建筑結構與力學一二

9鋼筋混凝土結構單層廠房

本章主要介紹單層廠房的類型、結構組成、受力特點、支撐體系以及主要構件的類型。要求了解單層工業(yè)廠房的類型及其受力特點，單層工業(yè)廠房主要構件的類型及其特點，以及支撐的布置原則；掌握單層廠房結構的組成及其作用，支撐體系的種類及其作用，以及基本構件與柱連接方式。本章提要根據(jù)不同使用要求，工業(yè)廠房可設計為單層廠房和多層廠房。按承重結構材料的不同，工業(yè)廠房可分為鋼筋混凝土結構廠房、鋼結構廠房、混合結構廠房。鋼筋混凝土結構單層廠房按主要承重結構形式分為排架結構和剛架結構，如圖9.1所示。

排架結構由屋架（或屋面梁）、柱、基礎組成，其中柱與基礎剛接，而屋架（或屋面梁）與柱鉸接。排架結構按所用材料的不同分為鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架結構、鋼筋混凝土排架結構。

剛架結構是指梁或屋架與柱剛性連接的結構。常用的剛架結構有鋼筋混凝土門式剛架結構和鋼框架結構。圖9.1鋼筋混凝土單層廠房結構的基本類型本章內(nèi)容9.1

單層廠房的結構組成及受力特點9.2

單層廠房的支撐體系9.3

主要構件的類型及與柱的連接9.1單層廠房的結構組成及受力特點

鋼筋混凝土排架結構單層廠房通常由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊車梁、連系梁、柱和基礎等構件組成，如圖9.2所示。其中，橫向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等構件組成橫向承重體系，稱為橫向排架；縱向柱列、吊車梁、連系梁、柱間支撐、柱基等構件組成縱向承重體系，稱為縱向排架。(1)屋蓋結構

屋蓋結構由以下構件組成：屋面板、天窗架、屋架（或屋面梁）、托架。屋蓋結構分為有檁體系和無檁體系兩種。大型屋面板直接支承（焊接）在屋架或屋面梁上稱為無檁體系，而小型屋面板（瓦材）支承在檁條上，檁條又支承在屋架上，稱為有檁體系。屋蓋的主要作用是承受屋面荷載、雪荷載、積灰荷載、自重等荷載，并將這些荷載傳給排架柱。(2)橫向排架

橫向排架是主要承重結構，主要承受豎向荷載（結構自重、屋面活荷載、豎向吊車荷載等）和橫向水平力（風荷載、吊車橫向制動力、地震作用），如圖9.3。(3)縱向排架縱向排架一方面承受著縱向水平荷載（屋蓋結構傳來縱向風荷載、吊車縱向制動力、縱向水平地震力等），另一方面還起著保證結構縱向剛度和穩(wěn)定的作用，如圖9.4。(4)吊車梁主要承受吊車荷載（包括豎向荷載、橫向和縱向水平荷載），并通過牛腿把它傳給橫向排架或縱向排架，同時起著連系縱向柱列的作用。(5)支撐包括柱間支撐和屋蓋支撐，其主要作用是加強結構的空間剛度和穩(wěn)定性，同時傳遞風荷載、吊車縱向水平荷載。(6)連系梁、基礎梁和抗風柱連系梁和基礎梁一方面承受外墻的荷載，另一方面也起著形成縱向排架的作用。設置在山墻的抗風柱主要作用是將山墻上的風荷載傳遞給屋蓋和基礎。(7)基礎基礎承受排架以及基礎梁傳來的荷載，并將這些荷載傳給地基。單層廠房所受的荷載及其傳遞路線如圖9.5。圖9.2鋼筋混凝土排架結構單層廠房圖9.3單層廠房橫向平面排架及其荷載示意圖圖9.4縱向平面排架結構示意圖圖9.5單層廠房的荷載傳遞路線9.2單層廠房的支撐體系在裝配式單層廠房結構中，支撐不是主要承重構件，但卻是聯(lián)系各主要承重構件以構成整體廠房空間結構的重要組成部分，對廠房的剛度和穩(wěn)定性起著很重要的作用。

支撐的作用是：使廠房形成空間骨架，保證廠房的空間剛度；保證結構構件的穩(wěn)定；傳遞水平荷載。包括屋架上弦、下弦橫向水平支撐，屋架縱向水平支撐，垂直支撐和水平系桿。(1)

屋架垂直支撐及水平系桿

屋架垂直支撐是指兩個屋架之間沿縱向設置在豎向平面內(nèi)的支撐，水平系桿是指兩個屋架之間沿縱向設置的水平桿，如圖9.6。

屋架垂直支撐和水平系桿的作用是保證屋架在安裝和使用階段的側向穩(wěn)定，增加廠房的整體剛度。9.2.1屋蓋支撐垂直支撐的布置原則為：

①當屋架跨度小于18m，且無天窗時，可不設垂直支撐和水平系桿，有天窗時，可在屋架節(jié)點處設置一道水平系桿；當屋架跨度大于18m且不超過30m時，應在屋架跨中設置一道垂直支撐和水平系桿，垂直支撐布置在廠房端部以及伸縮縫的第一或第二柱間，如果不是三角形屋架而是梯形屋架，在支座處也應布置垂直支撐，如圖9.6(a)。

②當屋架跨度大于30m，除按照18～30m跨度布置外，還應在屋架跨度1／3左右節(jié)點處設置兩道垂直支撐和水平系桿，如圖9.6(b)。水平系桿布置原則：當采用大型屋面板時，應在未設置支撐的屋架間相應于布置垂直支撐平面的屋架下弦和屋架上弦節(jié)點處設置通長的水平系桿。如果為有檁體系，上弦節(jié)點處的水平系桿可用檁條代替，僅在下弦設置，如圖9.7。(3)屋架下奔弦橫向竊水平支差撐屋架綁下弦六橫向爸水平曉支撐的作用憂是：將作用掌在屋架逢下弦的米縱向水印平力傳沈遞給縱庭向排架登柱，保揪證屋架塊下弦的期側向穩(wěn)意定。當屋架輸下弦設扭有懸掛厘吊車或務山墻抗舞風柱與碗屋架下泛弦連接紡，或吊明車噸位聽大、振速動荷載吧大時，妻均應設協(xié)置屋架撤下弦橫枯向水平轉支撐，如圖9.古8。(4客)屋架縱件向水平穴支撐屋架縱懲向水平頓支撐常習設置在殲屋架下甩弦的端他部節(jié)間夕，并與刷下弦橫捎向水平貨支撐組弄成封閉姜的支撐壺體系（圖9.8），披以利逗于增夠強廠謙房的遭整體棕性。繁當廠機房設鴨有托犬架或50k譜N以上艷的壁每行吊握車，鞠或吊新車噸被位大春、振催動荷喂載大潔時，距均須劫設置肥屋架催間的曾縱向魯水平附支撐衡。當屋蓋用結構中孟設有托軟架，且出沒有保湯證托架果上弦穩(wěn)醋定的特附殊結構當措施時厲，應沿確托架的略一側設耕置下弦笨縱向水衡平支撐巴，如圖9.索9。(5插)天窗怨架支避撐天窗繞架支移撐的作用用是保證攻天窗蛙架平剖面外口的穩(wěn)租定性繳，以府將天遙窗端灑壁的閘水平水風荷黃載傳綿遞給林屋架攻。天窗挽架支拖撐應零盡可袋能與渡屋架醉上弦籌支撐君布置鞋在同蛾一柱凈間，如圖9.若10。圖9.6垂直叉支撐茄和水登平系霉桿的援布置（a）跨度矮大于18m小于30m；(b斯)跨度大留于30m圖9.爐6垂直痕支撐提和水血平系群桿的覺布置（a）跨版度大搶于18m小于30斑m；(b)跨度大話于30m圖9.6垂直意支撐臘和水標平系敢桿的帽布置（a）跨度盯大于18m小于30役m；(b優(yōu))跨度顛大于30被m圖9.餅7上弦遲橫向餓水平嗚支撐(a)有天易窗時都；（b）無累天窗士時圖9.樸8屋架堆下弦行水平棉支撐圖9.8屋架炒下弦紙水平右支撐圖9.楊9托架的笑下弦縱臉向水平希支撐圖9.睛10天窗糖架支碑撐圖柱間撓支撐欠按位鬼置分晴為上柱凳柱間灑支撐和下柱柱畝間支撐。前者的楚作用是抵抗山蹈墻傳來波的風荷欠載；后者的雜作用是承受爹上部主支撐蹈傳來莫的力埋和吊距車的爹縱向漁制動押力。育柱間哲支撐和還起娘著增琴強廠較房的剛縱向障剛度銅和穩(wěn)嚴定性免的作慘用。剪柱間鑄支撐潤應布稠置在血廠房哭伸縮宅縫區(qū)成段的券中部訂，以蒸減少健溫度貼應力訊，上悄柱柱秀間支息撐可靠設置歡在廠信房兩愚端的毀第一弦柱間律，以范便直伶接傳匹遞山攤墻傳負來的架荷載爆，如圖9.1物1。9.捐2.規(guī)2柱間支竟撐非地震信區(qū)的單剃層廠房字，當屬守下列情懼況之一岡時，應設蘇置柱蜂間支諸撐：弊(1煮)設有懸絹臂式吊斗車，或30k馳N及以上開的懸掛嶼式吊車破；(2裕)設有重捉級工作倉制吊車方，或設殿有中、版輕級工椅作制吊酷車，其毯起重量剝均在10紡0k忘N及其將以上機；(3遺)廠房的比跨度在18m及以上慘，或柱串高在8m以上；敞(4)廠房秋縱向糊列柱窄在7根以讀上；吃(5)露天軟吊車池棧橋賣的柱暈列。圖9.1粘1柱間日支撐悶布置9.3主要構程件的類裙型及與庭柱的連嶄接(1富)屋面板單層擇廠房測常用楊的屋榆面板澆類型須和特曠點見表9.1。其驚中第1～3種適膚用于宵無檁版體系遺屋蓋嫌；第4、5種適用霧于有檁沙體系屋劑蓋，需配虧合表9.2的檁駛條使珍用。檁條的漿作用是支撐俗小型駝屋面鎮(zhèn)板并軍把屋嬸面板云上的翻荷載汗傳遞理到屋引架。艘常見基的檁冊條類茄型見表9.蜻2。9.穩(wěn)3.崇1主要構出件的類害型(2寺)屋架避與屋領面梁屋架和情屋面梁矩是廠房標結構最捐主要的戚承重構禾件之一志，常用靠的屋架返形式、套跨度、蕩特點及旅適用條掉件見表9.攝3。(3托)吊車埋梁吊車梁踐是廠房喪結構中趨承受吊衛(wèi)車荷載碰的構件掌，常用生的吊車習梁及適最用條件見表9.榮4。(4涼)柱柱是捏單層反工業(yè)厭廠房繭中主覆要的姿承重什構件饒，其繡常用刊截面仙形式配有矩摸形截晝面、子工字泄形截諸面以葬及雙麥肢柱盼截面終等，見圖9.1咐2。矩形泳柱外形知簡單，深施工方霜便，但診自重大吉，浪費建材料，振僅用于羨一般小咽型廠房行或上柱絡，截面斧高度小緩于50晃0m庭m；工字懸形柱受祝力合理蠅，節(jié)省疤材料，叔自重較嬸輕，廣遣泛用于刺各類中噸型廠房鎮(zhèn)，截面宏高度為600～120舞0mm；雙成肢柱佩較工初字形遷柱更考節(jié)省棋材料獨，適這用于桂重型棟廠房洲。(5奔)基礎露單層館廠房吐常用陶柱下誼獨立麗基礎徹（圖9.1吼3），癢這種演基礎綁分為冰階形倒和錐積形兩厲種形丈式。陵由于且其與歐預制鐮柱的夠連接蜜部分乏做成濃杯口喜，故漆也稱嬌為杯?？诨鶈〉A。腔由于師地質(zhì)嚴條件須的影床響，煩需要腿基礎慕深埋掀，但朵為了耗方便每施工屢，要銳求柱許子有慎統(tǒng)一或的長庫度，擁為此訴，需擱將杯疫口升樓高，迷形成烈高杯穗口基此礎。級高杯抖口基赤礎由亞杯口同、短舉柱、后底板疊組成踐。當上楊部荷耍載較隊大、綠地基銜承載盟力較凈低或弓地質(zhì)揉條件抽不好踢時，斗也常州采用侵柱下雨條形讓基礎授或樁耽基礎敘，如圖9.1嗎4所示。表9.1屋面板她類型表表9.2鋼筋混缸凝土檁格條類型表9.夏3鋼筋混仿凝土屋待架類型表9.梯4鋼筋撈混凝上土吊盼車梁盞類型圖9.參12柱的截程面形式哥（a）矩柔形截躍面柱著；(b)工字形衫截面柱歲；(c)平腹桿肉雙肢柱紀；(d燙)斜腹喜桿雙制肢柱論圖9.小13柱下獨獄立基礎碼的形式祥（a）階形拼基礎；透（b）錐形肚基礎；甲（c）高杯疏口基礎圖9.1驢4樁基礎(1)屋架務與柱尺的連格接屋架與費柱的連妨接方法搶有焊接棟和螺插栓連珠接兩種，如圖9.1閘5。焊接免法是在屋絨架（或嗓屋面梁片）端部蹲支承部害位的預貸埋件底侍部焊上濤一塊墊醉板，待削屋架（狠或屋面心梁）端急部就位捕矯正后冷，與柱女預埋鋼烘板焊接屬牢固。螺栓稀連接請方式是在柱清頂伸出私預埋螺季栓，在腐屋架（曉或屋面毫梁）端紙部支承蹈部位焊輕上帶有全缺口的丘支承鋼蒜板，就賣位矯正阿后，用厭螺母擰與緊。9.笨3.電2構件瞎與柱艦的連彼接(2馬)吊車笛梁與彈柱的浴連接售吊車梁響與柱的種連接，晃多采用閱焊接。帆為承受野吊車橫割向水平托剎車力敞，吊車掩梁上翼述緣與柱洽間用鋼君板或角美鋼焊接牢；為承簡受吊車漫梁豎向嫁壓力，倍吊車梁武底部安服裝前應純焊接上據(jù)一塊墊柴板（或語稱支承謹鋼板）振與柱牛籮腿頂面宅預埋鋼打板焊牢杜，如圖9.棗16所示。吊車朝梁的對峽頭空隙低，吊車貝梁與柱政之間的充空隙均涉