钢筋混凝土结构单层厂房.ppt

1、9钢筋混凝土结构的单层厂房。本章主要介绍单层厂房的类型、结构组成、受力特点、支撑体系和主要构件类型。要求了解单层工业建筑的类型和受力特点，单层工业建筑主要构件的类型和特点，支撑的布置原则；掌握单层厂房结构的组成和功能，支撑系统的类型和功能，基本构件与立柱的连接方式。根据不同的要求，工业厂房可设计为单层厂房和多层厂房。根据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、钢结构厂房和混合结构厂房。单层钢筋混凝土结构厂房按主要承重结构分为排架结构和刚架结构，如图9.1所示。排架结构由屋架(或屋梁)、柱和基础组成，其中柱只与基础相连，屋架(或屋梁)与柱铰接。排架结构根据所用材料的不同分为钢屋架和

2、钢筋混凝土柱组成的排架结构和钢筋混凝土排架结构。刚架结构是指梁或屋架与柱之间的刚性连接结构。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主要构件类型及与柱的连接、9.1钢筋混凝土排架单层厂房的结构组成及受力特点通常由屋面板、屋架(或屋梁)、吊车梁、系梁、柱及基础组成，如图9.2所示。其中，横柱、屋架(或屋梁)、柱脚等构件构成横向承重体系，称为横向排架；纵向柱阵、吊车梁、连接梁、柱间支撑、柱脚等构件组成纵向承重体系，称为纵向排架。(1)屋顶结构屋顶结构由以下部件组成：屋

3、顶板、天窗框架、屋顶桁架(或屋顶梁)和支架。屋顶结构可分为檩条体系和无檩条体系。直接支撑(焊接)在屋架或屋顶梁上的大屋面板称为无檩条系统，而小屋面板(瓦片)支撑在檩条上，而檩条又支撑在屋架上。屋顶的主要功能是承受屋顶荷载、雪荷载、灰尘荷载、自重和其他荷载，并将这些荷载传递给排架柱。(2)横向排架是主要承重结构，主要承受竖向荷载(结构自重、屋面活载、垂直吊车荷载等)。)和水平力(风荷载、起重机横向制动力、地震作用)，如图9.3所示。(3)纵向弯曲纵向弯曲承受纵向水平荷载(来自屋顶结构的纵向风荷载、起重机的纵向制动力、纵向水平地震力等)。)一方面，并在另一方面保证结构的纵向刚度和稳定性方面起作用，

4、如图9.4所示。(4)吊车梁主要承受吊车荷载(包括竖向荷载、横向荷载和纵向水平荷载)，并通过支架传递给横向排架或纵向排架，同时起到连接纵向立柱的作用。(5)支撑包括柱间支撑和屋盖支撑，其主要功能是加强结构的空间刚度和稳定性，同时传递风荷载和起重机的纵向水平荷载。(6)连接梁、基础梁和抗风柱。一方面，连接梁和基础梁承受外墙的荷载，另一方面，它们还起到形成纵向排架的作用。安装在山墙上的抗风柱的主要功能是将山墙上的风荷载传递给屋顶和基础。(7)基础承受来自排架和基础梁的荷载，并将这些荷载传递给基础。单层厂房的荷载及传递路线见图9.5。图9.2单层厂房w支撑的作用是使车间形成一个空间骨架，保证车间的空

5、间刚度；确保结构构件的稳定性；转移水平载荷。包括屋架上弦杆和下弦杆横向水平支撑、屋架纵向水平支撑、竖向支撑和水平拉杆。(1)屋架竖向支撑和水平拉杆屋架竖向支撑是指两屋架在垂直面内沿纵向的支撑，水平拉杆是指两屋架之间沿纵向的水平拉杆，如图9.6所示。屋架的竖向支撑和水平拉杆的作用是保证屋架在安装和使用过程中的横向稳定性，增加厂房的整体刚度。9.2.1屋面支撑和竖向支撑的布置原则是：当屋架跨度小于18m且无天窗时，无竖向支撑和水平拉杆；有天窗时，可在屋架节点处设置水平拉杆；当屋架跨度大于18米小于30米时，应在屋架跨度内设置竖向支撑和水平拉杆，竖向支撑应设置在厂房末端和伸缩缝第一、二柱之间。如果不

6、是三角形屋架而是梯形屋架，垂直支架也应布置在支架上，如图9.6(a)所示。当屋架跨度大于30m时，除按跨度1830m布置外，还应在屋架13跨度周围的节点处设置两个竖向支撑和水平拉杆，如图9.6(b)所示。水平拉杆布置原则：当使用大型屋面板时，应在屋架下弦杆和屋架上弦杆与竖向支撑平面相对应的节点处布置全长水平拉杆。如果有檩条系统，上弦节点的水平拉杆可以用檩条代替，只设置在下弦，如图9.7所示。(3)屋架下弦横向水平支撑屋架下弦横向水平支撑的作用是将作用在屋架下弦上的纵向水平力传递给纵向排架柱，以保证屋架下弦的横向稳定性。当屋架下弦装有吊机或山墙抗风柱与屋架下弦连接时，或当吊机吨位大、振动荷载大时

7、，应设置屋架下弦横向水平支撑，如图9.8所示。(4)屋架纵向水平支撑屋架纵向水平支撑通常设置在屋架下弦的末端节间，与下弦的横向水平支撑形成一个封闭的支撑体系(图9.8)，以增强厂房的整体性。当车间配备50kN以上的支架或壁装起重机时，或当起重机吨位大、振动载荷大时，应在屋架之间设置纵向和横向支撑。当屋盖结构中有支架且没有特殊的结构措施来保证支架上弦杆的稳定性时，下弦杆的纵向和横向支撑应沿支架的一侧设置，如图9.9所示。(5)天窗框架支撑的作用是保证天窗框架在平面外的稳定性，从而将天窗端墙上的水平风荷载传递给屋架。天窗框架的支撑应尽可能布置在与屋顶框架的上弦支撑相同的立柱之间，如图9.10所示。

8、图9.6竖向支撑和水平拉杆布置图，(a)跨度大于18米小于30米；(2)跨度大于30m，如图9.6，竖向支撑和水平拉杆布置图；跨度大于18米小于30米；(2)跨度大于30m，如图9.6，竖向支撑和水平拉杆布置图；跨度大于18米小于30米；(2)跨度大于30m，上弦杆水平支撑在图9.7中。有天窗时；(b)无天窗时，图9.8屋架下弦水平支撑，图9.9支架下弦纵向水平支撑，图9.10天窗框架支撑图。柱间支撑按位置分为上部柱间支撑和下部柱间支撑。功能图9.11柱间支撑布置，9.3主要构件类型及与柱的连接，(1)单层屋面板厂房常用屋面板的类型及特点见表9.1。第十三种适用于无檩条体系的屋面。第4种和第5

9、种类型适用于带檩条系统的屋顶，应与表9.2中的檩条一起使用。檩条的作用是支撑小屋面板，并将屋面板上的荷载传递给屋架。常见檩条类型见表9.2。9.3.1主要构件类型，(2)屋架和屋梁屋架和屋梁是厂房结构最重要的承重构件之一。常用屋架形式、跨度、特点和适用条件见表9.3。(3)吊车梁吊车梁是厂房结构中承受吊车荷载的构件。常用吊车梁及适用条件见表9.4。(4)柱是单层工业建筑中的主要承重构件，其常用截面包括矩形截面、工字形截面和双肢柱截面，如图9.12所示。矩形柱外形简单，施工方便，但重量大，材料浪费。仅用于一般小型工厂或上部立柱，截面高度小于500mm；工字形柱受力合理，节省材料，重量轻，广泛应用

10、于各种中型工厂，截面高度6001200毫米；与工字形柱相比，双肢柱节省材料，适用于重型厂房。(5)单层厂房一般采用柱下独立基础(图9.13)，可分为阶梯式和锥形两种形式。由于与预制柱的连接部分做成杯口，故又称杯口基础。由于地质条件的影响，基础需要深埋，但为了施工方便，要求柱子长度一致。因此，需要抬高杯口以形成高的杯口基础。高杯口的基础由杯口、短柱和底板组成。当上部荷载较大、地基承载力较低或地质条件不好时，通常采用柱下条形基础或桩基，如图9.14所示。表9.1顶板类型表、表9.2钢筋混凝土檩条类型表、表9.3钢筋混凝土屋架类型表、表9.4钢筋混凝土吊车梁类型表、图9.12柱截面形式表、(一)矩形

11、截面柱；一节柱；带平腹杆的双肢柱；带斜腹杆的双肢柱，图9.13:柱下独立基础的形式，(a)阶梯式基础；锥形基础；(c)高杯基础，图9.14桩基，(1)屋架与立柱的连接，有两种连接方式：焊接和螺栓连接，如图9.15所示。焊接方法是在屋架(或屋梁)端部支撑处的预埋件底部焊接一块底板，待屋架(或屋梁)端部就位校正后，再与柱的预埋钢板焊接牢固。螺栓连接方法是将柱顶部的预埋螺栓伸出，将支撑钢板与屋架(或屋梁)端部的缝隙焊接，待就位校正后，用螺母拧紧。9.3.2构件与柱之间的连接，(2)吊车梁与柱之间的连接，主要采用焊接。为了承受吊车的侧向和水平制动力，吊车梁和柱的上翼缘焊接有钢板或角钢；为了承受吊车梁的垂直压力，安装前应在牛腿顶面的预埋钢板上焊接一块底板(或支撑钢板