單層廠房的結(jié)構(gòu)組成及布置

鋼筋混凝土構(gòu)造單層工業(yè)廠房簡介學(xué)習(xí)目的了解單層工業(yè)廠房構(gòu)造的組成及構(gòu)造布置的特點(diǎn)。了解牛腿構(gòu)造要求根據(jù)不同運(yùn)用要求，工業(yè)廠房可設(shè)計(jì)為單層廠房和多層廠房。按承重構(gòu)造資料的不同，工業(yè)廠房可分為鋼筋混凝土構(gòu)造廠房、鋼構(gòu)造廠房、混合構(gòu)造廠房。鋼筋混凝土構(gòu)造單層廠房按主要承重構(gòu)造方式分為排架構(gòu)造和剛架構(gòu)造，如圖9.1所示。排架構(gòu)造由屋架〔或屋面梁〕、柱、根底組成，其中柱與根底剛接，而屋架〔或屋面梁〕與柱鉸接。排架構(gòu)造按所用資料的不同分為鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架構(gòu)造、鋼筋混凝土排架構(gòu)造。

剛架構(gòu)造是指梁或屋架與柱剛性銜接的構(gòu)造，柱與根底通常為鉸接。常用的剛架構(gòu)造有鋼筋混凝土門式剛架構(gòu)造。單層廠房的構(gòu)造組成及布置一、單層廠房的構(gòu)造組成單層廠房構(gòu)造是由一些構(gòu)件組成的一個復(fù)雜的空間受力體系，可將構(gòu)造整體分為以下幾個子構(gòu)造體系：屋蓋系統(tǒng)梁柱系統(tǒng)根底支撐系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)①屋蓋系統(tǒng)屋蓋系統(tǒng)由排架柱頂以上部分構(gòu)件，包括屋面板、天溝板、屋架(或屋面大梁)組成。有時還設(shè)有天窗架和托架等。屋面板：接受屋面構(gòu)造層自重、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載以及施工荷載等，并將它們傳給屋架〔屋面梁〕，具有覆蓋、圍護(hù)和傳送荷載的作用。1〕屋面板屋蓋構(gòu)造無檁體系由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋蓋支撐組成，有時還包括有天窗架和托架等構(gòu)件——有檁體系——由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支撐所組成屋架或屋面梁：與柱構(gòu)成橫向排架構(gòu)造，接受屋蓋上的全部豎向荷載，接受其自重和板傳來的活載，并將其傳給排架柱。2〕屋架天溝板：屋面排水并接受屋面積水及天溝板上的構(gòu)造層自重、施工荷載等，并將它們傳給屋架。屋面排水分有組織排水和無組織排水，有組織排水普通是把雨水集到天溝內(nèi)再由雨水管排下，集聚雨水的溝就被稱為天溝。3〕天溝板天窗架：構(gòu)成天窗以便于采光和通風(fēng)，接受其上屋面板傳來的荷載及天窗上的風(fēng)荷載等，并將它們傳給屋架。4〕天窗架托架：當(dāng)柱間距大于屋架間距時用以支承屋架，并將屋架荷載傳給柱子。5〕托架②梁柱系統(tǒng)梁柱系統(tǒng)由排架柱，抗風(fēng)柱，吊車梁，根底梁，連系梁，等構(gòu)成。排架柱：接受屋蓋構(gòu)造、吊車梁、外墻、柱間支撐等傳來的豎向和程度荷載，并將它們傳給根底。6〕排架柱7〕抗風(fēng)柱抗風(fēng)柱：接受山墻傳來的風(fēng)荷載，并將它們傳給屋蓋構(gòu)造和根底。抗風(fēng)柱普通與根底剛接，與屋架上弦鉸接；當(dāng)屋架設(shè)有下弦橫向程度支撐時，也可與下弦鉸接或同時與上、下弦鉸接抗風(fēng)柱與屋架上、下弦銜接構(gòu)造連系梁：連系縱向柱列，加強(qiáng)廠房的縱向剛度，并將風(fēng)荷載傳送給縱向柱列，同時還接受其上部墻體的分量。8〕連系梁根底梁：接受圍護(hù)墻體的分量，并將其傳給根底。9〕根底梁吊車梁：接受吊車豎向和橫向或縱向程度荷載，并將它們分別傳給橫向或縱向排架。10〕吊車梁橫向排架結(jié)構(gòu)由橫梁、橫向柱列及其根底所組成的平面骨架，是廠房的根本承重構(gòu)造。廠房接受的豎向荷載及橫向程度荷載(程度風(fēng)力，地震程度作用力)主要經(jīng)過橫向平面排架傳至根底及地基?？v向排架結(jié)構(gòu)由連系梁、吊車梁、縱向柱列、柱間支撐和根底等構(gòu)件組成的縱向平面骨架。作用是保證廠房構(gòu)造的縱向穩(wěn)定性和剛度，接受吊車縱向程度荷載、縱向程度地震作用、溫度應(yīng)力以及作用在山墻及天窗架端壁并經(jīng)過屋蓋構(gòu)造傳來的縱向風(fēng)荷載等。③根底接受柱、根底梁傳來的荷載，并將其傳給地基。根底包括柱下獨(dú)立根底和設(shè)備根底。柱下獨(dú)立根底接受柱和根底梁傳來的荷載。設(shè)備根底接受設(shè)備傳來的荷載。11〕根底④支撐系統(tǒng)支撐系統(tǒng)包括屋蓋支撐和柱間支撐。屋蓋支撐又分上弦橫向程度支撐，下弦橫向程度支撐，縱向程度支撐，垂直支撐及系桿。屋蓋支撐加強(qiáng)屋蓋構(gòu)造空間剛度，保證屋架的穩(wěn)定，將風(fēng)荷載傳給排架構(gòu)造。柱間支撐加強(qiáng)廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性，接受并傳送縱向程度荷載至排架柱或根底。11〕天窗架垂直支撐12〕屋架下弦橫向支撐13〕屋架垂直支撐14〕柱間支撐圍護(hù)構(gòu)造——位于廠房的周圍，包括縱墻、橫墻〔山墻〕、抗風(fēng)柱、連系梁、根底梁等構(gòu)件。這些構(gòu)件所接受的荷載，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。豎向荷載傳送②橫向程度荷載傳送③縱向程度荷載傳送單層廠房中的橫向排架是主要承重構(gòu)造，而屋架、吊車梁、排架柱和根底是主要承重構(gòu)件。二、單層廠房的構(gòu)造布置1、單層廠房柱網(wǎng)布置廠房承重柱(或承重墻)的定位軸線，在平面上陳列構(gòu)成的網(wǎng)格，稱為柱網(wǎng)。縱向定位軸線之間的間隔稱為跨度，橫向定位軸線之間的間隔稱為柱距。柱網(wǎng)布置就是確定跨度和柱距尺寸。也是確定屋面板，屋架，吊車梁等構(gòu)件跨度的根據(jù)。<廠房建筑一致化根本規(guī)那么>規(guī)定：廠房跨度L應(yīng)滿足：當(dāng)L≤18m時，以3m為模數(shù)，即9m、12m、15m、18m。當(dāng)L＞18m時，以6m為模數(shù)，即24m、30m、36m。廠房柱距普通為6m，當(dāng)有特殊要求時，可部分抽柱，構(gòu)成12

m柱距。2、變形縫的設(shè)置廠房的變形縫包括：伸縮縫、沉降縫、防震縫。伸縮縫由于資料的熱脹冷縮性質(zhì)，致使廠房隨溫度變化而產(chǎn)生變形，且廠房平面尺寸越大，積累變形越大，從而產(chǎn)生的構(gòu)造應(yīng)力也越大，有能夠?qū)е聵?gòu)造開裂或破壞。為防止這種不利影響，可將廠房劃分開，用減小長度的方法來減小溫度引起的變形及應(yīng)力。在相鄰段之間留有一定寬度的縫隙，供膨脹變形用，這個縫即稱為伸縮縫。<混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范>規(guī)定：對于裝配式鋼筋混凝土排架構(gòu)造，在室內(nèi)或土中伸縮縫的最大間距為100m，露天時，縫的最大間距為70m。②沉降縫沉降縫：單層廠房構(gòu)造對地基不均勻沉降有較好的順應(yīng)才干，故在普通的單層廠房中可不設(shè)沉降縫。當(dāng)廠房相鄰兩部分高度相差大于10m，或吊車起分量相差懸殊，地基承載力或下臥層土質(zhì)有較大差別等，應(yīng)思索設(shè)置沉降縫。沉降縫可兼起伸縮縫的作用③防震縫防震縫：位于地震區(qū)的單層廠房，如因消費(fèi)工藝或運(yùn)用要求而使其平、立面布置復(fù)雜或構(gòu)造相鄰兩部分的剛度和高度相差較大時，應(yīng)設(shè)置防震縫將相鄰兩部分分開，防震縫的兩側(cè)應(yīng)布置墻或者柱。圖9.12柱的截面方式〔a〕矩形截面柱；(b)工字形截面柱；(c)雙肢柱；排架構(gòu)造的構(gòu)件選型適用條件圖9.13柱下獨(dú)立根底的方式〔a〕階形根底；〔b〕錐形根底；〔c〕高杯口根底圖9.14樁根底柱下條形根底

3、支撐的布置及作用單層廠房支撐分屋蓋支撐和柱間支撐兩類。屋蓋支撐包括：上弦橫向程度支撐、下弦橫向程度支撐、縱向程度支撐、垂直支撐、縱向程度系桿、天窗架支撐等。上弦橫向程度支撐構(gòu)成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架上弦桿構(gòu)成的程度桁架。作用：保證屋架上弦的側(cè)向穩(wěn)定性；加強(qiáng)屋蓋的整體剛度；作為山墻抗風(fēng)柱的頂端程度支座，接受由山墻傳來的風(fēng)荷載和其他縱向程度荷載，并傳至廠房縱向柱列。

上弦橫向程度支撐布置布置：當(dāng)屋蓋為有檁體系，或屋蓋為無檁體系，但屋面板與屋架的銜接質(zhì)量不能保證且抗風(fēng)柱與屋架上弦銜接，每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間布置；當(dāng)設(shè)有天窗，且天窗經(jīng)過廠房端部的第二柱間或經(jīng)過伸縮縫，應(yīng)在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置，并在天窗范圍內(nèi)沿縱向設(shè)置1～3道通長的受壓系桿，將天窗范圍內(nèi)各榀屋架與上弦橫向程度支撐連系起來。下弦橫向程度支撐構(gòu)成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦桿構(gòu)成的程度桁架。作用：將山墻風(fēng)荷載及縱向程度荷載傳至縱向柱列；防止屋架下弦側(cè)向振動。下弦橫向程度支撐布置下弦橫向程度支撐布置：當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車，或廠房內(nèi)有較大振動，或山墻風(fēng)荷載經(jīng)過抗風(fēng)柱傳至屋架下弦，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段兩端的第一或第二柱間設(shè)置，宜與上弦橫向程度支撐設(shè)置在同一柱間，以構(gòu)成空間行架體系。下弦橫向程度支撐布置縱向程度支撐構(gòu)成：由交叉角鋼、直桿和屋架下弦第一節(jié)間組成的縱向程度桁架。作用：加強(qiáng)屋蓋構(gòu)造的橫向程度剛度；保證橫向程度荷載的縱向分布，加強(qiáng)廠房的空間任務(wù)；保證托架上弦的側(cè)向穩(wěn)定。縱向程度支撐布置縱向程度支撐布置：當(dāng)設(shè)有軟鉤橋式吊車且廠房高度大、吊車起分量較大，應(yīng)在屋架下弦端節(jié)間沿廠房縱向通長或部分設(shè)置一道。當(dāng)已設(shè)有下弦橫向程度支撐時，為保證廠房空間剛度，應(yīng)盡能夠與橫向程度支撐銜接，以構(gòu)成封鎖的程度支撐系統(tǒng)?？v向程度支撐布置垂直支撐構(gòu)成：由角鋼桿件與屋架直腹桿組成的垂直桁架，方式為十字交叉形或W形。作用：保證屋架受荷后在平面外的穩(wěn)定；傳送縱向程度力。d、垂直支撐布置：應(yīng)與下弦橫向程度支撐布置在同一柱間內(nèi)。當(dāng)廠房跨度小于18m且無天窗時，普通可不設(shè)垂直支撐和程度系桿；當(dāng)廠房跨度18～30m、屋架間距為6m、采用大型屋面板時，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間，屋架跨中設(shè)置一道垂直支撐；當(dāng)屋架跨度大于30m時，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間，屋架跨度1/3左右的節(jié)點(diǎn)處設(shè)置兩道垂直支撐。垂直支撐和程度系桿布置圖e、程度系桿構(gòu)成：分為上弦程度系桿和下弦程度系桿。作用：上弦程度系桿是為保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定；下弦程度系桿是為防止在吊車或有其它程度振動時屋架下弦側(cè)向顫抖。布置：當(dāng)屋蓋設(shè)置垂直支撐時，未設(shè)置垂直支撐的屋架間，在相應(yīng)于垂直支撐平面內(nèi)的屋架上弦和下弦節(jié)點(diǎn)處，設(shè)置通長的程度系桿。e、程度系桿剛性系桿〔壓桿〕：凡設(shè)在屋架端部主要支承節(jié)點(diǎn)處和屋架上弦屋脊節(jié)點(diǎn)處的通長程度系桿，均應(yīng)采用剛性系桿；當(dāng)屋架橫向程度支撐設(shè)在伸縮縫區(qū)段兩端的第二柱間內(nèi)時，第一柱間內(nèi)的程度系桿均應(yīng)采用剛性系桿。柔性系桿〔拉桿〕：其他均可采用柔性系桿。垂直支撐和程度系桿布置圖柱間支撐布置構(gòu)成：由交叉鋼桿件組成，交叉傾角宜取45°，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最主要的抗側(cè)力構(gòu)件。作用：提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性；將吊車縱向程度制動力、山墻及天窗端壁的風(fēng)荷載、縱向程度地震作用等傳至根底。柱間支撐作用表示圖分類：對于有吊車的廠房，按其位置可分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐。上柱柱間支撐：位于牛腿上部，并在柱頂設(shè)置通長的剛性系桿；接受作用在山墻及天窗壁端的風(fēng)荷載，并保證廠房上部的縱向剛度。下柱柱間支撐：位于牛腿下部；接受上部支撐傳來的內(nèi)力、吊車縱向制動力和縱向程度地震作用等，并將其傳至根底。方式：十字交叉形；當(dāng)柱間要通行或放置設(shè)備，或柱距較大而不宜采用交叉支撐時，可采用門架式支撐。門架式柱間支撐布置：當(dāng)設(shè)有A6～A8的吊車，或A