第11章单层厂房结构

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1、第第1111章章 单单层厂房结构层厂房结构主讲人：主讲人：王凤来王凤来 博士、教授、博导博士、教授、博导2013年年10月月 钢筋混凝土基本构件钢筋混凝土基本构件受剪构件受弯构件受拉构件受压构件受扭构件受拉受拉受压受压受弯受弯受剪受剪受扭受扭截面基本受力形态基本构件的受力往往是基本受力形态的基本构件的受力往往是基本受力形态的复合复合学生建议：是否可以成为土木工程的符号？学生建议：是否可以成为土木工程的符号？工程师是怎样炼成的？工程师是怎样炼成的？在工程中提炼符合实际受力状态、能够计在工程中提炼符合实际受力状态、能够计算的计算简图算的计算简图需要专业工具、逻辑思需要专业工具、逻辑思维能力和工程经

2、验维能力和工程经验将工程按照计算简图还原到工程中去，实将工程按照计算简图还原到工程中去，实现两者的高度相似现两者的高度相似需要专业工具、逻需要专业工具、逻辑思维能力和工程经验辑思维能力和工程经验边界条件如何取？边界条件如何取？结构约束和相互影响关系结构约束和相互影响关系我们要掌握的：我们要掌握的：计算跨度、计算高度如何取？计算跨度、计算高度如何取？结构的几何关系结构的几何关系杆件的几何特性如何取？杆件的几何特性如何取？E E、G G、b b、h h、A A、I I计算荷载如何取？计算荷载如何取？荷载的类型及传递关系荷载的类型及传递关系改变改变11-1 11-1 概概 述述 采用单层厂房的优点是

3、便于设计标准化、提高构配件生产工厂化和施工现场机械化采用单层厂房的优点是便于设计标准化、提高构配件生产工厂化和施工现场机械化的程度，同时可以缩短设计和施工期限，保证施工质量。的程度，同时可以缩短设计和施工期限，保证施工质量。采用多跨厂房的优点：由于厂房横向的跨数增加，提高了厂房横向的整体刚度，从采用多跨厂房的优点：由于厂房横向的跨数增加，提高了厂房横向的整体刚度，从而可以减少柱子的截面尺寸。而可以减少柱子的截面尺寸。 所所用用材材料料的的不不同同混合结构混合结构 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构 钢结构钢结构 无吊车或吊车起重量不超过无吊车或吊车起重量不超过5t、跨度小于、跨度小于15m、柱顶、柱

4、顶标高不超过标高不超过8m的小型厂房的小型厂房 吊车起重量超过吊车起重量超过150t、跨度大于、跨度大于36m的大型厂房，或的大型厂房，或有特殊工艺要求的厂房（如设有有特殊工艺要求的厂房（如设有5t以上锻锤的车间或以上锻锤的车间或高温车间等），则应采用钢屋架、钢筋混凝土柱或采高温车间等），则应采用钢屋架、钢筋混凝土柱或采用全钢结构。用全钢结构。 钢筋混凝土单层厂房的承重结构主要由屋面梁或屋架、柱和基础组成，其结构形式钢筋混凝土单层厂房的承重结构主要由屋面梁或屋架、柱和基础组成，其结构形式通常有排架或刚架二种。通常有排架或刚架二种。柱与屋面梁或屋架为铰接，而与基础刚接所组成的平面结构，称为排架结

5、构。排架柱与屋面梁或屋架为铰接，而与基础刚接所组成的平面结构，称为排架结构。排架结构可做成等高、不等高或锯齿形等多种形式结构可做成等高、不等高或锯齿形等多种形式 当柱与梁为刚接，其所构成的平面结构，称为刚架结构。当厂房跨度在当柱与梁为刚接，其所构成的平面结构，称为刚架结构。当厂房跨度在18m及以及以下时，多采用三铰门式刚架；跨度更大时，则多采用两铰门式刚架。下时，多采用三铰门式刚架；跨度更大时，则多采用两铰门式刚架。 11-2 11-2 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置11-2-1 11-2-1 结构的组成结构的组成 1屋盖结构屋盖结构 有檩体系屋盖结构包括由小型屋面板有檩体系

6、屋盖结构包括由小型屋面板（或其它的瓦材）、檩条、屋架和屋盖（或其它的瓦材）、檩条、屋架和屋盖支撑体系所组成。支撑体系所组成。无檩体系屋盖结构包括由大型屋面板、无檩体系屋盖结构包括由大型屋面板、屋架（或屋面梁）和屋盖支撑体系所组屋架（或屋面梁）和屋盖支撑体系所组成；有时还设有天窗架及托架等。成；有时还设有天窗架及托架等。 屋面板屋面板 直接承受屋面上的荷载，并把它传直接承受屋面上的荷载，并把它传给屋架或天窗架；给屋架或天窗架；天窗架天窗架 其下端支承在屋架上，用以承受天其下端支承在屋架上，用以承受天窗上的荷载，并把它传给屋架；窗上的荷载，并把它传给屋架； 屋架屋架 承受屋架上的全部荷载，并把它传

7、给承受屋架上的全部荷载，并把它传给柱子或托架；柱子或托架； 托架托架 当柱子间距比屋架间距大时，用托架当柱子间距比屋架间距大时，用托架支承两个柱子之间的屋架，该屋架荷载通过支承两个柱子之间的屋架，该屋架荷载通过托架再传给柱子。托架再传给柱子。2吊车梁吊车梁 承受吊车荷载（包括吊车梁自重、吊车桥架重、吊车运载重物时所产生的垂直轮压、承受吊车荷载（包括吊车梁自重、吊车桥架重、吊车运载重物时所产生的垂直轮压、以及启动或制动时所产生的纵向及横向水平力等），并把它传给柱子。以及启动或制动时所产生的纵向及横向水平力等），并把它传给柱子。 3柱子柱子 承受屋架、吊车梁、外墙和支撑传来的荷载，以及地震荷载等，

8、并把它传给基础，承受屋架、吊车梁、外墙和支撑传来的荷载，以及地震荷载等，并把它传给基础，是厂房的主要承重结构构件。是厂房的主要承重结构构件。 4支撑支撑 加强厂房结构的空间刚度，保证结构构加强厂房结构的空间刚度，保证结构构件安装和使用时的稳定和安全，同时起件安装和使用时的稳定和安全，同时起传递山墙风荷载、吊车纵向水平荷载或传递山墙风荷载、吊车纵向水平荷载或地震荷载等。地震荷载等。 5基础基础 6围护结构围护结构 抗风柱抗风柱 连系梁和基础梁承受外墙重量，并把它连系梁和基础梁承受外墙重量，并把它传给柱子和基础。传给柱子和基础。11-2-2 11-2-2 支撑的布置支撑的布置 厂房支撑体系可分为屋

9、盖支撑和柱间支撑两类厂房支撑体系可分为屋盖支撑和柱间支撑两类 1屋盖支撑屋盖支撑 （1）屋架上弦横向水平支撑）屋架上弦横向水平支撑 增强屋盖的整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼缘的出平面稳定，同时可将山墙风增强屋盖的整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼缘的出平面稳定，同时可将山墙风荷载传至厂房两侧的纵向排架柱列，为抗风柱上端提供不动的侧向支点，改善了抗风荷载传至厂房两侧的纵向排架柱列，为抗风柱上端提供不动的侧向支点，改善了抗风柱的受力状态。柱的受力状态。 （2）屋架间垂直支撑与水平系杆）屋架间垂直支撑与水平系杆用以保证屋架在施工和使用中以及吊车在运行时产生的纵向水平力作用下的稳定性。用以保证屋架

10、在施工和使用中以及吊车在运行时产生的纵向水平力作用下的稳定性。 （3）天窗架支撑）天窗架支撑增加天窗架系统的空间刚度，并将天窗壁板传来的风荷载传递给屋盖系统。增加天窗架系统的空间刚度，并将天窗壁板传来的风荷载传递给屋盖系统。 （4）屋架下弦横向和纵向水平支撑）屋架下弦横向和纵向水平支撑为了保证横向水平荷载的纵向分布，提高厂房的刚度。为了保证横向水平荷载的纵向分布，提高厂房的刚度。 2柱间支撑柱间支撑 柱间支撑的作用主要是提高厂房的纵向刚度和稳定性。对于上部柱间支撑，是用以柱间支撑的作用主要是提高厂房的纵向刚度和稳定性。对于上部柱间支撑，是用以承受作用在山墙上的水平风荷载；而对于下部柱间支撑，用

11、以承受上部支撑传来的承受作用在山墙上的水平风荷载；而对于下部柱间支撑，用以承受上部支撑传来的力和吊车梁传来的吊车纵向刹车力，并把它传至基础。力和吊车梁传来的吊车纵向刹车力，并把它传至基础。 11-2-3 11-2-3 变形缝变形缝 厂房的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。厂房的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。伸缩缝的做法是从基础顶面开始将相邻两个温度区段的上部结构构件完全分开，并伸缩缝的做法是从基础顶面开始将相邻两个温度区段的上部结构构件完全分开，并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在气温有变化时，在水平方向可以自由地发生变留出一定宽度的缝隙，使上部结构在气温有变化时，在水平方向可以自由