第七节单层工业厂房

1、1第七节第七节 单层工业厂房单层工业厂房2 一、单层工业厂房的结构组成和类型一、单层工业厂房的结构组成和类型（一）（一） 单层工业厂房结构组成单层工业厂房结构组成31）屋面板2）天沟板3）天窗架4）屋架5）托架6 6）吊车梁）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）屋架下弦横向支撑14）屋架垂直支撑15）柱间支撑4横向排架结构横向排架结构 由由屋架或横梁、横向柱屋架或横梁、横向柱列及其基础列及其基础所组成的平所组成的平面骨架，是厂房的基本面骨架，是厂房的基本承重结构。厂房承受的承重结构。厂房承受的竖向荷载及横向水平荷竖向荷载及横向水平荷载主要通过横向

2、平面排载主要通过横向平面排架传至基础及地基。架传至基础及地基。5纵向排架纵向排架 结结 构构 由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑和基础等构件由连系梁、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。组成的纵向平面骨架。作用作用是保证厂房结构的纵向稳定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、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传来的纵向风荷载等6围护结构围护结构 位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙）、抗风位于厂房的四周，包

3、括纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、连系梁、基础梁等构件。这些构件所承受的荷柱、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载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载风荷载支支 撑撑 包括屋盖支撑和柱间支撑。作用有包括屋盖支撑和柱间支撑。作用有3个方面：加强厂个方面：加强厂房空间刚度；保证结构在安装和使用阶段的稳定，房空间刚度；保证结构在安装和使用阶段的稳定，传递水平荷载传递水平荷载7横向平面排架上的水平荷载：横向平面排架上的水平荷载：主要荷载及传递主要荷载及传递8二、单层厂房特点、结构类型二、单层厂房特点、结构类型较大的跨度和净空、荷载大、内力大、截

4、面尺寸大较大的跨度和净空、荷载大、内力大、截面尺寸大, 能完成能完成 垂直运输和水平运输垂直运输和水平运输动力作用动力作用屋架（屋面梁）规格变化不大，主要是柱型式变化屋架（屋面梁）规格变化不大，主要是柱型式变化, 柱是主柱是主 要受力构件要受力构件生产工厂化、施工机械化生产工厂化、施工机械化1.1.特点特点92.2.结构型式结构型式1.按结构材料按结构材料混合结构（混合结构（钢结构钢结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构m15, t10lQ）m36, t250lQ）（钢钢混凝土混合结构混凝土混合结构混合结构混合结构是由墙或带壁柱墙承重，屋架用钢筋混凝土、钢木结构或轻钢结构，适用于吊车起重量小于10t

5、，跨度15m以内的小型厂房。大中型厂房多采用钢筋混凝土结构。10按结构形式按结构形式排架结构（等高、不等高、锯齿形）排架结构（等高、不等高、锯齿形）刚架结构（两铰门架、三铰门架）刚架结构（两铰门架、三铰门架）排架结构：由屋架或屋面梁、柱、基础组成；排架结构：由屋架或屋面梁、柱、基础组成；柱与屋架铰接，柱与屋架铰接，与基础刚接与基础刚接。排架结构能承受较大的水平荷载，适用做带吊车。排架结构能承受较大的水平荷载，适用做带吊车的厂房。的厂房。刚架结构：由屋架或屋面梁、柱、基础组成；刚架结构：由屋架或屋面梁、柱、基础组成；柱与横梁刚接，柱与横梁刚接，与基础铰接。与基础铰接。刚架柱及横梁的截面高度随内力

6、而做成变高，以刚架柱及横梁的截面高度随内力而做成变高，以节约材料。钢结构的刚架结构应用广泛。节约材料。钢结构的刚架结构应用广泛。铰接铰接刚接刚接11等高排架等高排架不等高排架不等高排架锯齿型排架锯齿型排架锯齿形厂房中的长车，如细纱机和拈线机等，应垂直于天窗排列，保证工锯齿形厂房中的长车，如细纱机和拈线机等，应垂直于天窗排列，保证工作面采光均匀作面采光均匀 12（一）柱网尺寸（一）柱网尺寸二、单层工业厂房定位轴线二、单层工业厂房定位轴线 在厂房中，为支承屋盖和吊车需设柱子，一般在纵横向定位轴线相交处设柱子。厂房柱子纵横向定位轴线在平面上形成有规律的网格称为柱网。13 单层厂房中柱子纵向定位轴线间

7、的距离称为跨度。 我国现行标准厂房建筑模数协调标准（GBJ686）规定，跨度在18m以下时，应采用扩大模数30M数列，即9、12、15、18m；在18m以上时应采用扩大模数60M数列，即24、30、36m等。1.跨度跨度14 单层厂房中横向定位轴线的距离称为柱距。 我国现行标准厂房建筑模数协调标准（GBJ686）规定，柱距应采用扩大模数60M数列，常用6m柱距，有时也采用12m柱距。 单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列，即4.5、6和7.5m。2.柱距柱距15 厂房的定位轴线分横向和纵向两种。与横向排架平面平行的称为横向定位轴线，与横向排架平面垂直的称为纵向定位轴线。（二）（二

8、） 定位轴的定位方法定位轴的定位方法 16D柱距柱距6 6米、无吊车或米、无吊车或边柱外缘和墙内缘与轴线重合，边柱外缘和墙内缘与轴线重合，称封闭结合。称封闭结合。30tQ 柱距柱距6 6米、米、边柱外缘和墙内缘与轴线之间加边柱外缘和墙内缘与轴线之间加联系尺寸联系尺寸D=125D=125，称非封闭结合。，称非封闭结合。3050tQt柱距柱距1212米、或米、或联系尺寸联系尺寸D=250D=250、500500。tQ501、纵向定位轴线、纵向定位轴线墙、边柱与墙、边柱与纵向定位轴线纵向定位轴线的关系：的关系：（1）17等高跨等高跨 上柱中心线与纵向轴线重合上柱中心线与纵向轴线重合h/2h/2单柱单

9、柱高低跨高低跨双柱双柱tQ20高跨高跨tQ32高跨高跨A=DA=DtQ20高跨高跨A=B+CA=B+CtQ32高跨高跨A=B+C+DA=B+C+DA=DCBA=B+CCBA=B+C+DD中柱与中柱与纵向定位轴线纵向定位轴线的关系：的关系：（2）18 （1）中间柱与横向定位轴线的定位 除山墙端部柱和横向变形缝两侧柱以外，厂房纵向柱列（包括中柱和边柱）中的中间柱的中心线应与横向定位轴线相重合，且横向定位轴线通过屋架中心线和屋面板、吊车梁等构件的横向接缝。2. 横向定位轴线横向定位轴线19中间柱与横向定位轴线的定位 20 （2）山墙处柱与横向定位轴线的定位 山墙为非承重墙时，墙内缘应与横向定位轴线相

10、重合，且端部柱及端部屋架的中心线应自横向定位轴线向内移600mm，如图4.4所示。 山墙为承重墙时，墙内缘与横向定位轴线间的距离应按砌体的块材类别分别为半块或半块的倍数或墙厚的一半，如图4.5所示。21图4.4 非承重山墙与横向定位轴线的定位 22图4.5 承重山墙与横向定位轴线的定位 23 （3）横向变形缝处柱与横向定位轴线的定位 在横向伸缩缝或防震缝处，采用双柱及两条定位轴线。柱的中心线均应自定位轴线向两侧各移600mm，如图4.6所示，两条横向定位轴线分别通过两侧屋面板、吊车梁等纵向构件的标志尺寸端部，两轴线间所需缝的宽度应符合有关国家标准规定。 24图4.6 伸缩缝、防震缝处柱与横向定

11、位轴线的定位 25屋盖结构屋盖结构 由大型屋面板、屋架或屋面梁由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑组成，有时还包括及屋盖支撑组成，有时还包括有天窗架和托架等构件有天窗架和托架等构件 有檩体系有檩体系 无檩体系无檩体系 由小型屋面板、檩条、屋架及由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成屋盖支撑所组成三、单层厂房结构构件三、单层厂房结构构件(一）屋盖结构261 1、屋盖的承重构件、屋盖的承重构件混凝土屋架混凝土屋架钢筋混凝土三角形屋架钢筋混凝土三角形屋架钢筋混凝土折线形屋架钢筋混凝土折线形屋架预应力混凝土折线形屋架预应力混凝土折线形屋架预应力混凝土梯形屋架预应力混凝土梯形屋架预应力混凝土直腹杆屋架

12、预应力混凝土直腹杆屋架钢屋架钢屋架组合屋架组合屋架三角形钢屋架三角形钢屋架梯形钢屋架梯形钢屋架矩形钢屋架矩形钢屋架曲拱钢屋架曲拱钢屋架屋架屋架、屋面梁、屋架与柱的连接、屋架托架屋架、屋面梁、屋架与柱的连接、屋架托架27常见的钢筋混凝土屋架形式 (a)三角形；(b)组合式三角形；(c)预应力三角拱；(d)拱形；(e)预应力梯形；(f)折线形 28屋架与柱的连接 (a)焊接方式；(b)螺栓连接方式 29预应力钢筋混凝土托架（G433） (a)托架；（b）托架布置 30 （1）屋面板 在无檩体系中大型屋面板的常用标志尺寸为1.5m6m，为配合屋架尺寸和檐口做法还有嵌板、檐口板等。 （2）檩条与小型屋

13、面板或槽瓦 在有檩体系屋面中，檩条支承槽瓦或小型屋面板，并将屋面荷载传给屋架。檩条与屋架上弦焊接。2 2、屋盖的覆盖构件、屋盖的覆盖构件 屋面板屋面板31预应力钢筋混凝土屋面板、檐口板、嵌板 (a)屋面板；(b)檐口板；(c) 嵌板 32 （1）柱的类型 柱按材料分有钢筋混凝土柱和钢柱两种。钢筋混凝土柱又可分为单肢柱和双肢柱两大类。单肢柱截面形式有矩形、工字形及单管圆形。双肢柱截面形式有双肢矩形或双肢圆形管柱，用腹杆（平腹杆或斜腹杆）连接而成。1.柱柱（二）柱、基础及基础梁（二）柱、基础及基础梁33图4.23 钢筋混凝土柱类型 (a)矩形柱；(b)工字形柱；(c)预制空腹板工字形柱；(d)单肢

14、管柱；(e)双肢柱；(f)平腹杆双肢柱；(g)斜腹杆双肢柱；(h)双肢管柱 34 （2）柱的构造 柱的尺寸应经济合理，同时要满足构造要求。柱的构造尺寸和外形要求 厂房结构中的屋架、托架、吊车梁和连系梁等构件，常由设在柱上的牛腿支承。其截面尺寸必须满足抗裂和构造要求。牛腿的构造要求。 抗风柱与屋架的连接采用竖向可以移动、水平方向又具有一定刚度的弹簧板连接。35柱的外形及尺寸(a)工字形；(b)双肢柱 36牛腿的构造要求 37 承受山墙风荷载承受山墙风荷载与基础刚接，与屋架与基础刚接，与屋架上弦铰接；也可与下弦上弦铰接；也可与下弦铰接或同时与上、下弦铰接或同时与上、下弦铰接。铰接。抗风柱与屋架之间

15、一抗风柱与屋架之间一般采用竖向可以移动、般采用竖向可以移动、水平方向又有较大刚度水平方向又有较大刚度的的弹簧板弹簧板连接；如厂房连接；如厂房沉降量较大时，宜采用沉降量较大时，宜采用槽形孔螺栓槽形孔螺栓连接。连接。抗风柱抗风柱38独立基础形式：独立基础形式：平板式基础（杯形基础）平板式基础（杯形基础）(a)(a)、(b)(b)、(c)(c)板肋式基础（杯口、肋板肋式基础（杯口、肋板预制）板预制）(d)(d)壳体基础壳体基础(e)(e)倒圆台板式基础倒圆台板式基础(f)(f)桩基桩基2.2.基础基础a)b)杯口杯底预制柱c)底板肋d)e)f) 单层厂房的基础采用什么类型的基础，主要取决于上部结构荷

16、载的大小和性质以及工程地质条件等。一般情况下采用独立的杯形基础。在基础的底部铺设混凝土垫层，厚度为100mm。39 圈梁圈梁是设置于墙体内并与柱子连接的现浇钢筋混凝土构件，其是设置于墙体内并与柱子连接的现浇钢筋混凝土构件，其作用作用是将是将墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度，防止由于地基墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。 连系梁连系梁除承受墙体荷载外，还具有连系纵向柱列、增强厂房的纵向刚度、除承受墙体荷载外，还具有连系纵向柱列、增强厂房的纵向刚度、传

17、递纵向水平荷载的作用。传递纵向水平荷载的作用。 墙体有门窗洞口时，需设置钢筋混凝土墙体有门窗洞口时，需设置钢筋混凝土过梁过梁，支承洞口上部墙体重量。，支承洞口上部墙体重量。 在进行围护结构布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起来，在进行围护结构布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起来，使一种梁能兼作两种或三种梁的作用使一种梁能兼作两种或三种梁的作用，以简化构造，节约材料，方便施工。，以简化构造，节约材料，方便施工。 在单层厂房中，一般采用在单层厂房中，一般采用基础梁基础梁来承托围护墙体的重量，并将其传至柱基来承托围护墙体的重量，并将其传至柱基础顶面，而不另做墙基础，以使墙体和柱的沉

18、降变形一致。础顶面，而不另做墙基础，以使墙体和柱的沉降变形一致。（三）（三） 吊车梁、连系梁、基础梁及圈梁吊车梁、连系梁、基础梁及圈梁40411）上弦横向水平支撑）上弦横向水平支撑（1）屋盖支撑）屋盖支撑（四）支撑布置（四）支撑布置42屋盖支撑屋盖支撑432）下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑构成构成：沿厂房跨度方向在屋架下弦杆沿厂房跨度方向在屋架下弦杆构成的水平桁架构成的水平桁架 。作用作用：将山墙风荷载及纵向水平荷载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传至纵向柱列；防止屋架下弦侧向振动。动。 布置布置：当：当屋架下弦设有悬挂吊车（厂屋架下弦设有悬挂吊车（厂房内振动较大）

19、，应在每一伸缩缝区房内振动较大），应在每一伸缩缝区段两端的第一或第二柱间设置。段两端的第一或第二柱间设置。44 3）纵向水平支撑纵向水平支撑构成构成：由交叉角由交叉角钢、直杆和屋架钢、直杆和屋架下弦第一节间组下弦第一节间组成的纵向水平桁成的纵向水平桁架架 。4）垂直支撑垂直支撑构成构成：由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，形式为十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字交叉形或W形形,见教材图见教材图2.61。45（2 2）柱间支撑）柱间支撑构成构成：由交叉钢杆件组成，由交叉钢杆件组成，交叉倾角交叉倾角35355555, ,支撑钢构支撑钢构件的截面尺寸需经承载力和件的截面尺

20、寸需经承载力和稳定计算确定。稳定计算确定。 柱间支撑柱间支撑是是纵向平面排架中主要的抗侧力构件。纵向平面排架中主要的抗侧力构件。作用作用：提高厂房的纵向刚提高厂房的纵向刚度和稳定性；将吊车纵向水度和稳定性；将吊车纵向水平制动力、山墙及天窗端壁平制动力、山墙及天窗端壁的风荷载、纵向水平地震作的风荷载、纵向水平地震作用等传至基础。用等传至基础。46 做法是沿柱子高度方向每隔500600mm预埋两根6钢筋，砌墙时把伸出的钢筋砌在墙缝里，如图4.41所示。墙与屋架（或屋面梁）的连接构造如图4.42所示。 纵向女儿墙与屋面板之间的连接采用钢筋拉结措施，即在屋面板横向缝内放置一根12钢筋与屋面板纵缝内及纵

21、向外墙中各放置一根12、长度1000mm的钢筋连接，形成工字形的钢筋，然后在缝内用C20细石混凝土捣实，如图4.43所示。山墙与屋面板构造如图4.44所示 四、单层工业厂房的外墙、地面、天窗及屋面四、单层工业厂房的外墙、地面、天窗及屋面（一）外墙（一）外墙47图4.40 墙、柱平面位置关系 48图4.41 墙与柱的连接 49图4.42 墙与屋架的连接 50图4.43 纵向女儿墙与屋面板的连接 51图4.44 山墙与屋面板的连接 52 厂房地面一般也是由面层、垫层、基层（地基）组成。当只设这些构造层还不能满足生产与使用要求时，还要增设找平层、结合层、隔离层、保温层、隔声层、防潮层等其他构造层次。（二）（二） 厂房地面的构造厂房地面的构造53（三）单层工业厂房的门窗及天窗构造（三）单层工业厂房的门窗及天窗构造 侧窗的位置不同，室内的采光效果也不同。 窗台的高度从通风、采光要求讲，一般以低些为好。 在有吊车梁的厂房中，因吊车梁会遮挡部分光线，在该段范围内通常不设侧窗，如图4.57所示。1. 单层工业厂房侧窗单层工业厂房侧窗（1） 侧窗的位置侧窗的位置54图4.57 有吊车梁时的侧窗布置 55 单层厂房侧窗的布置形式有两种，一种是被窗间墙隔开的单独的窗口形式，另一种是厂房整个墙面或墙面大部