混凝土结构设计第3章-单层厂房结构.ppt

1、 机械工业出版社机械工业出版社概述概述 结构组成结构组成 结构布置结构布置 构件选型与截面设计构件选型与截面设计 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析 排架柱的设计排架柱的设计 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析柱的设计柱的设计 1 工业厂房的分类工业厂房的分类 工业厂房由于生产性质、工艺流程、机械设备和产品的不同，按工业厂房由于生产性质、工艺流程、机械设备和产品的不同，按层数层数分类，分类，可分为：可分为：单层厂房单层厂房多层厂房多层厂房层数混合层数混合的厂房的厂房如精密仪表、电子、食品等工业如精密仪表、电子、食品等工业如化学工业、热电厂等如化学工业、热电厂等如冶金或机械厂的炼钢、

2、轧钢、铸造、锻压、金工、装如冶金或机械厂的炼钢、轧钢、铸造、锻压、金工、装配等车间，一般因设有大型机器或设备，产品较重且轮配等车间，一般因设有大型机器或设备，产品较重且轮廓尺寸较大，故宜直接在地面上生产而设计成单层厂房廓尺寸较大，故宜直接在地面上生产而设计成单层厂房 混合结构混合结构 钢筋混凝钢筋混凝土结构土结构 2 单层厂房的分类单层厂房的分类 对无吊车或吊车吨位不超过对无吊车或吊车吨位不超过5t、跨度在、跨度在15m以内、柱顶标高以内、柱顶标高不超过不超过8m且无特殊工艺要求的小型厂房，可采用混合结构且无特殊工艺要求的小型厂房，可采用混合结构 对有重型吊车、跨度大于对有重型吊车、跨度大于3

3、6m或有特殊工艺要求的大型厂房，或有特殊工艺要求的大型厂房，可采用全钢结构或由钢筋混凝土柱与钢屋架组成的结构可采用全钢结构或由钢筋混凝土柱与钢屋架组成的结构 （1）按生产规模按生产规模可分为：可分为：大型大型、中型中型和和小型小型；（2）按主要承重材料按主要承重材料可分为：可分为：钢结构钢结构 除上述情况以外的单层厂房均可采用混凝土结构。而且除特除上述情况以外的单层厂房均可采用混凝土结构。而且除特殊情况之外，一般均采用装配式钢筋混凝土结构殊情况之外，一般均采用装配式钢筋混凝土结构2 单层厂房的分类单层厂房的分类 排架结构排架结构 门式刚架结构门式刚架结构 （3）按承重结构体系按承重结构体系可分

4、为：可分为：排架结构排架结构和和刚架结构刚架结构 1 结构组成结构组成 单层厂房结构是由一些构件组成的一个复杂的空间受力体系，可将结构单层厂房结构是由一些构件组成的一个复杂的空间受力体系，可将结构整体分为以下几个子结构体系整体分为以下几个子结构体系:单层厂房结构单层厂房结构1.屋面板屋面板2.天沟板天沟板 3.天窗架天窗架 4.屋架屋架 5.托架托架 6.吊车梁吊车梁 7.排架柱排架柱 8.抗风柱抗风柱 9.基基 础础 10.连系梁连系梁 11.基础梁基础梁12.天窗架垂天窗架垂直支撑直支撑 13.屋架下弦屋架下弦横向水平支撑横向水平支撑14.屋架端部屋架端部垂直支撑垂直支撑 15.柱间支撑柱

5、间支撑屋盖结构屋盖结构 有檩体系有檩体系 无檩体系无檩体系 由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑组成，有时还包括有天窗架盖支撑组成，有时还包括有天窗架和托架等构件和托架等构件 由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成支撑所组成 屋盖结构屋盖结构1 结构组成结构组成 横向排架横向排架 结结 构构 由横梁、横向柱由横梁、横向柱列及其基础所组列及其基础所组成的平面骨架，成的平面骨架，是厂房的基本承是厂房的基本承重结构。厂房承重结构。厂房承受的竖向荷载及受的竖向荷载及横向水平荷载主横向水平荷载主要通过横向平面要通过横向平面排架传至基础及排架传

6、至基础及地基地基横向平面排架组成及荷载图横向平面排架组成及荷载图1 结构组成结构组成 纵向排架纵向排架 结结 构构 由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑和基础等构件组由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑和基础等构件组成的纵向平面骨架。成的纵向平面骨架。作用作用是保证厂房结构的纵向稳定性和是保证厂房结构的纵向稳定性和刚度，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、温度刚度，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、温度应力以及作用在山墙及天窗架端壁并通过屋盖结构传来的应力以及作用在山墙及天窗架端壁并通过屋盖结构传来的纵向风荷载等纵向风荷载等围护结构围护结构 位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙）、抗

7、风柱、连位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、连系梁、基础梁等构件。这些构件所承受的荷载，主要是墙系梁、基础梁等构件。这些构件所承受的荷载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载纵向平面排架纵向平面排架组成及荷载图组成及荷载图1 结构组成结构组成 单层厂房结构中，纵向平面排架和横向平面排架间主要通过屋盖结构和单层厂房结构中，纵向平面排架和横向平面排架间主要通过屋盖结构和支撑体系相连接而形成空间结构，支撑体系相连接而形成空间结构，各构件及其作用各构件及其作用为为单层厂房结构构件及其作用单层厂房结构构件及其作用 构件名称构件名称构件作用构件作

8、用备注备注屋屋盖盖结结构构屋面板屋面板承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用支撑在屋架（屋支撑在屋架（屋面梁）或檩条上面梁）或檩条上天沟板天沟板屋面排水并承受屋面积水及天沟板上的构造层自屋面排水并承受屋面积水及天沟板上的构造层自重、施工荷载等，并将它们传给屋架重、施工荷载等，并将它们传给屋架天窗架天窗架形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传来的荷

9、载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋来的荷载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋架架托架托架当柱距比屋架间距大时，用以支撑屋架，并将荷当柱距比屋架间距大时，用以支撑屋架，并将荷载传给柱载传给柱1 结构组成结构组成 构件名称构件名称构件作用构件作用备注备注屋屋盖盖结结构构屋架或屋架或屋面梁屋面梁与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，并将它们传给柱向荷载，并将它们传给柱檩条檩条支撑小型屋面板（或瓦材），承受屋面板传来支撑小型屋面板（或瓦材），承受屋面板传来的荷载，并将它们传给屋架的荷载，并将它们传给屋架有檩体系屋盖有檩体系屋盖中采用中采用柱柱排架柱排

10、架柱承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础同时为横向排同时为横向排架和纵向排架架和纵向排架中的构件中的构件抗风柱抗风柱承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结构和基础构和基础也是围护结构也是围护结构的一部分的一部分支支撑撑体体系系屋盖屋盖支撑支撑加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架结构风荷载传给排架结构柱间柱间支撑支撑加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵加强厂房的纵向刚度和稳定性，

11、承受并传递纵向水平荷载至排架柱或基础向水平荷载至排架柱或基础1 结构组成结构组成 构件名称构件名称构件作用构件作用备注备注围围护护结结构构外纵墙外纵墙山墙山墙厂房的围护构件，承受风荷载及其自重厂房的围护构件，承受风荷载及其自重连系梁连系梁连系纵向柱列，增强厂房的纵向刚度，并将风荷载连系纵向柱列，增强厂房的纵向刚度，并将风荷载传递给纵向柱列，同时还承受其上部墙体的重量传递给纵向柱列，同时还承受其上部墙体的重量圈梁圈梁加强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或加强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载引起的不利影响较大振动荷载引起的不利影响过梁过梁承受门窗洞口上部墙体的重量，并将它

12、们传给门窗承受门窗洞口上部墙体的重量，并将它们传给门窗两侧墙体两侧墙体基础梁基础梁承受围护墙体的重量，并将它们传给基础承受围护墙体的重量，并将它们传给基础吊车梁吊车梁承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架别传给横向或纵向排架简支在柱简支在柱牛腿上牛腿上基础基础承受柱、基础梁传来的全部荷载，并将它们传给地承受柱、基础梁传来的全部荷载，并将它们传给地基基1 结构组成结构组成 工业设计要求工业设计要求 方案设计阶段方案设计阶段技术设计阶段技术设计阶段施工图阶段施工图阶段 确定柱网布置等平面问题确定柱网布置等平面问题 1 1 厂房结

13、构的设计步骤厂房结构的设计步骤 一个建设项目的设计，一般包括工艺设计、建筑设计、结构设计和设备一个建设项目的设计，一般包括工艺设计、建筑设计、结构设计和设备设计（如水、暖、电等）等几方面。就单层厂房结构设计而言，可分为方案设计（如水、暖、电等）等几方面。就单层厂房结构设计而言，可分为方案设计、技术设计和施工图绘制等三个阶段。设计、技术设计和施工图绘制等三个阶段。确定结构形式、标高等剖面问题确定结构形式、标高等剖面问题 选择结构构件类型选择结构构件类型 确定结构布置确定结构布置 确定结构计算简图确定结构计算简图 荷载计算及排架内力分析荷载计算及排架内力分析 结构构件（柱、基础等）设计结构构件（柱

14、、基础等）设计 结构布置图（屋面、柱、基础等）结构布置图（屋面、柱、基础等）构件布置与配筋图构件布置与配筋图 节点大样图节点大样图 2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置（1）上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑 屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、纵向水平系杆、天窗架支撑等。垂直支撑、纵向水平系杆、天窗架支撑等。构成构成：沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平 桁架。桁架。作用作用：保证屋架上弦的侧向稳定性；增强屋盖的整体刚度；作为山墙

15、保证屋架上弦的侧向稳定性；增强屋盖的整体刚度；作为山墙抗风柱的顶端水平支座，承受由山墙传来的风荷载和其他纵向水平荷抗风柱的顶端水平支座，承受由山墙传来的风荷载和其他纵向水平荷载，并传至厂房纵向柱列。载，并传至厂房纵向柱列。布置布置：当当屋盖为有檩体系，或屋盖为无檩体系，但屋面板与屋架的连屋盖为有檩体系，或屋盖为无檩体系，但屋面板与屋架的连接质量不能保证且抗风柱与屋架上弦连接，每一伸缩缝区段端部第一接质量不能保证且抗风柱与屋架上弦连接，每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置；或第二柱间布置；当当设有天窗，且天窗通过厂房端部的第二柱间或通设有天窗，且天窗通过厂房端部的第二柱间或通过伸缩缝，应在第一或

16、第二柱间的天窗范围内设置，并在天窗范围内过伸缩缝，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置，并在天窗范围内沿纵向设置沿纵向设置13道通长的受压系杆，将天窗范围内各榀屋架与上弦横道通长的受压系杆，将天窗范围内各榀屋架与上弦横向水平支撑连系起来。向水平支撑连系起来。上弦横向水平支撑布置上弦横向水平支撑布置2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置（2）下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑构成构成：沿厂房跨度方向用交叉角沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的水平桁架水平桁架。作用作用：将山墙风荷载及纵向水平将山墙风荷载及纵向水平荷载传至纵向柱列；防止屋架下荷载传至纵向柱列；防止屋

17、架下弦侧向振动。弦侧向振动。布置布置：当当屋架下弦设有悬挂吊车，屋架下弦设有悬挂吊车，或厂房内有较大振动，或山墙风或厂房内有较大振动，或山墙风荷载通过抗风柱传至屋架下弦，荷载通过抗风柱传至屋架下弦，应在每一伸缩缝区段两端的第一应在每一伸缩缝区段两端的第一或第二柱间设置，宜与上弦横向或第二柱间设置，宜与上弦横向水平支撑设置在同一柱间。水平支撑设置在同一柱间。下弦横向水平支撑布置下弦横向水平支撑布置2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置（3）纵向水平支撑纵向水平支撑构成构成：由交叉角钢、直杆和屋架下弦第一节间组成的纵向水平桁架由交叉角钢、直杆和屋架下弦第一节间组成的纵向水平桁架。作用作用：加强屋盖结构的

18、横向水平刚度；保证横向水平荷载的纵向分布，加强屋盖结构的横向水平刚度；保证横向水平荷载的纵向分布，加强厂房的空间工作；保证托架上弦的侧向稳定。加强厂房的空间工作；保证托架上弦的侧向稳定。布置布置：当当设有软钩桥设有软钩桥式吊车且厂房高度大、式吊车且厂房高度大、吊车起重量较大，应吊车起重量较大，应在屋架下弦端节间沿在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或局部厂房纵向通长或局部设置一道；设置一道；当当已设有已设有下弦横向水平支撑时，下弦横向水平支撑时，为保证厂房空间刚度，为保证厂房空间刚度，应尽可能与横向水平应尽可能与横向水平支撑连接，以形成封支撑连接，以形成封闭的水平支撑系统。闭的水平支撑系统。纵向水平

19、支撑布置纵向水平支撑布置2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置（4）垂直支撑垂直支撑构成构成：由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，形式为十字交叉形由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，形式为十字交叉形或或W形。形。作用作用：保证屋架受荷后在平面外的稳定；传递纵向水平力。保证屋架受荷后在平面外的稳定；传递纵向水平力。布置布置：应应与下弦横向水平支撑布置在同一柱间内。与下弦横向水平支撑布置在同一柱间内。当当厂房跨度小于厂房跨度小于18m且无天窗时，一般可不设垂直支撑和水且无天窗时，一般可不设垂直支撑和水平系杆；平系杆；当当厂房跨度厂房跨度1830m、屋架间距为、屋架间距为6m、采用大型屋面板时，、采用

20、大型屋面板时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置一道垂直支撑；一道垂直支撑；当当屋架跨度大于屋架跨度大于30m时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨度第二柱间，屋架跨度1/3左右的节点处设置两道垂直支撑。左右的节点处设置两道垂直支撑。2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置 垂直支撑和水平系杆布置图垂直支撑和水平系杆布置图2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置（5）水平系杆水平系杆构成构成：分为上弦水平系杆和下弦水平系杆分为上弦水平系杆和下弦水平系杆。作用作用：上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋

21、面梁受压翼缘的侧向稳定；上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定；下弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时屋架下弦侧向颤动。下弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时屋架下弦侧向颤动。布置布置：当当屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的水平系杆。垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的水平系杆。刚性系杆（压杆）刚性系杆（压杆）：凡设在屋架端部主要支承节点处和屋架上弦：凡设在屋架端部主要支承节点处和屋架上弦屋脊节点处的通长水平系杆，均应采用刚性系杆；当屋架

22、横向水屋脊节点处的通长水平系杆，均应采用刚性系杆；当屋架横向水平支撑设在伸缩缝区段两端的第二柱间内时，第一柱间内的水平平支撑设在伸缩缝区段两端的第二柱间内时，第一柱间内的水平系杆均应采用刚性系杆。系杆均应采用刚性系杆。柔性系杆（拉杆）柔性系杆（拉杆）：其余均可采用柔性系杆。：其余均可采用柔性系杆。2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置（6）天窗架支撑天窗架支撑构成构成：包括：包括天窗架上弦横向水平支撑、天窗架间的垂直支撑和水平系杆。天窗架上弦横向水平支撑、天窗架间的垂直支撑和水平系杆。作用作用：保证天窗架上弦的侧向稳定保证天窗架上弦的侧向稳定；将天窗端壁上的风荷载传给屋架；将天窗端壁上的风荷载传给屋

23、架。布置布置：纵向位置（柱间）纵向位置（柱间）：一般一般天窗架上弦横向水平支撑和垂直支撑均设天窗架上弦横向水平支撑和垂直支撑均设置在天窗端部第一柱间内。置在天窗端部第一柱间内。横向位置（道）横向位置（道）：一般一般垂直支撑设置在天窗两侧。垂直支撑设置在天窗两侧。水平系杆水平系杆：在未设置上弦横向水平支撑的天窗架间设置；应在上弦：在未设置上弦横向水平支撑的天窗架间设置；应在上弦节点处设置柔性系杆；对有檩屋盖体系，檩条可以代替柔性系杆。节点处设置柔性系杆；对有檩屋盖体系，檩条可以代替柔性系杆。2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置天窗架支撑布置天窗架支撑布置2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置3 3 柱间支

24、撑布置柱间支撑布置 构成构成：由交叉钢杆件由交叉钢杆件组成，交叉倾角宜取组成，交叉倾角宜取45，支撑钢构件的，支撑钢构件的截面尺寸需经承载力截面尺寸需经承载力和稳定计算确定和稳定计算确定。柱间支撑柱间支撑是是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件纵向平面排架中最主要的抗侧力构件。作用作用：提高厂房的纵向提高厂房的纵向刚度和稳定性；将吊车刚度和稳定性；将吊车纵向水平制动力、山墙纵向水平制动力、山墙及天窗端壁的风荷载、及天窗端壁的风荷载、纵向水平地震作用等传纵向水平地震作用等传至基础。至基础。柱间支撑作用示意图柱间支撑作用示意图分类分类：对于有吊车的厂房，按其位置可分为上柱柱间支撑和下对于有吊车的厂房，

25、按其位置可分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。柱柱间支撑。上柱柱间支撑上柱柱间支撑：位于牛腿上部，并在柱顶设置通长的刚性系位于牛腿上部，并在柱顶设置通长的刚性系杆；杆；承受作用在山墙及天窗壁端的风荷载，并保证厂房上部承受作用在山墙及天窗壁端的风荷载，并保证厂房上部的纵向刚度。的纵向刚度。下柱柱间支撑下柱柱间支撑：位于牛腿下部；位于牛腿下部；承受上部支撑传来的内力、承受上部支撑传来的内力、吊车纵向制动力和纵向水平地震作用等，并将其传至基础吊车纵向制动力和纵向水平地震作用等，并将其传至基础。形式形式：十字交叉形；当柱十字交叉形；当柱间要通行或放置设备，或间要通行或放置设备，或柱距较大而不宜采用交叉柱距

26、较大而不宜采用交叉支撑时，可采用门架式支支撑时，可采用门架式支撑。撑。门架式柱间支撑门架式柱间支撑3 3 柱间支撑布置柱间支撑布置 布置布置：当当设有设有A6A8的吊车，或的吊车，或A1A5的吊车起重量的吊车起重量10t时或时或厂房跨度厂房跨度18m，或柱高，或柱高8m时或厂房每列纵向柱总数时或厂房每列纵向柱总数7根时或根时或设有设有3t以上的悬挂吊车时或露天吊车栈桥的柱列，应以上的悬挂吊车时或露天吊车栈桥的柱列，应设置柱间支设置柱间支撑撑。上柱柱间支撑设置上柱柱间支撑设置：一般在伸缩缝区段两端与屋盖横向水平：一般在伸缩缝区段两端与屋盖横向水平支撑相对应的柱间以及伸缩缝区段中央或临近中央的柱间

27、支撑相对应的柱间以及伸缩缝区段中央或临近中央的柱间。下柱柱间支撑设置下柱柱间支撑设置：在伸缩缝区段中部与上柱柱间支撑相应在伸缩缝区段中部与上柱柱间支撑相应的位置的位置。3 3 柱间支撑布置柱间支撑布置 优点优点：纵向水平荷载纵向水平荷载作用下传力路线较短；作用下传力路线较短；厂房两端的温度伸缩厂房两端的温度伸缩变形较小；厂房纵向变形较小；厂房纵向构件的伸缩受柱间支构件的伸缩受柱间支撑的约束较小，所引撑的约束较小，所引起的结构温度应力也起的结构温度应力也较小。较小。柱间支撑与伸缩变形的关系柱间支撑与伸缩变形的关系3 3 柱间支撑布置柱间支撑布置 4 4 围护结构布置围护结构布置 抗风柱一般与基础

28、刚抗风柱一般与基础刚接，与屋架上弦铰接；当接，与屋架上弦铰接；当屋架设有下弦横向水平支屋架设有下弦横向水平支撑时，也可与下弦铰接或撑时，也可与下弦铰接或同时与上、下弦铰接。抗同时与上、下弦铰接。抗风柱与屋架之间一般采用风柱与屋架之间一般采用竖向可以移动、水平方向竖向可以移动、水平方向又有较大刚度的弹簧板连又有较大刚度的弹簧板连接；如厂房沉降量较大时，接；如厂房沉降量较大时，宜采用槽形孔螺栓连接。宜采用槽形孔螺栓连接。（1）抗风柱抗风柱抗风柱与屋架上、下弦连接构造抗风柱与屋架上、下弦连接构造（2）圈梁、连系梁、过梁和基础梁圈梁、连系梁、过梁和基础梁 圈梁圈梁是设置于墙体内并与柱子连接的现浇钢筋混

29、凝土构件，其是设置于墙体内并与柱子连接的现浇钢筋混凝土构件，其作用作用是将墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度，防止是将墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。由于地基的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。连系梁连系梁除承受墙体荷载外，还具有连系纵向柱列、增强厂房的纵向除承受墙体荷载外，还具有连系纵向柱列、增强厂房的纵向刚度、传递纵向水平荷载的作用。刚度、传递纵向水平荷载的作用。当墙体开有门窗洞口时，需设置钢筋混凝土当墙体开有门窗洞口时，需设置钢筋混凝土过梁过梁，以支承洞口上部，以支承洞口上部墙

30、体的重量。墙体的重量。在进行围护结构布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起在进行围护结构布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起来，来，使一种梁能兼作两种或三种梁的作用使一种梁能兼作两种或三种梁的作用，以简化构造，节约材料，方，以简化构造，节约材料，方便施工。便施工。在单层厂房中，一般采用在单层厂房中，一般采用基础梁基础梁来承托围护墙体的重量，并将其传来承托围护墙体的重量，并将其传至柱基础顶面，而不另做墙基础，以使墙体和柱的沉降变形一致。至柱基础顶面，而不另做墙基础，以使墙体和柱的沉降变形一致。4 4 围护结构布置围护结构布置1 1 主要构件的选型主要构件的选型 单层厂房结构的主要构

31、件有屋盖结构构件、支撑、吊车梁、墙板、连单层厂房结构的主要构件有屋盖结构构件、支撑、吊车梁、墙板、连系梁、基础梁、柱和基础等。系梁、基础梁、柱和基础等。无檩体系屋盖无檩体系屋盖常采用预应力混凝土大型屋面板，它适用于保温常采用预应力混凝土大型屋面板，它适用于保温或不保温卷材防水屋面，屋面坡度不应大于或不保温卷材防水屋面，屋面坡度不应大于1/5。无檩体系屋盖还可采用预应力无檩体系屋盖还可采用预应力F形屋面板，用于自防水非卷材形屋面板，用于自防水非卷材屋面，以及预应力自防水保温屋面板、钢筋加气混凝土板等。屋面，以及预应力自防水保温屋面板、钢筋加气混凝土板等。（1）屋盖结构构件屋盖结构构件 有檩体系屋

32、盖有檩体系屋盖常采用预应力混凝土槽瓦、波形大瓦等小型屋面常采用预应力混凝土槽瓦、波形大瓦等小型屋面板。板。屋面板屋面板:檩条檩条：檩条搁在屋架或屋面梁上，起着支承小型屋面板并将屋面檩条搁在屋架或屋面梁上，起着支承小型屋面板并将屋面荷载传给屋架的作用。它与屋架间用预埋钢板焊接，并与屋盖支撑一荷载传给屋架的作用。它与屋架间用预埋钢板焊接，并与屋盖支撑一起保证屋盖结构的整体刚度和稳定性。起保证屋盖结构的整体刚度和稳定性。各种形式的屋面板各种形式的屋面板1 1 主要构件的选型主要构件的选型 屋面梁和屋架屋面梁和屋架：按型式可分为屋面梁、两铰（或三铰）拱屋架和桁架按型式可分为屋面梁、两铰（或三铰）拱屋架

33、和桁架式屋架三大类。式屋架三大类。屋面梁屋面梁：屋面梁的外形有单坡和双坡两种。：屋面梁的外形有单坡和双坡两种。两铰（或三铰）拱屋架两铰（或三铰）拱屋架：两铰拱的支座节点为铰接，顶节点为刚：两铰拱的支座节点为铰接，顶节点为刚接；三铰拱的支座节点和顶节点均为铰接。两铰拱的上弦为钢筋混接；三铰拱的支座节点和顶节点均为铰接。两铰拱的上弦为钢筋混凝土构件，三铰拱的上弦可用钢筋混凝土或预应力混凝土构件。凝土构件，三铰拱的上弦可用钢筋混凝土或预应力混凝土构件。两铰（或三铰）拱屋架两铰（或三铰）拱屋架 1 1 主要构件的选型主要构件的选型桁架式屋架桁架式屋架：当厂房跨度较大时，采用桁架式屋架较经济，它在：当厂

34、房跨度较大时，采用桁架式屋架较经济，它在单层厂房中应用非常普遍。桁架式屋架的矢高和外形对屋架受力单层厂房中应用非常普遍。桁架式屋架的矢高和外形对屋架受力均有较大影响，一般取高跨比为均有较大影响，一般取高跨比为1/61/8较为合理，其外形有三角较为合理，其外形有三角形、拱形、梯形、折线形等几种。形、拱形、梯形、折线形等几种。各种形式屋架德内力（各种形式屋架德内力（f/L=1/6）1 1 主要构件的选型主要构件的选型 天窗架和托架天窗架和托架：天窗架天窗架：天窗架的作：天窗架的作用是形成天窗以便采用是形成天窗以便采光和通风，同时承受光和通风，同时承受屋面板传来的竖向荷屋面板传来的竖向荷载和作用在天

35、窗上的载和作用在天窗上的水平荷载，并将它们水平荷载，并将它们传给屋架。传给屋架。托架托架：一般为：一般为12m跨跨度的预应力混凝土三度的预应力混凝土三角形或折线形构件，角形或折线形构件，上弦为钢筋混凝土压上弦为钢筋混凝土压杆，下弦为预应力混杆，下弦为预应力混凝土拉杆凝土拉杆。天窗架的形式天窗架的形式 托架的托架的形式形式1 1 主要构件的选型主要构件的选型 （2）吊车梁：吊车梁：吊车梁除直接承受吊车起重、运行和制动时产生的吊车梁除直接承受吊车起重、运行和制动时产生的各种往复移动荷载外，它还具有将厂房的纵向荷载传递至纵向柱列、各种往复移动荷载外，它还具有将厂房的纵向荷载传递至纵向柱列、加强厂房纵

36、向刚度等作用。加强厂房纵向刚度等作用。吊车梁的类型吊车梁的类型 吊车梁一吊车梁一般根据吊车的般根据吊车的起重量、工作起重量、工作级别、台数、级别、台数、厂房的跨度和厂房的跨度和柱距等因素选柱距等因素选用。用。1 1 主要构件的选型主要构件的选型2 2 柱柱 （1）柱的形式：柱的形式：主要有排架柱和抗风柱两类。主要有排架柱和抗风柱两类。钢筋混凝土钢筋混凝土排架柱排架柱一般由上柱、下柱和牛腿组成，其结构型式可概括一般由上柱、下柱和牛腿组成，其结构型式可概括为单肢柱和双肢柱两类。上柱一般为矩形截面或环形截面；下柱的截面形为单肢柱和双肢柱两类。上柱一般为矩形截面或环形截面；下柱的截面形式较多，根据其截

37、面形式可分为矩形截面柱、式较多，根据其截面形式可分为矩形截面柱、I形柱、双肢柱和管柱等几形柱、双肢柱和管柱等几类。类。柱的形式柱的形式抗风柱抗风柱一般由上柱一般由上柱和下柱组成，无牛和下柱组成，无牛腿，上柱为矩形截腿，上柱为矩形截面，下柱一般为面，下柱一般为 I形截面。形截面。（2）柱的截面尺寸：柱的截面尺寸：柱的截面尺寸除应满足承载力的要求外，还应保证具有足够的柱的截面尺寸除应满足承载力的要求外，还应保证具有足够的刚度，以免厂房变形过大，造成吊车轮与轨道过早磨损，影响吊车刚度，以免厂房变形过大，造成吊车轮与轨道过早磨损，影响吊车的正常运行，或导致墙体和屋盖产生裂缝，影响厂房的正常使用。的正常

38、运行，或导致墙体和屋盖产生裂缝，影响厂房的正常使用。柱的截面尺寸除了考虑柱的截面尺寸除了考虑吊车起重量吊车起重量和和柱的类型柱的类型两个因素外，还两个因素外，还应考虑应考虑厂房跨数厂房跨数和和高度高度、柱的型式柱的型式、围护结构的材料和构造围护结构的材料和构造、施工施工和吊装和吊装等。等。2 2 柱柱3 3 基础基础 单层厂房的柱下基础一般采用独立基础（也称扩展基础）。按施工方法单层厂房的柱下基础一般采用独立基础（也称扩展基础）。按施工方法可分为可分为预制柱下独立基础预制柱下独立基础和和现浇柱下独立基础现浇柱下独立基础两种。对装配式钢筋混凝土两种。对装配式钢筋混凝土单层厂房排架结构，常见的独立

39、基础形式主要有单层厂房排架结构，常见的独立基础形式主要有杯形基础杯形基础、高杯基础高杯基础和和桩桩基础基础等。等。基础的类型基础的类型1 1 排架计算见图排架计算见图 （1）计算单元计算单元：可在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一个典型的可在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一个典型的区段，作为排架的计算单元。区段，作为排架的计算单元。计算单元和计算模型计算单元和计算模型 （2）基本假定和计算简图基本假定和计算简图：为了简化计算，对于钢筋混凝土排架结为了简化计算，对于钢筋混凝土排架结构通常作如下构通常作如下假定假定：柱下端与基础顶面为刚接；柱下端与基础顶面为刚接；柱顶与排架横梁（屋架或屋面梁）为

40、铰接；柱顶与排架横梁（屋架或屋面梁）为铰接；横梁（即屋架或屋面梁）为轴向刚度很大的刚性连杆。横梁（即屋架或屋面梁）为轴向刚度很大的刚性连杆。根据上述假定，可得到横向排架的根据上述假定，可得到横向排架的计算简图计算简图。1 1 排架计算见图排架计算见图横向横向排架的计算简图排架的计算简图1 1 排架计算见图排架计算见图2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 作用在横向排架结构上的荷载有作用在横向排架结构上的荷载有恒载恒载、屋面活荷载屋面活荷载、雪荷载雪荷载、积灰荷积灰荷载载、吊车荷载吊车荷载和和风荷载风荷载等，除吊车荷载外，其它荷载均取自计算单元范围等，除吊车荷载外，其它荷载均取自计算单元范围

41、内。内。（1）恒载恒载：屋盖自重屋盖自重G1 ：屋盖自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天沟板、天屋盖自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天沟板、天窗架、屋面构造层以及屋盖支撑等重力荷载。窗架、屋面构造层以及屋盖支撑等重力荷载。悬墙自重悬墙自重G2：当设有连系梁支承围护墙体时，排架柱承受着计算当设有连系梁支承围护墙体时，排架柱承受着计算单元范围内连系梁、墙体和窗等重力荷载。单元范围内连系梁、墙体和窗等重力荷载。吊车梁和轨道及连接件自重吊车梁和轨道及连接件自重G3。柱自重柱自重G4（G5）：恒载作用位置及相应的恒载作用位置及相应的排架计算简图排架计算简图2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 （2）屋面活

42、荷载屋面活荷载 ：包括屋面均布活荷载、屋面雪荷载和屋面积灰荷载包括屋面均布活荷载、屋面雪荷载和屋面积灰荷载三部分。其荷载分项系数均为三部分。其荷载分项系数均为1.4。屋面均布活荷载屋面均布活荷载：屋面水平投影面上的屋面均布活荷载标准值，按屋面水平投影面上的屋面均布活荷载标准值，按下列情况取：不上人的屋面为下列情况取：不上人的屋面为0.5kN/m2；上人的屋面为；上人的屋面为2.0kN/m2。屋面雪荷载屋面雪荷载：屋面水平投影面上的雪荷载标准值屋面水平投影面上的雪荷载标准值 (kN/m2)式中式中:为基本雪压为基本雪压(kN/m2)；为屋面积雪分布系数。为屋面积雪分布系数。kskr 0ss0sr

43、屋面积灰荷载屋面积灰荷载：对设计生产中有大量排灰的厂房及其临近建筑时，对设计生产中有大量排灰的厂房及其临近建筑时，应考虑屋面积灰荷载的影响。应考虑屋面积灰荷载的影响。屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中的较大值；当有屋屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中的较大值；当有屋面积灰荷载时，积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两面积灰荷载时，积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。者中的较大值同时考虑。注：注：2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 吊车竖向荷载吊车竖向荷载：和和 的标准值按下式计算的标准值按下式计算式中式中 、表示第表示第 台吊车的最大轮

44、压和最小轮压；台吊车的最大轮压和最小轮压；与吊车轮压相对应的支座反力影响线的竖向坐标值。与吊车轮压相对应的支座反力影响线的竖向坐标值。maxmaxiiDPyminminiiDPymaxiPminiP 当计算吊车梁及其连接的强度时，吊车竖向荷载应乘以动力系数。当计算吊车梁及其连接的强度时，吊车竖向荷载应乘以动力系数。注：注：maxDminDiyi计算排架考虑多台吊车竖向荷载时，对单跨厂房的每个排架，参计算排架考虑多台吊车竖向荷载时，对单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于与组合的吊车台数不宜多于2台；对多跨厂房的每个排架，不宜台；对多跨厂房的每个排架，不宜多于多于4台。台。（3）吊车荷载

45、吊车荷载：2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 吊车横向水平荷载吊车横向水平荷载：吊车总的横向水平荷载可按下式取值：吊车总的横向水平荷载可按下式取值：式中式中 吊车的额定起重量；吊车的额定起重量；小车重量；小车重量；重力加速度；重力加速度；横向水平荷载系数。横向水平荷载系数。1()TQQ gQ1Qg 对于一般四轮桥式吊车，大车每一轮子传递给吊车梁的横向对于一般四轮桥式吊车，大车每一轮子传递给吊车梁的横向水平制动力水平制动力 为：为：式中式中 为第为第 个大车轮子的横向水平制动力。个大车轮子的横向水平制动力。11()4TQQ gmaxiiTT yiTiT考虑多台吊车水平荷载时，对单跨或多跨厂

46、房的每个排架，参考虑多台吊车水平荷载时，对单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于与组合的吊车台数不应多于2台。台。注：注：2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 吊车纵向水平荷载吊车纵向水平荷载：吊车纵向水平荷载标准值吊车纵向水平荷载标准值T0，按作用在一边轨道上所有刹车轮的，按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的最大轮压之和的10%采用，即采用，即式中，式中，n为施加在一边轨道上所有刹车轮数之和，对于一般的四轮为施加在一边轨道上所有刹车轮数之和，对于一般的四轮吊车，吊车，n=1。0max10TnPkw无论单跨或多跨厂房，在计算吊车纵向水平荷载时，一侧的无论单跨或多跨厂房

47、，在计算吊车纵向水平荷载时，一侧的整个纵向排架上最多只能考虑整个纵向排架上最多只能考虑2台吊车。台吊车。注：注：2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 式中式中 基本风压值（基本风压值（kN/m2），是以当地比较空旷平坦地面上离），是以当地比较空旷平坦地面上离 高度高度z处的风振系数；处的风振系数；风压高度变化系数；风压高度变化系数；风荷载体型系数。风荷载体型系数。zzs0w地地10m高处统计所得的高处统计所得的50年一遇年一遇10分钟平均最大风速为标分钟平均最大风速为标准确定的风压值；准确定的风压值；（4）风荷载风荷载：垂直于建筑物表面上的风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值 （k

48、N/m2）按下式计算：）按下式计算：ks0 zzwwkw2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 3 3 等高排架内力分析等高排架内力分析 （1）柱顶水平集中力作用下等高排架内力分析柱顶水平集中力作用下等高排架内力分析：在柱顶水平集中力作用下，等高排架各柱顶侧移相等，沿横在柱顶水平集中力作用下，等高排架各柱顶侧移相等，沿横梁与柱的连接处将各柱的柱顶切开，在各柱顶的切口上作用一对梁与柱的连接处将各柱的柱顶切开，在各柱顶的切口上作用一对相应的剪力相应的剪力 。iV111iiiniiVFF柱顶水平集中力作用下等高排架的变形和内力柱顶水平集中力作用下等高排架的变形和内力111iinii1ii式中式中

49、第第 i 根排架柱的抗侧移刚度（或抗剪刚度），即悬臂根排架柱的抗侧移刚度（或抗剪刚度），即悬臂 第第 i 根排架柱的剪力分配系数，按下式计算：根排架柱的剪力分配系数，按下式计算：求得柱顶剪力求得柱顶剪力Vi 后，用平衡条件可得排架柱各截面的弯矩后，用平衡条件可得排架柱各截面的弯矩和剪力。和剪力。当排架结构柱顶作用水平集中力当排架结构柱顶作用水平集中力F时，各柱的剪力按其抗时，各柱的剪力按其抗剪刚度与各柱抗剪刚度总和的比例关系进行分配。剪刚度与各柱抗剪刚度总和的比例关系进行分配。柱柱顶产生单位侧移所需施加的水平力柱柱顶产生单位侧移所需施加的水平力注：注：3 3 等高排架内力分析等高排架内力分析

50、剪力分配系数必满足剪力分配系数必满足 。1i各柱的柱顶剪力各柱的柱顶剪力Vi仅与仅与F 的大小有关，而与其作用在排架左侧的大小有关，而与其作用在排架左侧或右侧柱顶处位置无关，但或右侧柱顶处位置无关，但F 的作用位置对横梁内力有影响。的作用位置对横梁内力有影响。（2）任意荷载作用下等高排架内力分析任意荷载作用下等高排架内力分析：等高排架在任意荷载作用等高排架在任意荷载作用下，为了利用剪力分配法求解，通常可采用以下三个步骤来进行这种情况下，为了利用剪力分配法求解，通常可采用以下三个步骤来进行这种情况下的排架内力分析。下的排架内力分析。对承受任意荷载作用的排架，先在排架柱顶部附加一个不动铰对承受任意