單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)思考題

1、單層工業(yè)廠房的思考題1. 單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)類型有哪幾種？根據(jù)哪些因素的不同來采用？如何確定單層廠房選用何種結(jié)構(gòu)類型？ P95答：?jiǎn)螌訌S房依據(jù)其跨度、高度和吊車起重量等因素的不同可采用混合結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。一般 而言,無吊車或吊車噸位不超過 5 t,跨度在15 m以內(nèi)，柱頂標(biāo)高不超過 8 m且無特殊工藝要求的小型廠房 ，可采用 由磚柱、鋼筋混凝土屋架或輕鋼屋架組成的混合結(jié)構(gòu)。對(duì)廠房?jī)?nèi)有重型吊車（如吊車起重量大于 150 t）、跨度大于36m或有特殊工藝要求的大型廠房 ，可采用全鋼結(jié)構(gòu)或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的結(jié)構(gòu)。除上述情況以外的單層 工業(yè)廠房，一般采用混凝土結(jié)構(gòu)。而且除特殊情況之

2、外，一般均采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2. 混凝土單層廠房的結(jié)構(gòu)體系主要有哪幾種？其優(yōu)缺點(diǎn)各是什么？分別畫出它們的計(jì)算簡(jiǎn)圖？ P95答：?jiǎn)螌庸I(yè)廠房常用的結(jié)構(gòu)體系 ，主要有排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)兩種。排架結(jié)構(gòu)：排架結(jié)構(gòu)的跨度可超過 30m,高度可達(dá)2030 m或更大，吊車噸位可達(dá)150 t甚至更大門架：門架的優(yōu)點(diǎn)是梁柱合一，構(gòu)件種類少，制作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)輕巧，當(dāng)廠房跨度和高度均較小時(shí)其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)稍優(yōu)于排架結(jié)構(gòu)。門架的缺點(diǎn)是剛度較差，承載后會(huì)產(chǎn)生跨變，梁柱的轉(zhuǎn)角處易產(chǎn)生早期裂縫。此外，由于門架構(gòu)件呈“”形或“ Y”形,其翻身、吊裝和對(duì)中就位等均比較麻煩，所以其應(yīng)用受到一定的限制。計(jì)算簡(jiǎn)圖：（排架結(jié)構(gòu)：柱頂與

3、屋架為鉸接 ，柱底與基礎(chǔ)頂面為固接。鋼架結(jié)構(gòu)：與排架結(jié)構(gòu)不同，門架結(jié)構(gòu)中的柱與橫梁剛接為同一構(gòu)件，而柱與基礎(chǔ)一般為鉸接，有時(shí)也采用剛接。）3. 單層廠房結(jié)構(gòu)通常由哪些結(jié)構(gòu)組成？ 了解各部分結(jié)構(gòu)的組成、作用。 P96答：?jiǎn)螌訌S房結(jié)構(gòu)通常由屋蓋結(jié)構(gòu)、縱、橫向平面排架、圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成。屋蓋結(jié)構(gòu)由排架柱頂以上部分各構(gòu)件（包括屋面板、天窗架、屋架、托架等）所組成，其作用主要是圍護(hù)和承重 （承受屋蓋結(jié)構(gòu)的自重、屋面活載、雪載和其他荷載，并將這些荷載傳給排架柱），以及采光和通風(fēng)。橫向平面排架由橫梁（屋架或屋面梁）和橫向柱列（包括基礎(chǔ)）所組成，是廠房的基本承重結(jié)構(gòu)。廠房承受的豎向荷載及橫向水平荷載主要通過橫向平

4、面排架傳至基礎(chǔ)及地 基，縱向平面排架作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定性和剛度，承受吊車縱向水平荷載、 縱向水平地震作用、 溫度應(yīng)力以及作用在山墻及天窗架端壁并通過屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向風(fēng)荷載等圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括縱墻、橫墻（山墻）、抗風(fēng)柱、連系梁、基礎(chǔ)梁等構(gòu)件。這些構(gòu)件所承受的荷載，主要是墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載。4. 屋蓋結(jié)構(gòu)分為哪幾種體系？采用預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板的屋蓋體系通常為（）。P97答：屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁和有檁兩種體系。采用預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板的屋蓋體系通常為無檁體 （p107）5. 單層廠房中的（）是主要承重結(jié)構(gòu)，而（、和）是主要承重構(gòu)件。P99答：?jiǎn)螌訌S房中的橫向排架是主要承重

5、結(jié)構(gòu)，而屋架、吊車梁、排架柱和基礎(chǔ)是主要承重構(gòu)件6. 簡(jiǎn)述柱網(wǎng)布置的原則及常用模數(shù)。P100答：柱網(wǎng)布置的原則，首先應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝及使用要求，在此前提下力求建筑平面和結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理；另外，還應(yīng)遵守廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則的規(guī)定，為廠房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化和施工機(jī)械化創(chuàng)造條件。當(dāng)廠房跨度小于或等于18 m時(shí)，應(yīng)以3 m為模數(shù)，即9 m，12 m，15 m和18 m;當(dāng)廠房跨度大于 18 m時(shí)應(yīng)以6 m為模數(shù)，即24m,30 m,36 m 等7.位于地震區(qū)的單層廠房，哪些情況下應(yīng)設(shè)計(jì)防震縫？防震縫的寬度如何確定？P101答：位于地震區(qū)的單層廠房，如因生產(chǎn)工藝或使用要求而使其平、立面布置復(fù)雜或結(jié)構(gòu)

6、相鄰兩部分的剛度 和高度相差較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫將相鄰兩部分分開，防震縫的兩側(cè)應(yīng)布置墻或柱。防震縫的寬度根據(jù)抗震設(shè)防烈度 和縫兩側(cè)中較低一側(cè)房屋的高度確定。&單層廠房一般需要設(shè)置各種支撐，這些支撐主要起什么作用？支撐的分類有哪些？熟悉各種支撐的布置原則。P101答：?jiǎn)螌訌S房支撐分屋蓋支撐和柱間支撐兩類1屋蓋支撐包括上、下弦橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐與縱向水平系桿、天窗架支撐等。（上弦橫向水平支撐作用 我覺得會(huì)考 是保證屋架上弦桿在平面外的穩(wěn)定和屋蓋縱向水平剛度 ，同時(shí)還作為山墻抗風(fēng)柱頂端的水平支座，承受由山墻傳來的風(fēng)荷載和其他縱向水平荷載并將其傳至廠房的縱向柱列。下弦橫向水平支撐作用

7、是將山墻風(fēng)荷載及縱向水平荷載傳至縱向柱列，同時(shí)防止屋架下弦的側(cè)向振動(dòng)?？v向水平支撐作用是加強(qiáng)屋蓋結(jié)構(gòu)的橫向水平剛度。垂直支撐和水平系桿垂直支撐的作用是保證屋架承受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳遞縱向水平力，因而應(yīng)與下弦橫向水平支撐布置在同一柱間內(nèi)。天窗架支撐用以保證天窗架上弦的側(cè)向穩(wěn)定和將天窗端壁上的風(fēng)荷載傳給屋架。2.柱間支撐是縱向平面排架中最主要的抗側(cè)力構(gòu)件，其作用是承受由抗風(fēng)柱和屋蓋橫向水平支撐傳來的山墻風(fēng)載，由屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向水平地震作用以及由吊車梁傳來的吊車縱向水平制動(dòng)力，并將它們傳給基礎(chǔ)。另外，柱間支撐還能提高廠房結(jié)構(gòu)的縱向剛度。詳細(xì)的布置原則看書吧?？癸L(fēng)柱起什么作用？何時(shí)需要布置抗風(fēng)

8、柱？抗風(fēng)柱與屋架的連接應(yīng)滿足哪兩個(gè)要求？P105答：?jiǎn)螌訌S房的山墻受風(fēng)面積較大，一般需設(shè)抗風(fēng)柱將山墻分成幾個(gè)區(qū)段 ，使墻面受到的風(fēng)荷載，一部分（靠近縱向柱列區(qū)段）直接傳給縱向柱列，另一部分則經(jīng)抗風(fēng)柱下端傳給基礎(chǔ)和經(jīng)抗風(fēng)柱上端通過屋蓋系統(tǒng)傳至縱向柱列。當(dāng)廠房高度及跨度不大時(shí)（例如柱頂高度在8 m以下，跨度為912 m），可在山墻設(shè)置磚壁柱作為抗風(fēng)柱；當(dāng)廠房高度和跨度較大時(shí)般都采用鋼筋混凝土抗風(fēng)柱，柱外側(cè)再貼砌山墻。當(dāng)廠房高度很大時(shí)，山墻所抗風(fēng)柱與屋架的連；二是在豎直方向應(yīng)允受的風(fēng)荷載很大，為減小抗風(fēng)柱的截面尺寸，可在山墻內(nèi)側(cè)設(shè)置水平抗風(fēng)梁或鋼抗風(fēng)桁架。接方式應(yīng)滿足兩個(gè)要求：一是在水平方向必須與屋

9、架有可靠的連接以保證有效地傳遞風(fēng)荷載許兩者之間產(chǎn)生一定的相對(duì)位移，以防止抗風(fēng)柱與屋架沉降不均勻時(shí)產(chǎn)生不利影響。10.圈梁起什么作用？圈梁與柱子之間如何連接？P106答：圈梁作用是將墻體與排架柱、抗風(fēng)柱等箍在一起，以增強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降 或較大的振動(dòng)荷載對(duì)廠房產(chǎn)生不利影響。圈梁與柱連接僅起拉結(jié)作用，不承受墻體自重，故柱子上不必設(shè)置支承圈梁的牛腿。11.當(dāng)廠房高度較大（如15米以上）、墻體的砌體強(qiáng)度不足以承受本身自重時(shí)，或設(shè)置有高側(cè)懸墻時(shí)，需在墻下布置（過梁 基礎(chǔ)梁 圈梁 連系梁）。P107答：連系梁12什么時(shí)候需要設(shè)置托架？ P110答：當(dāng)廠房全部或局部柱距為 12 m或

10、12 m以上而屋架間距仍用6 m時(shí)，需在柱頂設(shè)置托架，以支承中間屋架。13. 吊車梁一般根據(jù)什么因素選用？ P110 加截面承載力計(jì)算和內(nèi)力分析；答：吊車梁一般根據(jù)吊車的起重量、工作級(jí)別、跨度和臺(tái)數(shù)以及排架柱距等因素選用。14. 排架柱的截面尺寸是根據(jù)哪兩個(gè)條件確定的？簡(jiǎn)述排架柱設(shè)計(jì)的一般步驟。P112答：排架柱的截面尺寸是根據(jù)截面承載力和截面剛度兩個(gè)條件決定的。 選擇柱的形式、確定截面尺寸、配 筋計(jì)算、吊裝驗(yàn)算、牛腿設(shè)計(jì) 加截面承載力計(jì)算和內(nèi)力分析； （不確定）15. 柱子的截面型式和截面尺寸是如何確定的？柱高 h為800cm的柱，應(yīng)采用什么樣的截面型式？ P111答：矩形截面柱截面尺寸不宜

11、過大 ,截面高度一般在700 mm以內(nèi)。在柱截面高度為6001 400 mm時(shí)采用 工字形截面柱。當(dāng)柱的截面高度大于 1 400 mm 時(shí) , 宜采用平腹桿或斜腹桿雙肢柱。排架柱的截面尺寸是根據(jù)截面承載力和截面剛度兩個(gè)條件決定的。 （有省略） 應(yīng)采用工字形截面柱 （不確定）16. 單層廠房基礎(chǔ)的主要形式有哪些？基礎(chǔ)的底面尺寸、基礎(chǔ)高度和外形尺寸如何確定？ P114答：?jiǎn)螌訌S房一般采用柱下單獨(dú)基礎(chǔ) , 其主要形式有杯形基礎(chǔ)、高杯基礎(chǔ)、爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)和預(yù)制樁基礎(chǔ)等。 基礎(chǔ)底面尺寸是根據(jù)基底反力和地基承載力由計(jì)算確定?；A(chǔ)高度和外形尺寸確定方法請(qǐng)參考書本115頁17. 排架柱柱子的插入深度如何確定？與什

12、么因素有關(guān)？ P115答： 按柱的類型和截面高度確定 柱子插入深度應(yīng)保證預(yù)制柱嵌固在基礎(chǔ)中、滿足柱內(nèi)受力鋼筋錨固長(zhǎng)度要求 , 并應(yīng)考慮吊裝安裝時(shí)柱的穩(wěn)定性。18. 對(duì)于鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，在確定其計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)作了哪些假定？ P117答： （1 ） 柱下端嵌固于基礎(chǔ) , 固定端位于基礎(chǔ)頂面。 （2 ） 柱頂與屋架或屋面梁為鉸接 , 只能傳遞豎向軸力和水 平剪力 , 不能傳遞彎矩。 （3 ） 橫梁（ 即屋架或屋面梁 ）為軸向剛度很大的剛性連桿。19. 當(dāng)單層廠房有多臺(tái)吊車作用時(shí)，在進(jìn)行豎向荷載組合時(shí)，規(guī)范有何相關(guān)規(guī)定？P124答：計(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車豎向荷載時(shí) , 對(duì)單跨廠房的每個(gè)排架 , 參與組合

13、的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于 2 臺(tái);對(duì)多跨廠房的 每個(gè)排架 , 不宜多于 4 臺(tái)。20. 內(nèi)力組合時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ P136答：（1 ）在任何情況下，都必須考慮恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。 （2 ）在吊車豎向荷載中，Dmax或Dmin可能作用在同一跨 廠房的左柱上 , 也可能作用在右柱上 , 兩者只能選擇一種 （ 取不利內(nèi)力 ）參加組合。 （3 ） 吊車橫向水平荷載 Tmax 作 用在同一跨內(nèi)的兩個(gè)柱子上 ，向左或向右，只能選取其中一種參加組合。（4 ）在同一跨內(nèi)Dmax和Dmin與Tmax不 一定同時(shí)發(fā)生，故組合Dmax或Dmi n產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，不一定要組合Tmax產(chǎn)生的內(nèi)力。考慮到Tmax既可向左又可 向

14、右作用的特性，所以若組合了 Dmax或Dmin產(chǎn)生的內(nèi)力，則同時(shí)組合相應(yīng)的Tmax產(chǎn)生的內(nèi)力（多跨時(shí)只取一項(xiàng)） 才能得到最不利的內(nèi)力組合。但是 ，如果組合時(shí)取用了 Tmax產(chǎn)生的內(nèi)力，則必須取用相應(yīng)的Dmax或Dmi n產(chǎn)生 的內(nèi)力。(5 )風(fēng)荷載有向左、向右吹兩種情況 ，只能選擇一種參加組合。(6 )由于多臺(tái)吊車同時(shí)滿載的可能性較小 所以當(dāng)多臺(tái)吊車參與組合時(shí)，其內(nèi)力應(yīng)乘以相應(yīng)的荷載折減系數(shù)。21. 了解單層廠房整體空間工作的基本概念。在設(shè)計(jì)中，如果要考慮整體空間工作時(shí)，只對(duì)什么荷載考慮？如何計(jì)算？p132、P133答：由于屋蓋等縱向聯(lián)系構(gòu)件將各榀排架或山墻聯(lián)系在一起，故各榀排架或山墻不能單獨(dú)

15、變形 ，而是相互制約。這種排架與排架，排架與山墻之間的相互制約作用 ，稱為廠房的整體空間作用。由于廠房?jī)?nèi)的吊車荷載為局部荷載，故在吊車荷載作用下，可按考慮廠房空間作用的方法計(jì)算排架內(nèi)力。考慮廠房整體空間作用時(shí)排架內(nèi)力計(jì)算步驟(1 )先假定排架柱頂無側(cè)移，求出在吊車水平荷載 Tmax作用下的柱頂反為R(或RA，RB )以及相應(yīng)的柱頂剪 力;(2 )將柱頂反力R乘以空間作用分配系數(shù) 卩，并將它反方向施加于可側(cè)移的平面排架上,求出各柱頂剪力n A卩R，n Bu R ；(3 )將上述兩項(xiàng)計(jì)算求得的柱頂剪力疊加，即為考慮空間作用的柱頂剪力 ；根據(jù)柱頂剪力及柱上實(shí)際承受的荷載，可求出各柱的內(nèi)力。22. 熟

16、悉牛腿的破壞形態(tài)及牛腿的鋼筋配置計(jì)算和構(gòu)造。P138答：牛腿的三種主要破壞形態(tài)彎壓破壞斜壓破壞剪切破壞。牛腿的鋼筋配置計(jì)算和構(gòu)造見P13923. 柱在吊裝驗(yàn)算時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)根據(jù)()來確定。P141答：柱在吊裝驗(yàn)算時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)根據(jù)具體吊裝方法來確定。24. 簡(jiǎn)述吊車荷載的特點(diǎn)。P122答：吊車荷載在設(shè)計(jì)時(shí)是依據(jù)吊車制造廠當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品規(guī)格確定的。對(duì)于一般的橋式吊車，作用在廠房橫向排架上的吊車荷載有吊車豎向荷載 和橫向水平荷載；作用在廠房縱向排架結(jié)構(gòu)上的為 吊車縱向水平荷載。計(jì)算排架考慮多臺(tái) 吊車豎向荷載時(shí)，對(duì)單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于 2臺(tái);對(duì)多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4 臺(tái)。作用在每榀排架上的吊車豎向荷載，是由參與組合的幾臺(tái)吊車通過吊車梁傳給柱的吊車梁支座反力。橋式吊車的卷揚(yáng)機(jī)小車起吊重物后在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生慣性力，即橫向水平制動(dòng)力?？紤]到吊車輪以很大的豎向壓力壓在軌頂上，它們之間的摩擦力足以傳遞小車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力，故吊車橫向水平制動(dòng)力應(yīng)該按兩側(cè)柱的側(cè)移剛度大小分配。作用在排架柱上的吊車橫向水平荷載是由不多于2臺(tái)且處于最不利位置的吊車橫向水平制動(dòng)力通過吊車梁傳給柱的最大