单层工业厂房

第15章 单层工业厂房,15.,1,第15章 单层工业厂房,目录.ppt,单层工业厂房的结构组成,单层工业厂房平面、剖面尺寸的确定,习 题,本章内容,教学要求：了解单层工业厂房的组成及传力途径；掌握柱网布置原则和模数要求；掌握定位轴线布置原则。,单层工业厂房是工业建筑中最普遍的一种形式，多用于具有重型设备，产品较重，外形轮廓尺寸较大的生产车间，如炼钢、铸造、金工等车间。,单层工业厂房的结构组成,一、,单层工业厂房的特点,单层工业厂房不仅要满足生产工艺的要求，还要满足布置起重运输设备、生产设备及劳动保护的要求。因而单层工业厂房结构一般承受的荷载大，且跨度大、高度高，构件内力大、截面大、用料多。厂房还常受动力荷载(如吊车荷载、动力机械设备荷载)的作用。,二、,单层工业厂房的类型,单层工业厂房按生产规模分为大、中、小型；按承重结构所用材料不同分为混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构。,对于无吊车或吊车吨位不超过5t，且跨度在15m以内，柱顶标高在8m以下，无特殊工艺要求的小型厂房，通常选用混合结构，即采用砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架为主要构件的结构；对于有重型吊车(起重吨位在150t以上)、跨度较大(跨度在36m以上)，或有特殊工艺要求的大型厂房，通常选用钢结构；其他大部分厂房均采用钢筋混凝土结构。,单层工业厂房的结构组成,三、,钢筋混凝土单层厂房的结构型式,钢筋混凝土单层厂房的结构型式主要有,排架结构和刚架结构,。,排架属于超静定结构，钢架有静定结构，超静定结构两种。,1.排架结构,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。根据厂房生产工艺和使用要求不同，排架结构可做成等高、不等高和锯齿形等多种形式，如图15.1所示。,排架结构的刚度较大，传力明确，构造简单，耐火性和防火性较好，施工也较方便，是目前大多数厂房所采用的结构型式。,图15.1 排架结构,2.刚架结构,单层工业厂房的刚架结构是梁柱刚结、柱与基础铰接的结构。刚架顶节点做成铰接的称为三铰刚架(如图15.2(a)所示)；做成刚接的称为两铰刚架(如图15.2(b)所示)。刚架亦可用于多跨厂房(如图15.2(c)所示)。,刚架结构将梁柱合一，构件种类少，制作较简单，且结构轻巧，当跨度和高度较小时(跨度不超过18m，檐口高度不超过10m)，其经济指标稍优于排架结构。但其刚度较差，承载后会产生跨变，故不适于吊车吨位较大的厂房。,单层工业厂房的结构组成,图15.2 刚架形式,四、,单层厂房的组成和荷载,1.结构组成,单层厂房排架结构通常由下列结构构件组成，并相互连接成整体，如图15.3所示。,1)屋盖结构,屋盖结构由屋面板(包括天沟板)、屋架或屋面梁(包括屋盖支撑)组成，有时还设有天窗架和托架等。屋盖结构分有檩和无檩两种结构体系，将大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上的称为无檩屋盖体系；将小型屋面板或瓦材支承在檩条上，再将檩条支承在屋架上的称为有檩屋盖体系。在屋盖结构中，屋面板起围护作用并承受作用在板上的荷载，再将这些荷载传至屋架或屋面梁；屋架或屋面梁是屋面承重构件，承受屋盖结构自重和屋面板传来的活荷载，并将这些荷载传至排架柱。天窗架支承在屋架或屋面梁上，也是一种屋面承重构件。,单层工业厂房的结构组成,图15.3 厂房结构组成,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,单层工业厂房的结构组成,单层工业厂房的结构组成,3)纵向平面排架,纵向平面排架由纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑和基础等组成，其作用是保证厂房的纵向稳定性和刚度，并承受作用在山墙、天窗端壁以及通过屋盖结构传来的纵向风荷载、吊车纵向水平荷载等，再将其传至基础，如图15.4所示，另外它还承受纵向水平地震作用、温度应力等。,图15.2 刚架形式,4)吊车梁,吊车梁一般为装配式的，简支在柱的牛腿上，主要承受吊车竖向荷载、横向或纵向水平荷载，并将它们分别传至横向或纵向平面排架。吊车梁是直接承受吊车动力荷载的构件。,5),支,支,撑,撑,单,层,层,厂,厂,房,房,的,的,支,支,撑,撑,包,包,括,括,屋,屋,盖,盖,支,支,撑,撑,、,、,天,天,窗,窗,架,架,支,支,撑,撑,和,和柱,间,间,支,支,撑,撑，,其,其,作,作,用,用,是,是,加,加,强,强,厂,厂,房,房,结,结,构,构,的,的,空,空,间,间,刚,刚,度,度,，,，,保,保,证,证,结,结,构,构,构,构,件,件,在,在,安,安,装,装,和,和,使,使,用,用,阶,阶,段,段,的,的,稳,稳,定,定,和,和,安,安,全,全,，,，,同,同,时,时,将,将,风,风,荷,荷,载,载,、,、,吊,吊,车,车水平,荷,荷载,或,或水,平,平地,震,震作,用,用等,传,传递到相,应,应的,承,承力,构,构件,。,。,6),基,基,础,础,基础,承,承受,柱,柱和,基,基础,梁,梁传,来,来的,荷,荷载,并,并将,它,它们,传,传至,地,地基,。,。,7),围,围,护,护结,构,构,围护,结,结构,包,包括,纵,纵墙,、,、横,墙,墙(,山,山墙)及,由,由连,系,系梁,、,、抗,风,风柱(有,时,时还,有,有抗,风,风梁,或,或抗,风,风桁,架,架),和,和基,础,础梁,等,等组,成,成的,墙,墙架,。,。这,些,些构,件,件所,承,承受,的,的荷,载,载，,主,主要,是,是墙,体,体和,构,构件,的,的自,重,重以,及,及作,用,用在,墙,墙面,上,上的,风,风荷,载,载等,。,。,2.,单,单层厂,房,房结构,的,的荷载,及,及传力,途,途径,作用在,厂,厂房上,的,的荷载,有,有永久,荷,荷载和,可,可变荷,载,载两大,类,类，如,图,图15.5所,示,示。其,中,中，永,久,久荷载(恒载)包括,各,各种结,构,构构件(如屋,架,架、屋,面,面板、,柱,柱等),的,的自重,及,及各种,建,建筑构,造,造层的,重,重量等,。,。可变,荷,荷载(,活,活载),包,包括吊,车,车竖向,荷,荷载、,吊,吊车纵,横,横向水,平,平制动,力,力、屋,盖,盖活荷,载,载、风,荷,荷载和,地,地震作,用,用等,。,。,单层工,业,业厂房,的,的结构,组,组成,图15.5,单,单层,工,工业厂,房,房的横,向,向排架,及,及其荷,载,载示意,图,图,各种荷,载,载的传,力,力途径,如,如图15.6,所,所示。,单,单层厂,房,房结构,所,所承受,的,的各种,荷,荷载，,基,基本上,都,都是传,递,递给排,架,架柱，,再,再由柱,传,传到基,础,础，因,此,此屋架(或屋,面,面梁),、,、柱、,基,基础是,单,单层厂,房,房的主,要,要承重,构,构件。,在,在有吊,车,车的厂,房,房中，,吊,吊车梁,也,也是主,要,要承重,构,构件，,设,设计时,应,应予以,重,重视。,单层工,业,业厂房,的,的结构,组,组成,图15.6,单,单层,厂,厂房传,力,力路线,示,示意,单层工,业,业厂房,的,的结构,组,组成,单层工,业,业厂房,平,平面、,剖,剖面尺,寸,寸的确,定,定,一、,柱网布,置,置,厂房承,重,重柱或,承,承重墙,的,的定位,轴,轴线，,在,在平面,上,上构成,的,的网格,，,，称为,柱,柱网。,柱,柱网布,置,置就是,确,确定纵,向,向定位,轴,轴线之,间,间的尺,寸,寸(跨,度,度)和,横,横向定,位,位轴线,之,之间的,尺,尺寸(,柱,柱距),。,。柱网,布,布置既,是,是确定,柱,柱的位,置,置，也,是,是确定,其,其他构,件,件的跨,度,度及构,件,件布置,方,方案的,依,依据。,柱网布,置,置的一,般,般原则,是,是：符,合,合生产,和,和使用,要,要求；,建,建筑平,面,面和结,构,构方案,经,经济合,理,理；在,厂,厂房结,构,构型式,和,和施工,方,方法上,具,具有先,进,进性和,合,合理性,；,；符合,厂房,建,建筑模,数,数协调,标,标准(GBJ 6,86)的有,关,关规定,；,；适应,生,生产发,展,展和技,术,术革新,的,的要求,。,。,厂房跨,度,度在18m及,以,以下时,，,，应采,用,用扩大,模,模数30M数,列,列；在18m,以,以上时,，,，应采,用,用扩大,模,模数60M数,列,列，如,图,图15.7所,示,示。当,跨,跨度在18m,以,以上，,工,工艺布,置,置有明,显,显优越,性,性时，,也,也可采,用,用扩大,模,模数30M数,列,列。,厂房的,柱,柱距应,采,采用扩,大,大模数60M,数,数列。,图15.7,跨,跨度,和,和柱距,示,示意图,从经济,指,指标、,材,材料用,量,量和施,工,工条件,等,等方面,衡,衡量，,采,采用6m柱距,比,比12m柱距,优,优越。,但,但从现,代,代工业,发,发展趋,势,势来看,，,，扩大,柱,柱距对,增,增加厂,房,房有效,面,面积，,提,提高设,备,备布置,和,和工艺,布,布置的,灵,灵活性,，,，机械,化,化施工,中,中减少,结,结构构,件,件的数,量,量和加,快,快施工,进,进度等,，,，都是,有,有利的,。,。当然,，,，由于,构,构件尺,寸,寸增加,，,，也会,给,给制作,、,、运输,和,和吊装,带,带来不,便,便。,单层工,业,业厂房,平,平面、,剖,剖面尺,寸,寸的确,定,定,二、,变形缝,变形缝,包,包括伸,缩,缩缝、,沉,沉降缝,和,和抗震,缝,缝。,当厂房,长,长度和,跨,跨度过,大,大时，,为,为防止,气,气温变,化,化时结,构,构内部,产,产生很,大,大的温,度,度应力,，,，使墙,面,面、屋,面,面和构,件,件等拉,裂,裂，影,响,响使用,，,，可设,置,置伸缩,缝,缝将厂,房,房结构,分,分成若,干,干温度,区,区段，,如,如图15.8,所,所示。,伸,伸缩缝,应,应从基,础,础顶面,开,开始，,将,将上部,结,结构构,件,件完全,分,分开，,并,并留出,一,一定宽,度,度的缝,隙,隙。温,度,度区段,的,的形状,，,，应力,求,求简单,，,，并应,使,使伸缩,缝,缝的数,量,量最少,。,。温度,区,区段的,长,长度(,伸,伸缩缝,之,之间的,距,距离),，,，取决,于,于结构,类,类型和,温,温度变,化,化情况,。,。混,凝,凝土结,构,构设计,规,规范,对,对钢筋,混,混凝土,结,结构伸,缩,缩缝的,最,最大距,离,离做了,规,规定。,图15.8,温,温度,变,变化产,生,生裂缝,示,示意图,单层工,业,业厂房,平,平面、,剖,剖面尺,寸,寸的确,定,定,当厂房,相,相邻两,部,部分高,度,度相差,很,很大(,如,如10m以上)，两,跨,跨间吊,车,车吨位,相,相差悬,殊,殊，地,基,基承载,力,力或下,卧,卧层土,质,质有巨,大,大差别,，,，或厂,房,房各部,分,分的施,工,工时间,先,先后相,差,差很长,，,，地基,土,土的压,缩,缩程度,不,不同等,情,情况时,，,，为避,免,免厂房,因,因基础,不,不均匀,沉,沉降而,引,引起开,裂,裂和损,坏,坏，需,在,在适当,部,部位用,沉,沉降缝,将,将厂房,划,划分成,若,若干各,自,自刚度,较,较一致,的,的单元,。,。沉降,缝,缝应将,建,建筑物,从,从屋顶,到,到基础,全,全部分,开,开，以,使,使在缝,两,两边发,生,生不同,沉,沉降时,不,不致损,坏,坏整个,建,建筑物,。,。沉降,缝,缝可兼,作,作伸缩,缝,缝。,防震缝是,为,为减轻厂,房,房震害而,采,采取的措,施,施之一。,当,当厂房平,、,、立面布,置,置复杂，,结,结构高度,或,或刚度相,差,差很大及,在,在厂房侧,边,边贴建有,生,生活间、,变,变电所、,炉,炉子间等,毗,毗邻屋时,，,，应设置,防,防震缝将,相,相邻两部,分,分基础以,上,上部分分,开,开。地震,区,区的伸缩,缝,缝和沉降,缝,缝均应符,合,合防震缝,的,的宽度