单层工业厂房介绍bcdi

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 单层工业厂房,第一节 概 述,一、单层厂房的特点,工业厂房,按层数分类：,1、单层厂房(多用于机械、冶金、矿山等工业),2、多层厂房(多用于食品、电子、精密机 器制造等工业),3、层数混合的厂房(多用于化学工业、热电站)三类。,机械制造类、冶金类厂房(如炼钢、轧 钢、铸工、锻压、金工装配等车间)设有,重型设备,，生产的,产品重、体积大,，既不便于上下搬动，又增加楼面荷载，因而大多采用单层厂房，以便将这些大型设备安装在地面，方便产品加工与运输。,厂房建筑：,为工业生产服务，要满足生产工艺要求，也要为工作人员提供良好的工作环境和劳动保护条件。在设计过程中，按照生产使用要求，认真研究和分析单层厂房的特点，力求做到技术先进、经济合理、安全可靠、施工方便。,单层厂房的,结构特点,：,(1)跨度大、高度大，荷载大，构件内力大、截面尺寸大，用料多。,(2)承受动力荷载(吊车、动力机械设备等)，须考虑动力荷载,(3)空旷型结构，仅在四周设置柱和围护墙。柱是承受屋盖荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震作用的主要构件。,(4)基础受力大，对工程地质勘察要求高，需作深入分析，以确定地基承载力和基础埋置深度、形式与尺寸,二、单层厂房的结构分类,按承重结构的材料分类：,1、混合结构(砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架),2、混凝土结构(钢筋混凝土柱、钢屋架或预应力混凝土屋架),3、全钢结构(钢屋架、钢柱)三类。,混合结构：,无吊车或吊车吨位不超过5t、跨度在15m以内、柱顶标高在8m以下、无特殊工艺要求的小型厂房。,钢筋混凝土结构或全钢结构：,吊车吨位250t(中级工作制)以上、跨度大于36m的大型厂房,有特殊工艺要求的厂房(如设有10t以上锻锤的车间)。,其它大部分厂房均可采用,装配式和预应力混凝土结构,。,随着我国钢产量的增加，全钢结构厂房增多。,按承重结构的型式分类：,1、排架：,排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。根据工艺和使用要求，分等高、不等高、锯齿形等式。钢筋混凝土排架结构是单厂结构的基本形式，跨度可超过30m，高度可达2030m或更高，吊车吨位可达150t甚至更大。,2、刚架：,由横梁、柱和基础组成。柱与横梁刚接，与基础铰接。常用的是装配式钢筋混凝土门式刚架(梁柱合一钢筋混凝土结构)。,门式刚架：,按其横梁形式的不同，分为人字形、弧形两种；,按顶节点连接方式，分为三铰门、两铰门式刚架,门式刚架的特点：,(1)梁柱合一，构件种类少，制作较简单，且结构轻巧；,(2)门式刚架的横梁是人字形或弧形的，内部空间较大；,(3)柱与横梁的截面高度可随内力(主要是弯矩)变化，构件截面一般为矩形，也可为工字形或空腹式，节约材料和减轻自重；,(4)横梁在荷载作用下产生水平推力，柱顶的跨度有所变化，梁柱转角处易产生早期裂缝，跨度较大时影响吊车安全行驶；,(5)构件呈“厂”形或“Y”形，这使构件的翻身、起吊和对中就位等都比较麻烦，跨度大时尤为严重。,门式刚架适用范围：,跨度不超过18m，檐高不超过10m，无吊车或吊车吨位不超过l0t的仓库或车间建筑中。食堂、礼堂、体育馆等公共性建筑也可采用门式刚架，其跨度可大一些。,第二节 单厂结构组成与结构布置,一、结构组成,装配式钢筋砼单厂结构：,多种构件,组成的,空间整体结构,。,按构件作用，为,承重结构,和,围护结构,两大类。,1、承重结构构件：,直接承受荷载并传递荷载给其它构件的构件,屋面板、天窗架、屋架、柱、吊车梁、基础,2、围护结构构件：,主要承受墙体和构件自重、墙面的风荷载,外纵墙、山墙、连系梁、抗风柱、基础梁,1屋面板；2天沟板；3天窗架；4屋 架；5托 架；,6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屋架下弦横向水平支撑；14屋架端部垂直支撑；15柱间支撑,(一)屋盖结构,分类：,无檩体系 有檩体系,1、无檩体系：,当大型屋面板直接支承(焊牢)在屋架或屋面梁上，刚度和整体性好，应用广泛；,2、有檩体系：,小型屋面板(或瓦材)支承在檩条上，檩条支承在屋架上，构件重量轻，便于运输与安装。,但构件种类多，荷载传递路线长，故其刚度和整体性较差，其造价比无檩体系的大，应用于运输、吊装等困难的情况，或轻型不保温的厂房。,(二)横向平面排架,组成：,屋架(屋面梁)横向柱列 基础,作用：,基本承重结构。竖向和水平荷载通过它传给地基。,荷载传递途径：,(三)纵向平面排架,组成：,连系梁、吊车梁、纵向柱列(包括柱间支撑)、基础,作用：,保证结构的纵向稳定和刚度，承受纵向水平荷载，并将其传给地基，同时承受温度变化和收缩变形而产生的内力。,不考虑地震作用时，一般不进行纵向平面排架计算,原因：,纵向长度比宽度大得多,纵向柱列中柱子数量较多，（地震、截面尺寸，吊车、风）,吊车梁、连系梁等多道联系，,柱间支撑的有效作用，,纵向排架中构件由纵向荷载产生的内力通常都不大。,纵、横向平面排架间主要依靠,屋盖结构,和,支撑体系,相连接，保证厂房结构的整体性和稳定性。,二、结构布置,单层厂房结构设计最关键的环节。,合理程度,关系到厂房结构设计的安全可靠和经济合理，以及厂房面积的使用和施工速度等问题。,主要尺寸和标高,符合厂房建筑模数协调标准规定的统一模数制，100mm为基本单位，用“M”表示。,目的,：,使构配件逐步达到统一，提高设计标准化、生产工厂化和施工机械化的水平。,(一)平面与剖面布置,结构平面的主要尺寸都由,定位轴线,表示。,横向定位轴线：,与横向平面排架平行的轴线，阿拉伯数字；,纵向定位轴线：,与横向轴线垂直的轴线，大写字母。,柱 网：,纵横向定位轴线在平面上排列所形成的网格,1、定位轴线,定位轴线间的距离应和主要构件标志尺寸一致，且符合模数。,标志尺寸：,构件的实际尺寸加上两端必要的构造尺寸。,横向定位轴线有关构件:,屋面板、吊车梁、连系梁、基础梁、纵向支撑等构件。横向定位轴线与这些构件标志尺寸一致。,山墙内侧第一排柱中心内移500mm，端部横向定位轴线与山墙内边缘重合，端部屋面板为一端伸臂板,端部与中部屋面板长度相同，,屋面板端头与山墙内边缘重,合，屋面不留缝隙，形成封,闭式，横向定位轴线端屋架,和山墙抗风柱的位置不发生,冲突。伸缩缝两边同样处理。,定位轴线布置原则：,要有利于标准构件的选用、构造节点的简化和施工方便等；,凡是承重墙(或非承重墙)、柱，都要设置定位轴线，定位轴线间尺寸和主要构件标志尺寸一致，符合建筑模数要求；,定位轴线的具体,位置,，总是沿屋面板的接缝处、屋架端部外侧设置、或与屋架的侧面中心重合。横向与墙、柱中心线重合，纵向通过墙内缘或柱外缘。,2、柱网布置,柱网布置：,确定柱的位置，也是确定屋面板、屋架和吊车梁等构件跨度的依据，并涉及结构构件的布置。,柱网布置原则：,符合生产工艺和正常使用的要求；建筑和结构经济合理；结构形式、施工方法具有先进性和合理性；符合建筑模数协调标准；适应生产发展和技术革新的要求。,柱网尺寸模数：,跨度18m，应采用扩大模数3M(3米）数列,跨度 18m，应采用扩大模数60M（6米）数列,柱距，采用扩大模数60M（6米）数列,抗风柱柱距：,宜采用扩大模数15M（1.5米）数列,3、构件的平面布置,平面布置：,除柱网布置外，还有吊车梁、围护墙布置，屋面梁(屋架)、屋面板、天沟板布置；基础与基础梁布置等。,应注意：,边列柱、抗风柱、墙体(外纵墙和山墙)和定位轴线的关系；,两端第一柱间和伸缩缝处：吊车梁、屋面板、天沟板；,基础梁和基础、柱的关系，尤其四个角部,4、变形缝设置,变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。,伸缩缝,作用：,上部结构随气温变化在水平方向自由变形，减小温度应力。,设置：,伸缩缝将厂房从基础顶面到屋面完全分开。,伸缩缝之间距离,：,对于装配式钢筋混凝土排架结构,室内或土中，其伸缩缝的最大间距为100m；,露天时，其伸缩缝的最大间距为70m。,超过上述规定或有特殊要求时，应进行温度应力验算。,横向伸缩缝：,伸缩缝处横向定位轴线不变，在该轴线左右设双排柱和屋架，双杯口基础，柱、屋架中心线都向两边移500mm。又称,双柱伸缩缝,。,纵向伸缩缝：,采用单柱伸缩缝，设置两条纵向定位轴线，将伸缩缝一侧的屋架或屋面梁搁置在活动支座上。高低跨处，低跨屋架搁置在活动支座上，采用两条纵向定位轴线。,沉降缝,作用：,在缝两边发生不同沉降时而不致损坏整个建筑物。,设置：,沉降缝应将建筑物从屋顶到基础底面全部分开。,沉降缝可兼做伸缩缝，伸缩缝不能兼做沉降缝。,单层厂房结构主要是由简支构件装配而成，因地基不均匀沉降引起的不利影响较小。一般单层厂房中可不设沉降缝。,只在,特殊情况,下才考虑设置：,厂房相邻两部分高度相差很大(如10m以上),两跨间吊车起重量相差悬殊,地基承载力或下卧层土质有很大差别,厂房各部分的施工时间先后相差很长,土壤压缩程度不同等情况,防震缝,作用：,减轻厂房震害而采取的措施之一。,平面、立面复杂，结构高度或刚度相差很大，厂房侧边布置附属用房(如生活间、变电所、炉子间等)时，应设置防震缝。,设置：,防震缝应将上部结构和基础都完全分开，,宽度：,在厂房纵横跨交接处100150mm，其它情况5090mm。,地震区的厂房，其伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求。,一般情况下，应考虑将三种“缝”在一个位置设置，同时满足三种缝的要求，即“三缝合一”。,5、剖面布置,厂房高度,高度：,室内地面至柱顶(或下撑式屋架下弦底面)的距离。,厂房的高度、轨顶标高是厂房结构设计中的两个重要参数，要综合考虑,生产工艺,和,建筑结构,两方面的因素才能确定。,具体确定方法见房屋建筑学教材中工业建筑设计部分。,在确定厂房高度时，应按照厂房建筑模数协调标准的规定，考虑建筑模数的要求。自室内地面至柱顶的高度和牛腿面的高度应为扩大模数3M数列。,连续多跨：,高度不一：构造复杂、计算麻烦、构件规格多、整体刚度差,处理方法：,不设高低跨的高差限值,高跨一侧仅一个低跨，高差2.1M,高跨一侧两个连续低跨，高差1.8M,高跨一侧三个以上连续低跨，高差1.5M,确定高度的原则：,在满足,生产工艺,前提下，尽可能合理地降低厂房高度，以便减小柱的内力，减少围护结构面积，降低造价；同时又要考虑减少构件种类，简化连接构造，保证施工方便等因素。,厂房跨度,厂房跨度上根据生产工艺要求确定，同时满足厂房建筑模数协调标准的要求，以便采用标准预制构件。对于有吊车的厂房，跨度L可采用下列公式确定,LLk+2e eB+C+h1,Lk,吊车跨度，即吊车轨道中心线间的距离，吊车规格表查；,e,吊车轨道中心线至纵向定位轴线间的距离,一般取750mm,吊车起重量大于75t，宜为1000mm；,梁式吊车而厂房为混合结构时，宜为500mm；,B,吊车桥架的外边缘至吊车轨道中心线的距离，其值可由吊车规格表查得，一般在200400mm之间；,C,吊车桥架外边缘至上柱内边缘的净空宽度，当吊车起重量小于或等于50t时，C80mm；当吊车起重量大于75t时，C100mm；,H1,边柱上柱内边缘或中柱边缘至柱纵向定位轴线的距离.,(二)支撑布置,在装配式钢筋混凝土单层厂房结构中，支撑体系是联系屋架、柱等主要构件，并使其构成整体的重要组成部分，对单层厂房抗震设计尤为重要。支撑布置不当，不仅会影响厂房的正常使用，甚至可能引起工程质量事故。应根据当地的地震设防烈度，执行现行的国家建筑标准设计图集。,支撑的作用：,1、施工、使用阶段，保证结构几何稳定性,屋盖结构、纵向结构几何可变体系。,2、保证横向结构平面外刚度、结构纵向刚度、空间整体性,3、为结构构件提供适当的侧向支承点，改善它们的侧向稳定性。如：屋架弦杆、柱的侧向支承点，减小计算长度。,4、将某些水平荷载(如风荷载、纵向吊车制动力、纵向地震作用等)传给主要承重结构或基础。,分类：屋盖支撑 柱间支撑,1、屋盖支撑,包括,上、下弦横向水平支撑、纵向