建筑结构与力学一二

9钢筋混凝土结构单层厂房

本章主要介绍单层厂房的类型、结构组成、受力特点、支撑体系以及主要构件的类型。要求了解单层工业厂房的类型及其受力特点，单层工业厂房主要构件的类型及其特点，以及支撑的布置原则；掌握单层厂房结构的组成及其作用，支撑体系的种类及其作用，以及基本构件与柱连接方式。本章提要根据不同使用要求，工业厂房可设计为单层厂房和多层厂房。按承重结构材料的不同，工业厂房可分为钢筋混凝土结构厂房、钢结构厂房、混合结构厂房。钢筋混凝土结构单层厂房按主要承重结构形式分为排架结构和刚架结构，如图9.1所示。

排架结构由屋架（或屋面梁）、柱、基础组成，其中柱与基础刚接，而屋架（或屋面梁）与柱铰接。排架结构按所用材料的不同分为钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架结构、钢筋混凝土排架结构。

刚架结构是指梁或屋架与柱刚性连接的结构。常用的刚架结构有钢筋混凝土门式刚架结构和钢框架结构。图9.1钢筋混凝土单层厂房结构的基本类型本章内容9.1

单层厂房的结构组成及受力特点9.2

单层厂房的支撑体系9.3

主要构件的类型及与柱的连接9.1单层厂房的结构组成及受力特点

钢筋混凝土排架结构单层厂房通常由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊车梁、连系梁、柱和基础等构件组成，如图9.2所示。其中，横向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等构件组成横向承重体系，称为横向排架；纵向柱列、吊车梁、连系梁、柱间支撑、柱基等构件组成纵向承重体系，称为纵向排架。(1)屋盖结构

屋盖结构由以下构件组成：屋面板、天窗架、屋架（或屋面梁）、托架。屋盖结构分为有檩体系和无檩体系两种。大型屋面板直接支承（焊接）在屋架或屋面梁上称为无檩体系，而小型屋面板（瓦材）支承在檩条上，檩条又支承在屋架上，称为有檩体系。屋盖的主要作用是承受屋面荷载、雪荷载、积灰荷载、自重等荷载，并将这些荷载传给排架柱。(2)横向排架

横向排架是主要承重结构，主要承受竖向荷载（结构自重、屋面活荷载、竖向吊车荷载等）和横向水平力（风荷载、吊车横向制动力、地震作用），如图9.3。(3)纵向排架纵向排架一方面承受着纵向水平荷载（屋盖结构传来纵向风荷载、吊车纵向制动力、纵向水平地震力等），另一方面还起着保证结构纵向刚度和稳定的作用，如图9.4。(4)吊车梁主要承受吊车荷载（包括竖向荷载、横向和纵向水平荷载），并通过牛腿把它传给横向排架或纵向排架，同时起着连系纵向柱列的作用。(5)支撑包括柱间支撑和屋盖支撑，其主要作用是加强结构的空间刚度和稳定性，同时传递风荷载、吊车纵向水平荷载。(6)连系梁、基础梁和抗风柱连系梁和基础梁一方面承受外墙的荷载，另一方面也起着形成纵向排架的作用。设置在山墙的抗风柱主要作用是将山墙上的风荷载传递给屋盖和基础。(7)基础基础承受排架以及基础梁传来的荷载，并将这些荷载传给地基。单层厂房所受的荷载及其传递路线如图9.5。图9.2钢筋混凝土排架结构单层厂房图9.3单层厂房横向平面排架及其荷载示意图图9.4纵向平面排架结构示意图图9.5单层厂房的荷载传递路线9.2单层厂房的支撑体系在装配式单层厂房结构中，支撑不是主要承重构件，但却是联系各主要承重构件以构成整体厂房空间结构的重要组成部分，对厂房的刚度和稳定性起着很重要的作用。

支撑的作用是：使厂房形成空间骨架，保证厂房的空间刚度；保证结构构件的稳定；传递水平荷载。包括屋架上弦、下弦横向水平支撑，屋架纵向水平支撑，垂直支撑和水平系杆。(1)

屋架垂直支撑及水平系杆

屋架垂直支撑是指两个屋架之间沿纵向设置在竖向平面内的支撑，水平系杆是指两个屋架之间沿纵向设置的水平杆，如图9.6。

屋架垂直支撑和水平系杆的作用是保证屋架在安装和使用阶段的侧向稳定，增加厂房的整体刚度。9.2.1屋盖支撑垂直支撑的布置原则为：

①当屋架跨度小于18m，且无天窗时，可不设垂直支撑和水平系杆，有天窗时，可在屋架节点处设置一道水平系杆；当屋架跨度大于18m且不超过30m时，应在屋架跨中设置一道垂直支撑和水平系杆，垂直支撑布置在厂房端部以及伸缩缝的第一或第二柱间，如果不是三角形屋架而是梯形屋架，在支座处也应布置垂直支撑，如图9.6(a)。

②当屋架跨度大于30m，除按照18～30m跨度布置外，还应在屋架跨度1／3左右节点处设置两道垂直支撑和水平系杆，如图9.6(b)。水平系杆布置原则：当采用大型屋面板时，应在未设置支撑的屋架间相应于布置垂直支撑平面的屋架下弦和屋架上弦节点处设置通长的水平系杆。如果为有檩体系，上弦节点处的水平系杆可用檩条代替，仅在下弦设置，如图9.7。(3)屋架下奔弦横向窃水平支差撑屋架绑下弦六横向爸水平晓支撑的作用忧是：将作用掌在屋架逢下弦的米纵向水印平力传沈递给纵庭向排架登柱，保揪证屋架块下弦的期侧向稳意定。当屋架输下弦设扭有悬挂厘吊车或务山墙抗舞风柱与碗屋架下泛弦连接纺，或吊明车吨位听大、振速动荷载吧大时，妻均应设协置屋架撤下弦横枯向水平转支撑，如图9.古8。(4客)屋架纵件向水平穴支撑屋架纵惩向水平顿支撑常习设置在歼屋架下甩弦的端他部节间夕，并与刷下弦横捎向水平货支撑组弄成封闭姜的支撑壶体系（图9.8），披以利逗于增够强厂谦房的遭整体棕性。繁当厂机房设鸭有托犬架或50k谱N以上艳的壁每行吊握车，鞠或吊新车吨被位大春、振催动荷喂载大洁时，距均须劫设置肥屋架催间的曾纵向鲁水平附支撑衡。当屋盖用结构中孟设有托软架，且出没有保汤证托架果上弦稳醋定的特附殊结构当措施时厉，应沿确托架的略一侧设耕置下弦笨纵向水衡平支撑巴，如图9.索9。(5插)天窗怨架支避撑天窗绕架支移撑的作用用是保证攻天窗蛙架平剖面外口的稳租定性缴，以府将天遥窗端洒壁的闸水平水风荷黄载传绵递给林屋架攻。天窗挽架支拖撑应零尽可袋能与渡屋架醉上弦筹支撑君布置鞋在同蛾一柱净间，如图9.若10。图9.6垂直叉支撑茄和水登平系霉杆的援布置（a）跨度矮大于18m小于30m；(b斯)跨度大留于30m图9.炉6垂直痕支撑提和水血平系群杆的觉布置（a）跨版度大抢于18m小于30斑m；(b)跨度大话于30m图9.6垂直意支撑腊和水标平系敢杆的帽布置（a）跨度盯大于18m小于30役m；(b优)跨度颠大于30被m图9.饼7上弦迟横向饿水平呜支撑(a)有天易窗时都；（b）无累天窗士时图9.朴8屋架堆下弦行水平棉支撑图9.8屋架炒下弦纸水平右支撑图9.杨9托架的笑下弦纵脸向水平希支撑图9.睛10天窗糖架支碑撑图柱间挠支撑欠按位鬼置分晴为上柱凳柱间洒支撑和下柱柱亩间支撑。前者的楚作用是抵抗山蹈墙传来波的风荷欠载；后者的杂作用是承受爹上部主支撑蹈传来莫的力埋和吊距车的爹纵向渔制动押力。育柱间哲支撑和还起娘着增琴强厂较房的刚纵向障刚度铜和稳严定性免的作惨用。剪柱间铸支撑润应布稠置在血厂房哭伸缩宅缝区成段的券中部订，以蒸减少健温度贴应力讯，上悄柱柱秀间支息撑可靠设置欢在厂信房两愚端的毁第一弦柱间律，以范便直伶接传匹递山摊墙传负来的架荷载爆，如图9.1物1。9.捐2.规2柱间支竟撑非地震信区的单剃层厂房字，当属守下列情惧况之一冈时，应设苏置柱蜂间支诸撑：弊(1煮)设有悬绢臂式吊斗车，或30k驰N及以上开的悬挂屿式吊车破；(2裕)设有重捉级工作仓制吊车方，或设殿有中、版轻级工椅作制吊酷车，其毯起重量剥均在10纺0k忘N及其将以上机；(3遗)厂房的比跨度在18m及以上惨，或柱串高在8m以上；敞(4)厂房秋纵向糊列柱窄在7根以读上；吃(5)露天软吊车池栈桥卖的柱晕列。图9.1粘1柱间日支撑闷布置9.3主要构程件的类裙型及与庭柱的连崭接(1富)屋面板单层择厂房测常用杨的屋榆面板浇类型须和特旷点见表9.1。其惊中第1～3种适肤用于宵无檩版体系遗屋盖嫌；第4、5种适用雾于有檩沙体系屋剂盖，需配亏合表9.2的檩驶条使珍用。檩条的浆作用是支撑俗小型驼屋面镇板并军把屋婶面板云上的翻荷载汗传递理到屋引架。艘常见基的檩册条类茄型见表9.蜻2。9.稳3.崇1主要构出件的类害型(2寺)屋架避与屋领面梁屋架和情屋面梁矩是厂房标结构最捐主要的戚承重构禾件之一志，常用靠的屋架返形式、套跨度、荡特点及旅适用条掉件见表9.摄3。(3托)吊车埋梁吊车梁践是厂房丧结构中趋承受吊卫车荷载碰的构件掌，常用生的吊车习梁及适最用条件见表9.荣4。(4凉)柱柱是捏单层反工业厌厂房茧中主覆要的姿承重什构件饶，其绣常用刊截面仙形式配有矩摸形截昼面、子工字泄形截诸面以葬及双麦肢柱盼截面终等，见图9.1咐2。矩形泳柱外形知简单，深施工方霜便，但诊自重大吉，浪费建材料，振仅用于羡一般小咽型厂房行或上柱络，截面斧高度小缓于50晃0m庭m；工字悬形柱受祝力合理蝇，节省疤材料，叔自重较婶轻，广遣泛用于刺各类中吨型厂房镇，截面宏高度为600～120舞0mm；双成肢柱佩较工初字形迁柱更考节省棋材料独，适这用于桂重型栋厂房洲。(5奔)基础露单层馆厂房吐常用陶柱下谊独立丽基础彻（图9.1吼3），痒这种演基础绑分为冰阶形倒和锥积形两厉种形丈式。陵由于且其与欧预制镰柱的够连接蜜部分乏做成浓杯口喜，故漆也称娇为杯剩口基哑础。腔由于师地质严条件须的影床响，烦需要腿基础慕深埋掀，但朵为了耗方便每施工屡，要锐求柱许子有慎统一或的长库度，拥为此诉，需搁将杯疫口升楼高，迷形成烈高杯穗口基此础。级高杯抖口基赤础由亚杯口同、短举柱、后底板叠组成践。当上杨部荷耍载较队大、绿地基衔承载盟力较净低或弓地质揉条件抽不好踢时，斗也常州采用侵柱下雨条形让基础授或桩耽基础叙，如图9.1吗4所示。表9.1屋面板她类型表表9.2钢筋混缸凝土檩格条类型表9.夏3钢筋混仿凝土屋待架类型表9.梯4钢筋捞混凝上土吊盼车梁盏类型图9.参12柱的截程面形式哥（a）矩柔形截跃面柱着；(b)工字形衫截面柱岁；(c)平腹杆肉双肢柱纪；(d烫)斜腹喜杆双制肢柱论图9.小13柱下独狱立基础码的形式祥（a）阶形拼基础；透（b）锥形肚基础；甲（c）高杯疏口基础图9.1驴4桩基础(1)屋架务与柱尺的连格接屋架与费柱的连妨接方法抢有焊接栋和螺插栓连珠接两种，如图9.1闸5。焊接免法是在屋绒架（或嗓屋面梁片）端部蹲支承部害位的预贷埋件底侍部焊上涛一块垫醉板，待削屋架（狠或屋面心梁）端急部就位捕矫正后冷，与柱女预埋钢烘板焊接属牢固。螺栓稀连接请方式是在柱清顶伸出私预埋螺季栓，在腐屋架（晓或屋面毫梁）端纸部支承蹈部位焊轻上带有全缺口的丘支承钢蒜板，就卖位矫正阿后，用厌螺母拧与紧。9.笨3.电2构件瞎与柱舰的连彼接(2马)吊车笛梁与弹柱的浴连接售吊车梁响与柱的种连接，晃多采用阅焊接。帆为承受野吊车横割向水平托刹车力敞，吊车掩梁上翼述缘与柱洽间用钢君板或角美钢焊接牢；为承简受吊车漫梁竖向嫁压力，倍吊车梁武底部安服装前应纯焊接上据一块垫柴板（或语称支承谨钢板）振与柱牛箩腿顶面宅预埋钢打板焊牢杜，如图9.枣16所示。吊车朝梁的对峡头空隙低，吊车贝梁与柱政之间的充空隙均涉