单层厂房结构组成及布置PPT课件

1、刚架结构是指梁或屋架与柱刚性连接的结构，柱与基础通常为铰接。常用的刚架结构有钢筋混凝土门式刚架结构。第第2页页/共共56页页第1页/共56页一、单层厂房的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： 屋盖系统 梁柱系统 基础 支撑系统 维护系统第第3页页/共共56页页第2页/共56页屋盖系统屋盖系统由排架柱顶以上部分构件，包括屋面板、天沟板、屋架(或屋面大梁)组成。有时还设有天窗架和托架等。屋面板：承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用。1）屋面板第第4页页

2、/共共56页页第3页/共56页屋盖结构 无檩体系 由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑组成，有时还包括有天窗架和托架等构件 有檩体系 由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成第第5页页/共共56页页第4页/共56页屋架或屋面梁：与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，承受其自重和板传来的活载，并将其传给排架柱。2）屋架第第6页页/共共56页页第5页/共56页天沟板：屋面排水并承受屋面积水及天沟板上的构造层自重、施工荷载等，并将它们传给屋架。屋面排水分有组织排水和无组织排水，有组织排水一般是把雨水集到天沟内再由雨水管排下，集聚雨水的沟就被称为天沟。 3）天沟板第第7页页/共共56页页第6

3、页/共56页 天窗架：形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传来的荷载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋架。4）天窗架第第8页页/共共56页页第7页/共56页 托架：当柱间距大于屋架间距时用以支承屋架，并将屋架荷载传给柱子。5）托架第第9页页/共共56页页第8页/共56页梁柱系统梁柱系统由排架柱，抗风柱，吊车梁，基础梁，连系梁，等构成。排架柱：承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础。6）排架柱第第10页页/共共56页页第9页/共56页7）抗风柱抗风柱：承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结构和基础。第第11页页/共共56页页第10页/共56页抗风柱一般

4、与基础刚接，与屋架上弦铰接；当屋架设有下弦横向水平支撑时，也可与下弦铰接或同时与上、下弦铰接抗风柱与屋架上、下弦连接构造第第12页页/共共56页页第11页/共56页连系梁：连系纵向柱列，增强厂房的纵向刚度，并将风荷载传递给纵向柱列，同时还承受其上部墙体的重量。8）连系梁第第13页页/共共56页页第12页/共56页基础梁：承受围护墙体的重量，并将其传给基础。9）基础梁第第14页页/共共56页页第13页/共56页 吊车梁：承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架。10）吊车梁第第15页页/共共56页页第14页/共56页第第16页页/共共56页页第15页/共56页横向排架 结

5、 构 由横梁、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(水平风力，地震水平作用力)主要通过横向平面排架传至基础及地基。第第17页页/共共56页页第16页/共56页纵向排架 结 构 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性和刚度，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、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。第第18页页/共共56页页第17页/共56页 基础承受柱、基础梁传来的荷载，并将其传给地基。基础包括柱下独立基础和设备基础。柱下独立基础承受柱和基础梁传来的荷

6、载。设备基础承受设备传来的荷载。11）基础第第19页页/共共56页页第18页/共56页 支撑系统支撑系统包括屋盖支撑和柱间支撑。屋盖支撑又分上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑，纵向水平支撑，垂直支撑及系杆。屋盖支撑加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架结构。柱间支撑加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵向水平荷载至排架柱或基础。第第20页页/共共56页页第19页/共56页11）天窗架垂直支撑12）屋架下弦横向支撑13）屋架垂直支撑14）柱间支撑第第21页页/共共56页页第20页/共56页第第22页页/共共56页页第21页/共56页围护结构 位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙

7、）、抗风柱、连系梁、基础梁等构件。这些构件所承受的荷载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载。第第23页页/共共56页页第22页/共56页a. 竖向荷载传递第第24页页/共共56页页第23页/共56页 横向水平荷载传递横向水平荷载传递第第25页页/共共56页页第24页/共56页 纵向水平荷载传递纵向水平荷载传递 单层厂房中的横向排架是主要承重结构，而屋架、吊车梁、排架柱和基础是主要承重构件。第第26页页/共共56页页第25页/共56页二、单层厂房的结构布置1、 单层厂房柱网布置 厂房承重柱(或承重墙)的定位轴线，在平面上排列形成的网格，称为柱网。纵向定位轴线之间的距离称为跨度，横向定

8、位轴线之间的距离称为柱距。柱网布置就是确定跨度和柱距尺寸。也是确定屋面板，屋架，吊车梁等构件跨度的依据。第第27页页/共共56页页第26页/共56页厂房建筑统一化基本规则规定：厂房跨度L应满足： 当L18m 时，以3 m为模数，即9m、12m、15m、18 m。 当L18 m时，以6 m为模数，即24m、30m、36m。厂房柱距一般为6 m，当有特殊要求时，可局部抽柱，形成12 m柱距。 第第28页页/共共56页页第27页/共56页2、变形缝的设置厂房的变形缝包括：伸缩缝、沉降缝、防震缝。伸缩缝由于材料的热胀冷缩性质，致使厂房随温度变化而产生变形，且厂房平面尺寸越大，积累变形越大，从而产生的结

9、构应力也越大，有可能导致结构开裂或破坏。第第29页页/共共56页页第28页/共56页为避免这种不利影响，可将厂房划分开，用减小长度的方法来减小温度引起的变形及应力。在相邻段之间留有一定宽度的缝隙，供膨胀变形用，这个缝即称为伸缩缝。 混凝土结构设计规范规定：对于装配式钢筋混凝土排架结构，在室内或土中伸缩缝的最大间距为100 m，露天时，缝的最大间距为70 m。 第第30页页/共共56页页第29页/共56页 沉降缝沉降缝沉降缝：沉降缝：单层厂房结构对地基不均匀沉降有较好的单层厂房结构对地基不均匀沉降有较好的适应能力，故在一般的单层厂房中可不设沉降缝。适应能力，故在一般的单层厂房中可不设沉降缝。当厂

10、房当厂房相邻两部分高度相差大于相邻两部分高度相差大于10m，或吊车起重量，或吊车起重量相差悬殊，地基承载力或下卧层土质有较大差别等，相差悬殊，地基承载力或下卧层土质有较大差别等，应考虑设置沉降缝。应考虑设置沉降缝。沉降缝可兼起伸缩缝的作用沉降缝可兼起伸缩缝的作用第第31页页/共共56页页第30页/共56页 防震缝防震缝防震缝：防震缝：位于地震区的单层厂房，如因生产工艺或位于地震区的单层厂房，如因生产工艺或使用要求而使其平、立面布置复杂或结构相邻两部使用要求而使其平、立面布置复杂或结构相邻两部分的刚度和高度相差较大时，应设置防震缝将相邻分的刚度和高度相差较大时，应设置防震缝将相邻两部分分开，防震

11、缝的两侧应布置墙或者柱。两部分分开，防震缝的两侧应布置墙或者柱。第第32页页/共共56页页第31页/共56页图9.12柱的截面形式（a）矩形截面柱；(b) 工字形截面柱；(c) 双肢柱；排架结构的构件选型排架结构的构件选型适用条件适用条件第第33页页/共共56页页第32页/共56页图9.13柱下独立基础的形式（a）阶形基础；（b）锥形基础；（c）高杯口基础第第34页页/共共56页页第33页/共56页图9.14桩基础柱下条形基础柱下条形基础第第35页页/共共56页页第34页/共56页第第36页页/共共56页页第35页/共56页第第37页页/共共56页页第36页/共56页 3、 支撑的布置及作用支

12、撑的布置及作用 单层厂房支撑分屋盖支撑和柱间支撑两类。 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。第第38页页/共共56页页第37页/共56页a. 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。第第39页页/共共56页页第38页/共56页 上弦横向水平支撑布置第第40页页/共共56页页第39页/共56页 布置：当屋盖为有檩体系，或屋盖为无檩体系，但屋面板与屋

13、架的连接质量不能保证且抗风柱与屋架上弦连接，每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置； 当设有天窗，且天窗通过厂房端部的第二柱间或通过伸缩缝，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置，并在天窗范围内沿纵向设置13道通长的受压系杆，将天窗范围内各榀屋架与上弦横向水平支撑连系起来。第第41页页/共共56页页第40页/共56页b.下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。 下弦横向水平支撑布置第第42页页/共共56页页第41页/共56页b.下弦横向水平支撑布置：当屋架下弦设有悬挂吊车，或厂房内有较大振

14、动，或山墙风荷载通过抗风柱传至屋架下弦，应在每一伸缩缝区段两端的第一或第二柱间设置，宜与上弦横向水平支撑设置在同一柱间，以形成空间行架体系。 下弦横向水平支撑布置第第43页页/共共56页页第42页/共56页c.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 。作用：加强屋盖结构的横向水平刚度；保证横向水平荷载的纵向分布，加强厂房的空间工作；保证托架上弦的侧向稳定。 纵向水平支撑布置第第44页页/共共56页页第43页/共56页c.纵向水平支撑布置：当设有软钩桥式吊车且厂房高度大、吊车起重量较大，应在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或局部设置一道。当已设有下弦横向水平支撑时，为

15、保证厂房空间刚度，应尽可能与横向水平支撑连接，以形成封闭的水平支撑系统。纵向水平支撑布置第第45页页/共共56页页第44页/共56页d.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。作用：保证屋架受荷后在平面外的稳定；传递纵向水平力。第第46页页/共共56页页第45页/共56页d、垂直支撑 布置： 应与下弦横向水平支撑布置在同一柱间内。当厂房跨度小于18m且无天窗时，一般可不设垂直支撑和水平系杆；当厂房跨度1830m、屋架间距为6m、采用大型屋面板时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置一道垂直支撑；当屋架跨度大于30m时，应在每一伸缩缝区段端部的

16、第一或第二柱间，屋架跨度1/3左右的节点处设置两道垂直支撑。第第47页页/共共56页页第46页/共56页 垂直支撑和水平系杆布置图第第48页页/共共56页页第47页/共56页e、水平系杆构成：分为上弦水平系杆和下弦水平系杆 。作用：上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定；下弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时屋架下弦侧向颤动。布置：当屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于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。第第49页页/共共56页页第48页/共56页e、水平系杆刚性系杆（压杆）：凡设在屋架端部主要支承节点处和屋架上弦屋脊节点处的通长水平

17、系杆，均应采用刚性系杆；当屋架横向水平支撑设在伸缩缝区段两端的第二柱间内时，第一柱间内的水平系杆均应采用刚性系杆。 柔性系杆（拉杆）：其余均可采用柔性系杆。 第第50页页/共共56页页第49页/共56页 垂直支撑和水平系杆布置图第第51页页/共共56页页第50页/共56页柱间支撑布置柱间支撑布置 构成：由交叉钢杆件组成，交叉倾角宜取45，支撑钢构件的截面尺寸需经承载力和稳定计算确定 。柱间支撑是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件。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。柱间支撑作用示意图第第52页页/共共56页页第51页/共56页分类：对于有吊车的厂房，按其位置可分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。 上柱柱间支撑 ：位于牛腿上部，并在柱顶设置通长的刚性系杆；承受作用在山墙及天窗壁端的风荷载，并保证厂房上部的纵向刚度。 下柱柱间支撑 ：位于牛腿下部；承受上部支撑传来的内力、吊车纵向制动力和纵向水平地震作用等，并将其传至基础 。 形式：十字交叉形；当柱间要通行或放置设备，或柱距较大而不宜采用交叉支撑时，可采用门架式支撑。 门架式柱间支撑第第53页页/共共56页页第52页/共56页布置：当设有A6A8的吊车，或A1A5的吊车起重量10t时或厂房跨度18m，或柱高