橫向定位軸線的定位22（3）橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的定位在橫向伸縮縫或防震縫處，采用雙柱及兩條定位軸線。柱的中心線均應(yīng)自定位軸線向兩側(cè)各移600mm，如圖4.6所示，兩條橫向定位軸線分別通過兩側(cè)屋面板、吊車梁等縱向構(gòu)件的標(biāo)志尺寸端部，兩軸線間所需縫的寬度應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。23圖4.6伸縮縫、防震縫處柱與橫向定位軸線的定位24屋蓋結(jié)構(gòu)

由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋蓋支撐組成，有時(shí)還包括有天窗架和托架等構(gòu)件——有檁體系

無檁體系

————由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支撐所組成三、單層廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件(一）屋蓋結(jié)構(gòu)251、屋蓋的承重構(gòu)件混凝土屋架鋼筋混凝土三角形屋架鋼筋混凝土折線形屋架預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架預(yù)應(yīng)力混凝土梯形屋架預(yù)應(yīng)力混凝土直腹桿屋架鋼屋架組合屋架三角形鋼屋架梯形鋼屋架矩形鋼屋架曲拱鋼屋架屋架屋架、屋面梁、屋架與柱的連接、屋架托架26常見的鋼筋混凝土屋架形式(a)三角形；(b)組合式三角形；(c)預(yù)應(yīng)力三角拱；(d)拱形；(e)預(yù)應(yīng)力梯形；(f)折線形27屋架與柱的連接(a)焊接方式；(b)螺栓連接方式28預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土托架（G433）(a)托架；（b）托架布置29（1）屋面板在無檁體系中大型屋面板的常用標(biāo)志尺寸為1.5m×6m，為配合屋架尺寸和檐口做法還有嵌板、檐口板等。（2）檁條與小型屋面板或槽瓦在有檁體系屋面中，檁條支承槽瓦或小型屋面板，并將屋面荷載傳給屋架。檁條與屋架上弦焊接。2、屋蓋的覆蓋構(gòu)件屋面板30預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板、檐口板、嵌板(a)屋面板；(b)檐口板；(c)嵌板31（1）柱的類型柱按材料分有鋼筋混凝土柱和鋼柱兩種。鋼筋混凝土柱又可分為單肢柱和雙肢柱兩大類。單肢柱截面形式有矩形、工字形及單管圓形。雙肢柱截面形式有雙肢矩形或雙肢圓形管柱，用腹桿（平腹桿或斜腹桿）連接而成。1.柱（二）柱、基礎(chǔ)及基礎(chǔ)梁32圖4.23鋼筋混凝土柱類型(a)矩形柱；(b)工字形柱；(c)預(yù)制空腹板工字形柱；(d)單肢管柱；(e)雙肢柱；(f)平腹桿雙肢柱；(g)斜腹桿雙肢柱；(h)雙肢管柱33（2）柱的構(gòu)造柱的尺寸應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)要滿足構(gòu)造要求。柱的構(gòu)造尺寸和外形要求廠房結(jié)構(gòu)中的屋架、托架、吊車梁和連系梁等構(gòu)件，常由設(shè)在柱上的牛腿支承。其截面尺寸必須滿足抗裂和構(gòu)造要求。牛腿的構(gòu)造要求?？癸L(fēng)柱與屋架的連接采用豎向可以移動(dòng)、水平方向又具有一定剛度的彈簧板連接。34柱的外形及尺寸(a)工字形；(b)雙肢柱35牛腿的構(gòu)造要求36承受山墻風(fēng)荷載與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接；也可與下弦鉸接或同時(shí)與上、下弦鉸接?？癸L(fēng)柱與屋架之間一般采用豎向可以移動(dòng)、水平方向又有較大剛度的彈簧板連接；如廠房沉降量較大時(shí)，宜采用槽形孔螺栓連接?？癸L(fēng)柱37獨(dú)立基礎(chǔ)形式：平板式基礎(chǔ)（杯形基礎(chǔ)）(a)、(b)、(c)板肋式基礎(chǔ)（杯口、肋板預(yù)制）(d)殼體基礎(chǔ)(e)倒圓臺(tái)板式基礎(chǔ)(f)樁基2.基礎(chǔ)a)b)杯口杯底預(yù)制柱c)底板肋d)e)f)單層廠房的基礎(chǔ)采用什么類型的基礎(chǔ)，主要取決于上部結(jié)構(gòu)荷載的大小和性質(zhì)以及工程地質(zhì)條件等。一般情況下采用獨(dú)立的杯形基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)的底部鋪設(shè)混凝土墊層，厚度為100mm。38

圈梁是設(shè)置于墻體內(nèi)并與柱子連接的現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件，其作用是將墻體與排架柱、抗風(fēng)柱等箍在一起，以增強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大的振動(dòng)荷載對(duì)廠房產(chǎn)生不利影響。

連系梁除承受墻體荷載外，還具有連系縱向柱列、增強(qiáng)廠房的縱向剛度、傳遞縱向水平荷載的作用。墻體有門窗洞口時(shí)，需設(shè)置鋼筋混凝土過梁，支承洞口上部墻體重量。

在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)盡可能地將圈梁、連系梁和過梁結(jié)合起來，使一種梁能兼作兩種或三種梁的作用，以簡化構(gòu)造，節(jié)約材料，方便施工。在單層廠房中，一般采用基礎(chǔ)梁來承托圍護(hù)墻體的重量，并將其傳至柱基礎(chǔ)頂面，而不另做墻基礎(chǔ)，以使墻體和柱的沉降變形一致。（三）

吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁及圈梁39401）上弦橫向水平支撐（1）屋蓋支撐（四）支撐布置41屋蓋支撐422）下弦橫向水平支撐構(gòu)成：沿廠房跨度方向在屋架下弦桿構(gòu)成的水平桁架。作用：將山墻風(fēng)荷載及縱向水平荷載傳至縱向柱列；防止屋架下弦側(cè)向振動(dòng)。布置：當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車（廠房內(nèi)振動(dòng)較大），應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段兩端的第一或第二柱間設(shè)置。43

3）縱向水平支撐構(gòu)成：由交叉角鋼、直桿和屋架下弦第一節(jié)間組成的縱向水平桁架。4）垂直支撐構(gòu)成：由角鋼桿件與屋架直腹桿組成的垂直桁架，形式為十字交叉形或W形,見教材圖2.61。44（2）柱間支撐構(gòu)成：由交叉鋼桿件組成，交叉傾角35～55°,支撐鋼構(gòu)件的截面尺寸需經(jīng)承載力和穩(wěn)定計(jì)算確定。

柱間支撐是縱向平面排架中主要的抗側(cè)力構(gòu)件。作用：提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性；將吊車縱向水平制動(dòng)力、山墻及天窗端壁的風(fēng)荷載、縱向水平地震作用等傳至基礎(chǔ)。45做法是沿柱子高度方向每隔500～600mm預(yù)埋兩根Φ6鋼筋，砌墻時(shí)把伸出的鋼筋砌在墻縫里，如圖4.41所示。墻與屋架（或屋面梁）的連接構(gòu)造如圖4.42所示。

縱向女兒墻與屋面板之間的連接采用鋼筋拉結(jié)措施，即在屋面板橫向縫內(nèi)放置一根Φ12鋼筋與屋面板縱縫內(nèi)及縱向外墻中各放置一根Φ12、長度1000mm的鋼筋連接，形成工字形的鋼筋，然后在縫內(nèi)用C20細(xì)石混凝土搗實(shí)，如圖4.43所示。山墻與屋面板構(gòu)造如圖4.44所示四、單層工業(yè)廠房的外墻、地面、天窗及屋面（一）外墻46圖4.40墻、柱平面位置關(guān)系47圖4.41墻與柱的連接48圖4.42墻與屋架的連接49圖4.43縱向女兒墻與屋面板的連接50圖4.44山墻與屋面板的連接51廠房地面一般也是由面層、墊層、基層（地基）組成。當(dāng)只設(shè)這些構(gòu)造層還不能滿足生產(chǎn)與使用要求時(shí)，還要增設(shè)找平層、結(jié)合層、隔離層、保溫層、隔聲層、防潮層等其他構(gòu)造層次。（二）廠房地面的構(gòu)造52（三）單層工業(yè)廠房的門窗及天窗構(gòu)造側(cè)窗的位置不同，室內(nèi)的采光效果也不同。窗臺(tái)的高度從通風(fēng)、采光要求講，一般以低些為好。在有吊車梁的廠房中，因吊車梁會(huì)遮擋部分光線，在該段范圍內(nèi)通常不設(shè)側(cè)窗，如圖4.57所示。1.單層工業(yè)廠房側(cè)窗（1）側(cè)窗的位置53圖4.57有吊車梁時(shí)的側(cè)窗布置54單層廠房側(cè)窗的布置形式有兩種，一種是被窗間墻隔開的單獨(dú)的窗口形式，另一種是廠房整個(gè)墻面或墻面大部分做成大片玻璃墻面或帶狀玻璃窗。側(cè)窗洞口尺寸寬度在900～6000mm之間。其中，2400mm以內(nèi)，以3M為整倍數(shù)；2400mm以上，以6M為整倍數(shù)。（2）側(cè)窗布置形式及洞口尺寸55單層廠房的分類及其構(gòu)造與民用建筑相同，但廠房側(cè)窗一般將懸窗、平開窗或固定窗等組合在一起。廠房側(cè)窗高度和寬度較大，窗的開關(guān)常借助于開關(guān)器。開關(guān)器分手動(dòng)和電動(dòng)兩種。圖4.58為中懸窗的手動(dòng)開關(guān)器。（3）側(cè)窗的構(gòu)造56圖4.58側(cè)窗開關(guān)器(a)蝸輪蝸桿手搖開關(guān)器；(b)撐臂式簡易開關(guān)器57單層工業(yè)廠房的大門主要用于生產(chǎn)運(yùn)輸和人流通行。因此，大門的尺寸應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸工具的類型、運(yùn)輸貨物的外形尺寸及通行高度等因素確定，一般大門的尺寸比裝滿貨物時(shí)車輛寬出600～1000mm，高出400～600mm。單層工業(yè)廠房的大門類型及其構(gòu)造方式與民用建筑基本相同。廠房大門的門框有鋼筋混凝土和磚砌兩種。2.大門58矩形天窗沿廠房縱向布置，為簡