单层重型厂房结构认识

单层重重型厂厂房结结构认认识建筑工工程学学院刘刘庆庆内容提提要学习重重点：：主要内内容：1、单层层厂房房钢结结构的的组成成；2、单层层厂房房钢结结构各各部分分的构构成与与作用用；3、钢结结构的的连接接。1、单层层厂房房的结结构组组成;2、单层层工业业厂房房的结结构体体系布布置.1单层厂厂房结结构的的组成成与布布置请分析析右图图所示示单层层厂房房结构构的组组成。。2014.9单层厂厂房结结构的的组成成厂房结构是是由框架、屋盖、柱、吊车梁、墙架、支撑及基础等构件组合合而成的空空间刚性骨骨架。吊车梁结构构体系框架体系屋盖体系墙架体系支撑体系横向平面框框架纵向平面框框架由框架柱和横梁/钢屋架构成承受全部竖向荷载和横向水平荷荷载由框架柱、柱间支撑、吊车梁等构成承受全部纵向水平荷荷载由横梁/钢屋架、屋盖支撑、天窗架、天窗支撑、托架和檩条等构成承受屋盖竖向荷荷载由吊车梁和制动系统构成承受吊车竖向荷荷载和吊车水平荷荷载由屋盖支撑、柱间支撑和天窗支撑等构成保证结构空间刚度和稳定性由墙架/抗风柱等构成承受山墙墙体重重量和墙面风荷载载单层厂房钢钢结构用钢钢量厂房类型（（吊车起重量量/轨顶标高）轻型35~80kg/m2中型70~200kg/m2重型170~400kg/m2主要构件用用钢量百分分比框架柱15%~35%钢屋架20%~60%吊车梁10%~40%结构形式与与布置柱网布置变形缝布置置屋盖结构布置支撑布置墙架布置吊车梁系统统布置单层厂房结结构的布置置结构布置的规划划要求设计标准化化生产工厂化化施工机械化化横向框架和和纵向框架架的柱形成成柱网柱网布置工艺要求地上设备/地下设备/功能变动结构要求所有柱列采采用相等柱柱间距/设置托架(标准化)经济要求纵向柱距6m/方案比选考虑因素单层厂房结结构的布置置2011.9变形缝布置单层厂房结结构的布置置变形缝包括括伸缩缝（（温度缝））、防震缝缝和沉降缝缝结构温度变形温度变形受受到约束产产生温度应力设置温度缝缝（横向/纵向）释放温度变变形减小温度应应力1.结构体系及及结构布置置变形缝布置温度缝设置置

结构情况纵向温度区段横向温度区段柱顶为刚接柱顶为铰接采暖房屋和非采暖地区的房屋热车间和采暖地区的非采暖房屋露天结构

220m120m150m180m100m125m120m----温度区段长长度限值表表单层厂房结结构的布置置横向温度缝缝在温度缝两两侧设置两两榀横向框框架轴线定位纵向温度缝缝板铰支座/活动支座变形缝布置温度缝做法法单层厂房结结构的布置置地震区的伸缩缝尚应符合防震缝的要求。当厂房的平平、立面布布置复杂时需设防震震缝。由高度或刚度相差很大的的部分组成成时需设防防震缝。变形缝布置防震缝的布布置单层厂房结结构的布置置防震缝的做做法做法与伸缩缩缝相似地面以上两两侧构件应应完全分开防震缝的宽宽度防震缝宽度度由厂房和地震烈度等情况确定定一般单层厂厂房：50~90mm；纵横跨交接接处：100~150mm当厂房相邻邻部分的高度、荷载载、吊车起起重量或基基础体系相差很大，，或地基条件有严重差异异等情况，，以防止结结构或屋面面、墙面等等在过大的的基础不均均匀沉降下下发生裂缝缝或破坏。。变形缝布置沉降缝的布布置单层厂房结结构的布置置沉降缝的做做法一般是把两两侧的结构包括基基础全部分开，，使各自可可以独立地自由沉降降。沉降缝缝的做法也也应符合伸伸缩缝和防防震缝的要要求，兼起这两种缝缝的作用。。单层厂房结结构的布置置普通钢屋架架为平面桁桁架，适用用跨度18~36m构件一般为为双角钢组组成的T形截面，采采用节点板板连接优点：取材材容易/构造简单/制造安装方方便/刚度好…缺点：型钢钢板件较厚厚，屋架用用钢量较大大普通钢屋架架·屋架外形形应与屋面材料的排水要求求相适应。。屋架结构形式1）满足使用用要求单层厂房结结构的布置置确定屋架形形式的原则则·屋架外形形应尽量和和弯矩图接近，使上上下弦杆内内力沿跨跨度方向分分布较均匀匀，腹杆受受力较小；；·腹杆的布布置宜使短杆受压，，长杆受拉拉；·荷载布布置在节点点上，减少少弦杆局部受弯。2）满足经济济要求3）满足制造造、安装、、运输要求求·屋架构造造简单，杆杆件夹角30°～60°；·杆件与节节点数量少；·分段制造造，便于运输与安装装；梯形屋架普通钢屋架架的形式屋架外形平行弦屋架架三角形屋架架其他…曲拱形屋架架腹杆受力小/排水坡度大大弦杆内力不不均匀/与柱铰接，，刚度差中小跨度、、轻型屋面面腹杆等长/杆件类型少/节点构造相同/标准化/工业化排水困难/桁架高度未未随弯矩变变化/弦杆内力不不均匀受力性能好制作加工不不方便/可改进为折折线形单层厂房结结构的布置置平行弦屋架架：单斜式/菱形/K形/十字交叉形形三角形屋架架：芬克式/单斜式梯形屋架：：人字式/再分式曲拱形屋架架：新月式普通钢屋架架的形式腹杆布置单层厂房结结构的布置置根据工艺/使用要求确确定考虑屋面板板宽度模数数常用跨度：：12m/15m/18m/21m/24m/27m/30m/36m普通钢屋架架主要尺寸寸屋架跨度屋架高度根据经济/刚度/建筑/屋面坡度/运输条件等等条件确定定三角形屋架架：（1/6~1/4）L梯形屋架：：跨中（（1/10~1/6）L；端部1.6~2.2m（铰接）/1.8~2.4m（刚接）运输高度：：3.85m节间尺寸上弦节间尺尺寸根据屋屋面做法确确定无檩体系：：大型屋面面板1.5~1.8m有檩体系：：檩条间距0.8~3.0m屋面荷载尽尽量直接作作用在上弦弦节点上在屋架上直直接铺放屋面板板——钢筋混凝土土屋面板、、钢筋加气气混凝土等等；屋架间距=屋面板跨度度（6m/12m）横向刚度大大/整体性好/构造简单/耐久性好/构件种类少少/工期短屋面自重大大，结构用用钢量大，，抗震不利利屋盖结构形形式无檩体系单层厂房结结构的布置置有檩体系屋架上设置置檩条，檩条上铺铺设轻型屋面材材料屋架间距=檩条跨度檩条间距=屋面板跨度度结构用钢量量省/运输安装方方便屋盖体系构构件较多/构造复杂/刚度较差应综合考虑虑生产工艺艺/建筑造型/材料供应/施工能力/生产维修等等屋架间距根根据屋面材材料确定，，屋架结构形形式应尽量量统一，可设托架架/中间屋架屋架/托架应采用用桁架式，，檩条一般般为实腹式式屋盖应设置置支撑，保保证结构刚刚度和稳定定性考虑施工要要求，方便便施工，缩缩短工期屋盖结构在在运输/安装中采取取临时加固固措施屋盖结构形形式屋盖结构选选型与布置置单层厂房结结构的布置置屋盖支撑和和柱间支撑撑等构成支支撑体系支撑体系支撑的作用用增大结构纵向刚度，承担纵向向水平荷载载增大结构横向刚度，协调横向向框架受力力减小屋架弦弦杆/框架柱的平面外计算算长度维持托架及及中间屋架架的稳定性保证安装过过程中结构构稳定性，防止倾倒倒增大结构的的抗扭刚度单层厂房结结构的布置置平面屋架+檩条+屋面板+屋盖支撑构成具有空空间刚度的的稳定结构构体系；两端相邻两两榀屋架间间设置支撑撑，其余屋屋架通过系系杆或檩条条与之相连连，纵向长长度较大时时，中间应应加设支撑撑。支撑体系屋盖支撑单层厂房结结构的布置置屋盖支撑的布置原则则厂房两端设置上、下下弦横向支支撑和竖向向支撑屋架两边布置下弦纵纵向支撑，，形成封闭闭体系横向及竖向向支撑间距距不应超过过60m竖向支撑一一般布置在在屋架跨中和端竖杆平面支撑体系单层厂房结结构的布置置屋盖支撑的种类上弦横向支支撑下弦横向支撑撑下弦纵向支撑竖向支撑系杆可在房屋的的两端或横向温度度伸缩缝间间区段两端端的第一个柱间；也可布置在在第二柱间间，但第一一柱间必须用刚性系杆杆与端屋架架上弦牢固固连接两道横向水平支支撑的距离离不宜大于于60m，故当房屋屋较长（＞＞60m）时，尚应应在中间柱柱间设横向向水平支撑撑。一般和上弦弦横向水平平支撑布置置在同一开间。一般情况下下，应设置置下弦横向向水平支撑撑。但当房屋跨跨度≤18m且未设悬挂起重运运输设备和和吊车，或或者虽有吊吊车但吨位位不大，也也没有较大大振动设备备，可不设置。设置条件①当房屋内设有较大吨位的的重级、中中级工作制制桥式吊车车、壁行式式吊车或有有锻锤等较较大振动设设备时。②房屋较高，跨度较大、空间刚度度要求较高时。③有托架处的房屋，，为了保证证托架的侧侧向稳定，，在有托架架处也应设设置纵向水水平支撑。。设置位置沿纵向柱列列在屋架下下弦端节间间内设置：：①单跨厂房一般沿沿两纵向柱柱列设置②多跨厂房则根据据具体情况况沿全部或或部分纵向向柱列设置置。所有屋架均均应设置竖竖向支撑梯形屋架①当跨度≤≤30m时，一般只只需在屋架架两端及跨跨中竖杆平平面内布置置三道竖向向支撑；②当屋架跨跨度＞30m时，应在两两端和在跨跨度L/3处或天窗架架处各布置置一道竖向支撑撑；三角形屋架架①当跨度≤18m时，仅在跨跨中设置一道竖向支撑撑；②多当跨度度＞18m时可根据具具体情况设设置两道。天窗架竖向向支撑当一般在天天窗架的两侧布置，当天天窗的宽度度大于12m时，还应在在天窗中央设置一道。。系杆分为刚性系杆和柔性系杆设置原则①当在上弦弦横向水平平支撑或竖竖向支撑的的节点处，，应沿房屋屋纵向通长长设置柔性性系杆；②当在有天天窗时，应应沿屋脊设设置刚性系系杆③上弦横向向水平支撑撑布置在第第二柱间时时，第一柱柱间必须布布置刚性系系杆；④在屋架下下弦中部，，一般设一一道或两道道柔性系杆杆；⑤支承节点点处应设置置刚性系杆杆。特殊情况屋架上弦平平面内，大大型屋面板板可起系杆杆作用，所所以一般只只在屋脊及及两端设系系杆，当采采用檩条时时，连接可可靠的檩条条可代替系系杆。无天窗时屋屋盖支撑布布置有天窗时支支撑的布置置图2.8托架处纵向向支撑布置置竖向支撑布布置厂房较高时时可分别设设置上柱支撑/下柱支撑温度区段不不很长时，，设置在温温度区段中中部温度区段较较长时，在在温度区段段中部L/3范围内设置置两道柱间间支撑温度区段两两端设置上上柱支撑传传递山墙风风荷1.结构体系及及结构布置置支撑体系柱间间支支撑撑布布置置单层层厂厂房房结结构构的的布布置置柱间间支支撑撑的的布布置置间间距距及及位位置置柱间间支撑撑柱间间支支撑撑的的布布置置柱间间支支撑撑的的形形式式支撑撑体体系系单层层厂厂房房结结构构的的布布置置柱间间支支撑撑分分为为上柱柱支支撑撑和下柱柱支支撑撑设置置原原则则①下柱柱支支撑撑应应布布置置在在温度度区区段段中中部部，但但在在短短而而高高的的厂厂房房中中，，温温度度应应力力不不大大，，下下柱柱支支撑撑布布置置在在厂厂房房的的两端端，可可以以提提高高厂厂房房的的纵纵向向刚刚度度；；温度度区区段段不不大大于于120m时，，可可以以在在温温度度区区段段的的中中央央设设置置一一道道柱柱间间支支撑撑。。温温度度区区段段大大于于120m时，，应应在在温温度度区区段段中中间间L/3范围围布布置置两两道道下下层层支支撑撑，，但但是是两两道道下下层层支支撑撑之之间间的的距距离离又又不不宜宜大大于于60m。②上上柱柱支支撑撑应应布布置置在在温温度度区区段段的的两端端以及及有下柱柱支支撑撑的的柱柱间间。。这这样样，，便便于于传传递递从从屋屋架架横横向向支支撑撑传传来来的的纵纵向向力力。。上柱柱支支撑撑在温温度度区区段段两两端端用用单斜斜杆杆外，，其其余余上上柱柱支支撑撑用用交叉叉腹腹杆杆或其其他他形形式式。。下柱柱支支撑撑下柱柱支支撑撑用用交叉叉腹腹杆杆最为为经经济济，，刚刚度度也也大大。。在在某某些些车车间间中中，，当当采采用