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1、 单层工业厂房设计单层工业厂房设计主讲：马广东绪论绪论绪论绪论 适用于工业厂房的结构有多种多样，其中单层工业厂房在工业建设中得到广泛的应用。因适用于工业厂房的结构有多种多样，其中单层工业厂房在工业建设中得到广泛的应用。因适用于工业厂房的结构有多种多样，其中单层工业厂房在工业建设中得到广泛的应用。因适用于工业厂房的结构有多种多样，其中单层工业厂房在工业建设中得到广泛的应用。因为在单层厂房中，生产工艺流程和车间内部运输比较容易组织，地面上能够放置较重的机械设为在单层厂房中，生产工艺流程和车间内部运输比较容易组织，地面上能够放置较重的机械设为在单层厂房中，生产工艺流程和车间内部运输比较容易组织，地面
2、上能够放置较重的机械设为在单层厂房中，生产工艺流程和车间内部运输比较容易组织，地面上能够放置较重的机械设备和产品。备和产品。备和产品。备和产品。所以所以所以所以，重工业生产如炼钢、铸造、金工，轻工业生产如纺织，大多数是在，重工业生产如炼钢、铸造、金工，轻工业生产如纺织，大多数是在，重工业生产如炼钢、铸造、金工，轻工业生产如纺织，大多数是在，重工业生产如炼钢、铸造、金工，轻工业生产如纺织，大多数是在单层厂房中进行的。单层厂房中进行的。单层厂房中进行的。单层厂房中进行的。如果说单层厂房是一个满足工业生产过程中各种需求的建筑空间，那么单层如果说单层厂房是一个满足工业生产过程中各种需求的建筑空间，那么
3、单层厂房结构是这个建筑空间中的承重骨架。它即用来形成生产需要的高大空间，又厂房结构是这个建筑空间中的承重骨架。它即用来形成生产需要的高大空间，又用来承受由于生产活动和自然现象而形成的各种荷载用来承受由于生产活动和自然现象而形成的各种荷载。概括来说，单层厂房结构和下列几种生产需要有着密切的关系：概括来说，单层厂房结构和下列几种生产需要有着密切的关系：一、生产工艺流程的需要一、生产工艺流程的需要一、生产工艺流程的需要一、生产工艺流程的需要 不同的生产工艺流程在很大程度上决定厂房的结构平面布置，包括厂房的不同的生产工艺流程在很大程度上决定厂房的结构平面布置，包括厂房的不同的生产工艺流程在很大程度上决
4、定厂房的结构平面布置，包括厂房的不同的生产工艺流程在很大程度上决定厂房的结构平面布置，包括厂房的跨度、跨数、个跨间的关系，以及厂房的长度、柱网等。如图跨度、跨数、个跨间的关系，以及厂房的长度、柱网等。如图跨度、跨数、个跨间的关系，以及厂房的长度、柱网等。如图跨度、跨数、个跨间的关系，以及厂房的长度、柱网等。如图1-11-1所示金工所示金工所示金工所示金工车间，由于大、中、小型加工工部、装配工部和仓库间的工艺关系，需要将车间，由于大、中、小型加工工部、装配工部和仓库间的工艺关系，需要将车间，由于大、中、小型加工工部、装配工部和仓库间的工艺关系，需要将车间，由于大、中、小型加工工部、装配工部和仓库
5、间的工艺关系，需要将厂房做成三跨有屋盖的结构和一跨露天的结构，还需要将装配工部结构与其厂房做成三跨有屋盖的结构和一跨露天的结构，还需要将装配工部结构与其厂房做成三跨有屋盖的结构和一跨露天的结构，还需要将装配工部结构与其厂房做成三跨有屋盖的结构和一跨露天的结构，还需要将装配工部结构与其他结构做成丁字形连接。这些需要决定了该厂房的跨度、跨数、长度、柱网他结构做成丁字形连接。这些需要决定了该厂房的跨度、跨数、长度、柱网他结构做成丁字形连接。这些需要决定了该厂房的跨度、跨数、长度、柱网他结构做成丁字形连接。这些需要决定了该厂房的跨度、跨数、长度、柱网以及结构构件间的连接关系等一系列的结构平面布置问题。
6、以及结构构件间的连接关系等一系列的结构平面布置问题。以及结构构件间的连接关系等一系列的结构平面布置问题。以及结构构件间的连接关系等一系列的结构平面布置问题。二、生产条件的要求二、生产条件的要求二、生产条件的要求二、生产条件的要求 不同的生产条件，往往对厂房的结构剖面和构造提出不同的要求。例如，不同的生产条件，往往对厂房的结构剖面和构造提出不同的要求。例如，不同的生产条件，往往对厂房的结构剖面和构造提出不同的要求。例如，不同的生产条件，往往对厂房的结构剖面和构造提出不同的要求。例如，多跨厂房有时要求设置天窗，或做成高低跨结构，形成高侧窗以保证厂房中多跨厂房有时要求设置天窗，或做成高低跨结构，形成
7、高侧窗以保证厂房中多跨厂房有时要求设置天窗，或做成高低跨结构，形成高侧窗以保证厂房中多跨厂房有时要求设置天窗，或做成高低跨结构，形成高侧窗以保证厂房中部的采光需要；厂房内生产设备的埋深，有时会决定厂房结构基础的设置深部的采光需要；厂房内生产设备的埋深，有时会决定厂房结构基础的设置深部的采光需要；厂房内生产设备的埋深，有时会决定厂房结构基础的设置深部的采光需要；厂房内生产设备的埋深，有时会决定厂房结构基础的设置深度。又如，纺织厂因织布过程中不允许阳光直射，适宜采用朝北的锯齿形剖度。又如，纺织厂因织布过程中不允许阳光直射，适宜采用朝北的锯齿形剖度。又如，纺织厂因织布过程中不允许阳光直射，适宜采用朝
8、北的锯齿形剖度。又如，纺织厂因织布过程中不允许阳光直射，适宜采用朝北的锯齿形剖面等。面等。面等。面等。三、起重运输的需要三、起重运输的需要三、起重运输的需要三、起重运输的需要 由于工业生产中起重和运输的任务非常繁重，厂房内常设有吨位较由于工业生产中起重和运输的任务非常繁重，厂房内常设有吨位较由于工业生产中起重和运输的任务非常繁重，厂房内常设有吨位较由于工业生产中起重和运输的任务非常繁重，厂房内常设有吨位较大的起重吊车和供汽车、火车通行的运输通道。它们往往对厂房的跨度大的起重吊车和供汽车、火车通行的运输通道。它们往往对厂房的跨度大的起重吊车和供汽车、火车通行的运输通道。它们往往对厂房的跨度大的起
9、重吊车和供汽车、火车通行的运输通道。它们往往对厂房的跨度和高度，柱和屋架等主要构件的型式，以及地面、墙面、大门结构的做和高度，柱和屋架等主要构件的型式，以及地面、墙面、大门结构的做和高度，柱和屋架等主要构件的型式，以及地面、墙面、大门结构的做和高度，柱和屋架等主要构件的型式，以及地面、墙面、大门结构的做法产生重要的影响。法产生重要的影响。法产生重要的影响。法产生重要的影响。四、防止生产过程中产生有害因素的需要四、防止生产过程中产生有害因素的需要 例如生产过程中有撞击和振动时，厂房结构要具有防震、隔震的措施；例如生产过程中有撞击和振动时，厂房结构要具有防震、隔震的措施；生产过程中有爆炸的可能时，
10、要多开门窗并采取轻型墙体和屋面结构；生产生产过程中有爆炸的可能时，要多开门窗并采取轻型墙体和屋面结构；生产过程中会产生侵蚀性气体时，结构构造要提高抗裂性能和增设防腐措施等。过程中会产生侵蚀性气体时，结构构造要提高抗裂性能和增设防腐措施等。五、单层工业厂房的分类五、单层工业厂房的分类 单层厂房依其生产规模，分成大、中、小型；单层厂房依其生产规模，分成大、中、小型；依其主要承重结构的材料，分成钢筋混凝土结构、混合结构和钢结构。依其主要承重结构的材料，分成钢筋混凝土结构、混合结构和钢结构。一般来说，厂房内无吊车，或吊车吨位不超过一般来说，厂房内无吊车，或吊车吨位不超过5t5t、跨度在、跨度在15m1
11、5m以内、柱高在以内、柱高在6m6m以内、无特殊工艺要求的小型厂房，通常选用混合结构，即采用以钢筋以内、无特殊工艺要求的小型厂房，通常选用混合结构，即采用以钢筋混凝土或轻钢屋架、承重砖柱作为主要构件的结构。对于有重型吊车（如混凝土或轻钢屋架、承重砖柱作为主要构件的结构。对于有重型吊车（如150t150t以上的吊车），跨度在以上的吊车），跨度在36m36m以上，或有特殊工艺要求的大型厂房，通常以上，或有特殊工艺要求的大型厂房，通常选用钢屋架、钢筋混凝土柱，或全钢结构。其余大部分厂房都可以选用钢筋选用钢屋架、钢筋混凝土柱，或全钢结构。其余大部分厂房都可以选用钢筋混凝土结构。在应当选用钢筋混凝土结构
12、的单层厂房工程中，应该尽可能地混凝土结构。在应当选用钢筋混凝土结构的单层厂房工程中，应该尽可能地采用装配式和预应力混凝土结构。采用装配式和预应力混凝土结构。第一章第一章 单层工业厂房的组成和布置单层工业厂房的组成和布置第一节：单层厂房的结构组成及荷载的传力途径知识点：一、单层厂房的结构组成（掌握）一、单层厂房的结构组成（掌握）二、单层厂房结构的荷载和传力途径（重点）一、单层厂房的结构组成 单层厂房由单层厂房由屋面板、屋架、吊屋面板、屋架、吊车梁、连系梁、支车梁、连系梁、支撑、柱和基础等构撑、柱和基础等构件组成。它们有分件组成。它们有分别组成屋盖结构、别组成屋盖结构、横向平面排架、纵横向平面排架
13、、纵向平面排架和围护向平面排架和围护结构。结构。1.屋盖结构：单层厂房的屋盖结构分无檩体系和有檩体系单层厂房的屋盖结构分无檩体系和有檩体系两种。无檩体系由大型屋面板、天窗架、屋架和两种。无檩体系由大型屋面板、天窗架、屋架和屋盖支撑组成。有檩体系由小型屋面板（或瓦材）屋盖支撑组成。有檩体系由小型屋面板（或瓦材）、檩条、天窗架、屋架和屋盖支撑组成。单层厂、檩条、天窗架、屋架和屋盖支撑组成。单层厂房中多采用无檩体系屋盖结构。房中多采用无檩体系屋盖结构。有檩体系屋盖无檩体系屋盖 （1 1）屋面板：）屋面板：作作用用：屋屋面面维维护护作作用用，承承受受屋屋面面构构造造层层（防防水水、保保温温层层等等）自
14、自重重荷荷载载、雪雪荷荷载载、屋屋面面施施工工荷荷载载，并将它们传给屋架。并将它们传给屋架。（2 2）檩条）檩条 作用：檩条搁在屋架上，可支撑作用：檩条搁在屋架上，可支撑小型屋面板并将屋面荷载传给屋小型屋面板并将屋面荷载传给屋架。架。（3 3）屋架）屋架 作用：是屋盖结构的主要承重构作用：是屋盖结构的主要承重构件，直接承受屋面荷载，有些厂件，直接承受屋面荷载，有些厂房的屋架还要承受悬挂吊车、管房的屋架还要承受悬挂吊车、管道、其他工艺设备的荷载。道、其他工艺设备的荷载。（4 4）天窗架）天窗架 作用：满足采光和通风要作用：满足采光和通风要求，支撑其上部的屋面构求，支撑其上部的屋面构件并将屋面荷载
15、传给屋架。件并将屋面荷载传给屋架。（5 5）托架）托架 作用：当厂房柱间距比屋作用：当厂房柱间距比屋架间距大时，需要在柱与架间距大时，需要在柱与柱间沿纵向设置托架，以柱间沿纵向设置托架，以支撑屋架，并将力传给柱。支撑屋架，并将力传给柱。（6 6）屋盖支撑）屋盖支撑 包括天窗支撑、屋架上弦包括天窗支撑、屋架上弦支撑、屋架下弦支撑、屋支撑、屋架下弦支撑、屋盖垂直支撑及水平系杆。盖垂直支撑及水平系杆。屋盖支撑的主要作用是：屋盖支撑的主要作用是：承受（或传递）屋架平面承受（或传递）屋架平面外的荷载（如风荷载），外的荷载（如风荷载），保证屋架杆件在其平面外保证屋架杆件在其平面外的稳定，以及屋盖结构在的稳
16、定，以及屋盖结构在屋架平面外的刚度。屋架平面外的刚度。2.柱、柱间支撑、吊车梁（1 1）柱）柱 柱是单层厂房中的主要承重柱是单层厂房中的主要承重构件，通常是自行设计。按构件，通常是自行设计。按照受力作用的不同又分为排照受力作用的不同又分为排架柱和抗风柱。架柱和抗风柱。排架柱排架柱 作用：承受屋盖结构传来荷作用：承受屋盖结构传来荷载、墙面的水平风荷载和由载、墙面的水平风荷载和由吊车梁传来的竖向荷载和水吊车梁传来的竖向荷载和水平荷载。平荷载。抗风柱抗风柱 作用：承受高大山墙面的水作用：承受高大山墙面的水平风荷载或同时承受由连系平风荷载或同时承受由连系梁传来的竖向荷载（山墙自梁传来的竖向荷载（山墙自
17、重）。重）。（2 2）柱间支撑）柱间支撑 根据所在位置不同，分为根据所在位置不同，分为上柱柱间支撑（位于吊车梁上柱柱间支撑（位于吊车梁上部）和下柱柱间支撑（位上部）和下柱柱间支撑（位于吊车梁下部）。于吊车梁下部）。作用：承受纵向风荷载和吊作用：承受纵向风荷载和吊车的纵向水平制动力、纵向车的纵向水平制动力、纵向地震力等，并将它们传到基地震力等，并将它们传到基础；加强厂房的纵向水平刚础；加强厂房的纵向水平刚度。度。（3 3）吊车梁）吊车梁 作用：直接承受吊车传来的作用：直接承受吊车传来的移动竖向荷载和纵向、横向移动竖向荷载和纵向、横向水平制动力，并将这些力传水平制动力，并将这些力传给柱。给柱。3.
18、基础梁、连系梁和基础（1 1）基础梁、连系梁）基础梁、连系梁 作用：基础梁起着支撑围作用：基础梁起着支撑围护墙并将围护墙竖向荷载护墙并将围护墙竖向荷载传至基础的作用。当厂房传至基础的作用。当厂房高度较大（如高度较大（如15m15m以上），以上），墙的砌体强度承受不了自墙的砌体强度承受不了自重或者基础梁不能承担过重或者基础梁不能承担过高的强重时，常增设墙梁高的强重时，常增设墙梁（也称连系梁）来承受砌（也称连系梁）来承受砌筑于它上面的墙体重量，筑于它上面的墙体重量，连系梁的两端支撑在柱子连系梁的两端支撑在柱子挑出的牛腿上。挑出的牛腿上。（2 2）基础）基础 作用：承受柱、基础梁传作用：承受柱、基础
19、梁传来的荷载，并将它传给地来的荷载，并将它传给地基。基。4.厂房其他构件 外墙外墙 作用：厂房的围作用：厂房的围护构件，承受作用护构件，承受作用在墙面上的风荷载在墙面上的风荷载及本身自重及本身自重。单层工业厂房效果图二、单层厂房结构的荷载和传力途径：1.1.荷载荷载（1 1）恒载：各种结构构件、围护结构、建筑构造层的自重）恒载：各种结构构件、围护结构、建筑构造层的自重等；等；（2 2）吊车竖向荷载：吊车吊起重物在厂房内运行时产生的）吊车竖向荷载：吊车吊起重物在厂房内运行时产生的移动集中荷载；移动集中荷载；（3 3）吊车纵向、横向水平制动力：吊车吊起重物在启动或）吊车纵向、横向水平制动力：吊车吊
20、起重物在启动或制动时产生的水平荷载；制动时产生的水平荷载；（4 4）风荷载：作用在厂房各部分表面上的风压（吸）力；）风荷载：作用在厂房各部分表面上的风压（吸）力；（5 5）雪荷载：作用在厂房屋面上的积雪重量；）雪荷载：作用在厂房屋面上的积雪重量；（6 6）施工荷载：施工或检修时作用的荷载；）施工荷载：施工或检修时作用的荷载；（7 7）地震作用：地震发生时作用在厂房结构上的作用力；）地震作用：地震发生时作用在厂房结构上的作用力；（8 8）其他荷载：如设备、管道作用于厂房结构的荷载，热）其他荷载：如设备、管道作用于厂房结构的荷载，热加工车间的灰积荷载等。加工车间的灰积荷载等。2.传力途径 单层厂房
21、结构是各种构件所组成的承受着各种荷载的单层厂房结构是各种构件所组成的承受着各种荷载的空间体系，可分别取厂房的横向剖面及纵向剖面来分析厂房空间体系，可分别取厂房的横向剖面及纵向剖面来分析厂房的传力途径。的传力途径。横向平面排架纵向平面排架 主要由屋架、主要由屋架、横向柱列、横横向柱列、横向基础三种构向基础三种构件组成。它是件组成。它是厂房的基本承厂房的基本承重结构，厂房重结构，厂房的主要荷载是的主要荷载是通过它传给地通过它传给地基的。横向平基的。横向平面排架结构上面排架结构上主要荷载的传主要荷载的传力途径如下：力途径如下：（1）横向排架结构体系）横向排架结构体系竖向荷载传递路线图：屋面荷载屋面荷
22、载屋面板屋面板天窗架天窗架屋架屋架吊车竖向荷载吊车竖向荷载柱柱吊车梁吊车梁纵墙纵墙墙梁墙梁基础基础基础梁基础梁地基地基横向水平荷载传递路线图：吊车梁吊车梁吊车横向水平荷载吊车横向水平荷载天窗架天窗架屋面板屋面板柱柱纵墙、墙梁纵墙、墙梁基础基础地基地基横向风荷载横向风荷载屋架屋架（2）纵向排架结构体系 主要由纵向柱列、主要由纵向柱列、连系梁、吊车梁、连系梁、吊车梁、柱间支撑和纵向柱间支撑和纵向基础组成。作用基础组成。作用在厂房上的纵向在厂房上的纵向荷载，如山墙上荷载，如山墙上的风荷载、吊车的风荷载、吊车纵向制动力等，纵向制动力等，均是通过它传给均是通过它传给地基的。纵向平地基的。纵向平面排架结构
23、上主面排架结构上主要荷载的传力途要荷载的传力途径如下：径如下：纵向吊车制动力和纵向风荷载的传递路线图：吊车梁吊车梁天窗端壁天窗端壁屋架屋架柱柱山墙、墙梁山墙、墙梁地基地基纵向风荷载纵向风荷载天窗架天窗架吊车纵向水平荷载吊车纵向水平荷载基础基础抗风柱抗风柱总 结：本节课主要讲解了单层工业厂房的结构形式和荷载的传力途径。在了解单层工业厂房的结构形式的基础上，应重点掌握单层工业厂房荷载的传力途径。本节知识是后续单层工业厂房结构设计的基础。1.3 单层工业厂房的结构布置单层工业厂房的结构布置n n单层厂房承重柱的纵向和横向定位轴线在单层厂房承重柱的纵向和横向定位轴线在平面上形成的有规律的网格称为平面上
24、形成的有规律的网格称为柱网柱网。柱子纵。柱子纵向定位轴线间的距离称为向定位轴线间的距离称为跨度跨度，横向定位轴线，横向定位轴线的距离称为的距离称为柱距柱距。n n确定柱网尺寸时，首先要满足生产工艺要确定柱网尺寸时，首先要满足生产工艺要求，尤其是工艺设备的布置；其次是根据建筑求，尤其是工艺设备的布置；其次是根据建筑材料、结构形式、施工技术水平、经济效果，材料、结构形式、施工技术水平、经济效果，以及提高建筑工业化程度和建筑处理、扩大生以及提高建筑工业化程度和建筑处理、扩大生产、技术改造等方面因素来确定；此外，还应产、技术改造等方面因素来确定；此外，还应满足模数制的要求。满足模数制的要求。1.3.1
25、 柱网的布置柱网的布置n n（1）跨度n n单层厂房的跨度在18m以下时，应采用30M数列（1M=100mm)，即9m、12m、15m、18m；在18m以上时，应采用扩大模数60M数列，即24m、30m、36m等。如图1 .10所示。n n（2）柱距n n单层厂房的柱距应采用扩大模数60M数列，见图1 .10。n n单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。图1.10 跨度和柱距示意图 n n厂房的定位轴线分横向和纵向两种。与横向排架平面平行的称为横向定位轴线，与横向排架平面垂直的称为纵向定位轴线。1.3.2 定位轴的定位方法定位轴的定位方法 n n（1）中间柱与横向定位轴线的定位n
26、 n除山墙端部柱和横向变形缝两侧柱以外，厂房纵向柱列（包括中柱和边柱）中的中间柱的中心线应与横向定位轴线相重合，且横向定位轴线通过屋架中心线和屋面板、吊车梁等构件的横向接缝，如图1.11所示。1.3.2.1 横向定位轴线横向定位轴线n n（2）山墙处柱与横向定位轴线的定位n n山墙为非承重墙时，墙内缘应与横向定位轴线相重合，且端部柱及端部屋架的中心线应自横向定位轴线向内移600mm，如图1.12所示。n n山墙为承重墙时，墙内缘与横向定位轴线间的距离应按砌体的块材类别分别为半块或半块的倍数或墙厚的一半，如图1.13所示。n n（3）横向变形缝处柱与横向定位轴线的定位n n在横向伸缩缝或防震缝处
27、，采用双柱及两条定位轴线。柱的中心线均应自定位轴线向两侧各移600mm，如图1.14所示，两条横向定位轴线分别通过两侧屋面板、吊车梁等纵向构件的标志尺寸端部，两轴线间所需缝的宽度ae应符合有关国家标准规定。图1.11 中间柱与横向定位轴线的定位 图1.12 非承重山墙与横向定位轴线的定位 图1.13 承重山墙与横向定位轴线的定位 图1.14 伸缩缝、防震缝处柱与横向定位轴线的定位 n n纵向定位轴线的定位都是按照屋架跨度的标志尺寸从其两端垂直引下来的。（标志尺寸是构件的实际尺寸加上两端必要的构造尺寸）（标志尺寸是构件的实际尺寸加上两端必要的构造尺寸）n n（1）边柱与纵向定位轴线的定位n n在
28、有梁式或桥式吊车的厂房中，厂房跨度与吊车跨度两者关系为：n nS=L-2en n图1.15为吊车跨度与厂房跨度的关系。1.3.2.2 纵向定位轴线纵向定位轴线n n吊车轨道中心线至厂房纵向定位轴线间的距离e的确定与下列的因素有关：上柱的截面高度h；吊车端部至轨道中心线的距离B；（即吊车的侧方宽度尺寸，其值可在通用桥式起重机界限尺寸中查得）吊车端部至上柱内边缘的距离Cb。n n在实际工程中，由于吊车形式、起重量、厂房跨度、高度和柱距不同以及是否设置安全走道板等条件不同，外墙、边柱与纵向定位轴线的定位有下列两种：n n封闭结合n n当h+B+Cbe时，可采用纵向定位轴线、边柱外缘和外墙内缘三者相重
29、合的定位方式，使上部屋面板与外墙之间形成“封闭结合”的构造。这种纵向定位轴线称为“封闭轴线”，如图1.16（a）所示。n n非封闭结合非封闭结合n n当柱距当柱距 6m6m，吊车起重量及厂房跨度较大，吊车起重量及厂房跨度较大时，由于时，由于B B、CbCb、h h均可能增大，可能出现均可能增大，可能出现h+B+Cbh+B+Cbee的情形时，需将边柱的外缘从纵向的情形时，需将边柱的外缘从纵向定位轴线向外移出一定尺寸定位轴线向外移出一定尺寸acac，使，使e+ach+B+Cbe+ach+B+Cb，保证结构的安全，保证结构的安全，如图如图1 1.1616（b b）所示）所示。n n当采用非封闭结合这
30、种纵向定位轴线称为当采用非封闭结合这种纵向定位轴线称为“非封闭轴线非封闭轴线”。此时，屋顶上部空隙处需做构。此时，屋顶上部空隙处需做构造处理，通常加设补充构件造处理，通常加设补充构件（另补一条异形小另补一条异形小板）板），如图如图1 1.1717所示所示。n n（2）等高跨中柱与纵向定位轴线的关系n n当等高跨厂房没有设纵向伸缩缝时，中柱宜设单柱和一条纵向定位轴线，纵向定位轴线与上柱中心线相重合。当设插入距时中柱可采用单柱及两条纵向定位轴线，其插入距ai应符合3M数列，即300mm及其整数倍，柱中心线宜与插入距中心线相重合。如图1.18所示。n n当等高跨中柱设有纵向伸缩缝时，中柱可采用单柱并
31、设两条纵向定位轴线，伸缩缝一侧的屋架应搁置在活动支座上，两条定位轴线间插入距ai为伸缩缝的宽度ac，如图1.19所示。图1.15 吊车跨度与厂房跨度的关系 L厂房跨度；S吊车跨度；e吊车轨道中心线至厂房纵向定位轴线的距离 图1.16 边柱与纵向定位轴线的定位(a)封闭结合；(b)非封闭结合 图1.17 “非封闭结合”屋面板与墙空隙的处理 图1.18 等高跨中柱单柱（无纵向伸缩缝）的纵向定位轴线 图1.19 等高跨中柱单柱（有纵向伸缩缝）的纵向定位轴线 n n（1）伸缩缝 n n为减少厂房结构的温度应力，可设置伸缩缝，将厂房结构分成若干温度区段。n n伸缩缝的一般做法是从基础顶面开始将相邻温度区
32、段的上部结构完全分开，在伸缩缝两侧设置并列的双排柱、双榀屋架，而基础可做成将双排柱连在一起的双杯口基础。1.3.3 变形缝的设置变形缝的设置n n（2）沉降缝 n n在有些情况下，为了避免厂房因基础不均匀在有些情况下，为了避免厂房因基础不均匀沉降而引起开裂和损坏，需在适当位置用沉降缝将沉降而引起开裂和损坏，需在适当位置用沉降缝将厂房划分为若干刚度较一致的单元。在一般厂房中厂房划分为若干刚度较一致的单元。在一般厂房中可不做沉降缝，只有在特殊情况下才考虑设置，如可不做沉降缝，只有在特殊情况下才考虑设置，如厂房相邻两部分高度相差很大（如厂房相邻两部分高度相差很大（如10m10m以上），以上），两跨间
33、吊车吨位相差悬殊，地基承载力或下卧土层两跨间吊车吨位相差悬殊，地基承载力或下卧土层土质有巨大差别，或厂房各部分的施工时间先后相土质有巨大差别，或厂房各部分的施工时间先后相差很长，地基土的压缩程度不同等情况。沉降缝应差很长，地基土的压缩程度不同等情况。沉降缝应将建筑物从屋顶到基础全部分开，以使在缝两边发将建筑物从屋顶到基础全部分开，以使在缝两边发生不同沉降室不至于损坏整个建筑物。沉降缝可兼生不同沉降室不至于损坏整个建筑物。沉降缝可兼作伸缩缝。作伸缩缝。n n（3）防震缝 n n防震缝是为减轻震害而采取的措施之一。当厂房平面、立面复杂，结构高度或刚度相差很大，以及在厂房侧边布置附房，如生活间、变电
34、所、炉子间等时，设置抗震缝将相邻部分分开。n n支撑的作用，从支撑的作用，从图图1.20 1.20 所举的有檩屋盖体系厂所举的有檩屋盖体系厂房支撑布置中可以看出：如果不设支撑时，山墙上的房支撑布置中可以看出：如果不设支撑时，山墙上的风力风力WW将从将从A A点传至点传至B B点，这样不仅厂房整体刚度点，这样不仅厂房整体刚度差，稳定性也难于保证。如设了支撑，山墙上的风力差，稳定性也难于保证。如设了支撑，山墙上的风力WW则从则从A A点传至点传至123456,123456,再传至柱间支撑，再传至柱间支撑，最后传至基础。最后传至基础。支撑的主要作用是：支撑的主要作用是：n n(1)(1)保证厂房结构
35、的纵向及横向水平刚度；保证厂房结构的纵向及横向水平刚度；n n(2)(2)在施工和使用阶段，保证结构构件的稳定性；在施工和使用阶段，保证结构构件的稳定性；n n(3)(3)将某些水平荷载传给主要承重结构或基础。将某些水平荷载传给主要承重结构或基础。1.3.4 支撑的布置支撑的布置图1 .20 有檩屋盖体系厂房支撑作用示意图 n n屋盖支撑屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横包括上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑及向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑及系杆等。系杆等。n n1.1.横向水平支撑横向水平支撑n n横向水平支撑横向水平支撑是由交叉角钢和屋架上弦或是由交叉
36、角钢和屋架上弦或下弦组成的水平桁架。其作用是，加强屋盖结下弦组成的水平桁架。其作用是，加强屋盖结构在纵向水平面内的刚度，将山墙抗风柱所承构在纵向水平面内的刚度，将山墙抗风柱所承受的纵向水平力传到两侧柱列上去，布置在温受的纵向水平力传到两侧柱列上去，布置在温度区段的两端。设置在屋架上弦平面内的称为度区段的两端。设置在屋架上弦平面内的称为上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑；设置在屋架下弦平面内的；设置在屋架下弦平面内的称为称为下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑。1 .3.3.1 屋盖支撑屋盖支撑n n（1 1）上弦横向水平支撑。上弦横向水平支撑。n n当屋盖结构的纵向平面内的刚度不足，具有当屋盖结构的
37、纵向平面内的刚度不足，具有以下情况之一时，应设置上弦横向水平支撑：以下情况之一时，应设置上弦横向水平支撑：n n 跨度较大的无檩体系屋盖，当屋面板与屋跨度较大的无檩体系屋盖，当屋面板与屋架连接点的焊接质量不能保证，且山墙抗风柱与架连接点的焊接质量不能保证，且山墙抗风柱与屋架上弦连接时屋架上弦连接时,如图如图1 .21(a)1 .21(a)中的中的1 1；n n 厂房设有天窗，当天窗通到厂房两端的第厂房设有天窗，当天窗通到厂房两端的第二柱间或通过伸缩缝时，此时，应在第一或第二二柱间或通过伸缩缝时，此时，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置上弦横向水平支撑，并在柱间的天窗范围内设置上弦横向水平支撑，
38、并在天窗范围内沿纵向设置一至三道通长的受压系杆，天窗范围内沿纵向设置一至三道通长的受压系杆，以保证屋架上弦的侧向稳定。以保证屋架上弦的侧向稳定。如图如图1.21(c)1.21(c)、(d)(d)中中的的2 2。n n（2）下弦横向水平支撑。n n当当具具有有以以下下情情况况之之一一时时，应应设设置置下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑，下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑一一般般宜宜设设于于厂厂房房端端部部及及伸伸缩缝处第一柱间，缩缝处第一柱间，如图如图1.21(a)1.21(a)、(c)(c)中的中的3 3、4 4。n n 厂房跨度厂房跨度 18m18m，或厂房跨度，或厂房跨度18m18m，且山墙，
39、且山墙上风荷载由屋架上弦传递时；上风荷载由屋架上弦传递时；n n 屋架下弦悬挂吊车的纵向水平荷载较大而通屋架下弦悬挂吊车的纵向水平荷载较大而通过垂直支撑传力时，可在悬挂吊车轨道尽头的柱间过垂直支撑传力时，可在悬挂吊车轨道尽头的柱间设置；设置；n n 当厂房高度较大，纵向风荷载由山墙抗风柱当厂房高度较大，纵向风荷载由山墙抗风柱传至屋架下弦时；传至屋架下弦时；n n 厂房内有较大的振动荷载，吊车吨位大时。厂房内有较大的振动荷载，吊车吨位大时。n n2.纵向水平支撑n n纵向水平支撑一般是由交叉角钢等钢杆件和屋架下弦第一节间组成的水平桁架。其作用是加强屋盖结构在横向水平面内的刚性；在屋盖设有托架时，
40、还可以保证托架上缘的侧向稳定，并将托架区域内的横向水平风力有效地传到相邻柱子上去。n n当具有以下情况之一时，应设置纵向水平支撑n n（1）厂房内设有托架时，则必须在设有托架的柱间和两端相邻的一个柱间设置下弦纵向水平支撑，见图1.22(a)。n n（2 2）厂房内设有软钩桥式吊车，厂房高大，厂房内设有软钩桥式吊车，厂房高大，吊车吨位大时（如单跨厂房柱高吊车吨位大时（如单跨厂房柱高1518m1518m以上，以上，中级工作制吊车中级工作制吊车30t30t以上时）。以上时）。如图如图1 .22(b)1 .22(b)所示所示n n（3 3）厂房内设有硬钩桥式吊车或厂房内设有硬钩桥式吊车或5t5t级以上
41、级以上的锻锤时，此时，布置要求的锻锤时，此时，布置要求如图如图1 .22(b)1 .22(b)所示所示，当吊车吨位大或对厂房刚度有特殊要求时，可沿当吊车吨位大或对厂房刚度有特殊要求时，可沿中间柱列适当增设纵向水平支撑，中间柱列适当增设纵向水平支撑，如图如图1 .22(c)1 .22(c)所示所示。n n当厂房已设有下弦横向水平支撑时，则纵向当厂房已设有下弦横向水平支撑时，则纵向水平支撑应尽可能与横向水平支撑连接，以形成水平支撑应尽可能与横向水平支撑连接，以形成封闭的水平支撑系统，封闭的水平支撑系统，如图如图1.221.22（a)a)、(b)(b)所示所示。n n3.垂直支撑及水平系杆 n n垂
42、直支撑一般是由角钢杆件与屋架的直腹杆或天窗架的立柱组成的垂直桁架。屋架垂直支撑根据屋架高度不同做成十字交叉形或W形天窗架，垂直支撑一般做成斜叉形。n n垂直支撑的作用是保证屋架及天窗架在承受荷载后的平面外稳定；并传递纵向水平力，所以垂直支撑与横向水平支撑配合作用。n n屋架的垂直支撑，宜按下列要求布置：n n（1 1）当屋架跨度大于当屋架跨度大于18m18m小于小于30m30m时，垂时，垂直支撑应布置在厂房端部第二柱间和伸缩缝两直支撑应布置在厂房端部第二柱间和伸缩缝两边第二柱间，并在屋架跨中设置一道垂直支撑边第二柱间，并在屋架跨中设置一道垂直支撑和水平系杆。和水平系杆。n n（2 2）当屋架跨
43、度大于当屋架跨度大于30m30m时，应在屋架跨时，应在屋架跨度的度的1/31/3左右节点处设置两道垂直支撑和水平系左右节点处设置两道垂直支撑和水平系杆。杆。n n（3 3）竖杆较高的折线形或梯形屋架之间，竖杆较高的折线形或梯形屋架之间，除按以上要求布置支撑外，在屋架的端部需增除按以上要求布置支撑外，在屋架的端部需增设垂直支撑和水平系杆。设垂直支撑和水平系杆。n n（4 4）当屋架设有轻型悬挂吊车时，悬挂吊当屋架设有轻型悬挂吊车时，悬挂吊车节点位置可设置斜撑式垂直支撑，车节点位置可设置斜撑式垂直支撑，如图如图1 .231 .23所所示示。n n4.天窗架支撑n n天窗架支撑包括天窗上弦水平支撑和
44、天窗架间垂直支撑。n n天窗架支撑的作用是增强整体刚度，保证其系统的空间稳定性，并把端壁上的水平风荷载传给屋架。n n天窗架支撑一般均设置在天窗架的两端，如图1.24所示。图1.21 横向水平支撑布置图 图1 .22 纵向水平支撑布置 图1 .23 斜撑式垂直支撑 图1 .24 天窗架上弦横向 n n柱间支撑一般采用交叉钢斜杆组成。交叉倾角在3555之间，以45为宜，钢杆件的截面尺寸需经强度和稳定计算确定（如图1 .25(a)所示）。当柱间因交通、设备布置或柱距较大而不能采用交叉斜杆式支撑时，可以做成门架式支撑，如图1 .25(b)所示。n n柱间支撑的作用是保证厂房的纵向刚度和稳定性，吊车纵
45、向制动力和山墙纵向风荷载及纵向地震力经屋盖系统传递到两纵向柱列上去。1.3.3.2 柱间支撑柱间支撑n n柱间支撑布置：一般上柱柱间支撑设置在温度区段两侧与屋盖横向水平支撑相对应的柱间，以及温度区段中央或临近中央的柱间，下柱柱间支撑设置在温度区段中部与上柱柱间支撑相应的位置。n n柱间支撑的布置原则：凡属下列情况之一的一般厂房需设置柱间支撑。n n（1）设有重级工作制吊车或中轻级工作制吊车起重量10t时；n n（2）厂房跨度18m或柱高8m时；n n（3）纵向柱的总数每排7根；n n（4）设有3t及3t以上悬挂吊车时；n n（5）露天吊车柱列。图1.25 柱间支撑 n n当用砖砌体作为厂房围护
46、墙时，一般要设当用砖砌体作为厂房围护墙时，一般要设置圈梁、连续梁、过梁和基础梁。置圈梁、连续梁、过梁和基础梁。n n圈梁的作用是圈梁的作用是将墙体同厂房柱箍在一起，将墙体同厂房柱箍在一起，以加强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀以加强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降、较大振动荷载或地震对厂房引起的不利沉降、较大振动荷载或地震对厂房引起的不利影响。圈梁设在墙内，并与柱用钢筋拉接影响。圈梁设在墙内，并与柱用钢筋拉接。它。它在受力上主要起拉结作用，不在受力上主要起拉结作用，不承受墙体重量，承受墙体重量，故柱上不设置支承圈梁的牛腿。故柱上不设置支承圈梁的牛腿。n n圈梁的布置与墙体高度、厂房的刚
47、度要求圈梁的布置与墙体高度、厂房的刚度要求及地基情况有关。及地基情况有关。1 .3.4 圈梁、连续梁、过梁和基础梁的布置圈梁、连续梁、过梁和基础梁的布置n n圈梁应连续设置在墙体的同一水平面上圈梁应连续设置在墙体的同一水平面上，除伸缩缝处不得不切断外，其余部分应沿整个除伸缩缝处不得不切断外，其余部分应沿整个厂房形成封闭厂房形成封闭状状。当圈梁被门窗洞口切断时，。当圈梁被门窗洞口切断时，应在洞口上部设置一道附加圈梁与圈梁搭接，应在洞口上部设置一道附加圈梁与圈梁搭接，附加圈梁的截面尺寸不应小于被切断的圈梁，附加圈梁的截面尺寸不应小于被切断的圈梁，搭接长度应不小于圈梁与附加圈梁高差的两倍搭接长度应不
48、小于圈梁与附加圈梁高差的两倍如图如图1 .261 .26。n n圈梁的截面宽度宜与墙厚圈梁的截面宽度宜与墙厚相同。相同。n n在一般厂房中，通常用基础梁来承受围护在一般厂房中，通常用基础梁来承受围护墙体的重量，当基础埋置较深时，可将基础梁墙体的重量，当基础埋置较深时，可将基础梁放在混凝土垫块上放在混凝土垫块上如图如图1.271.27。图1 .26圈梁的搭接长度 n n连续梁的作用是连续梁的作用是连系纵向柱列，以增强厂房连系纵向柱列，以增强厂房的纵向刚度，并将风荷载传给纵向柱列。此外，的纵向刚度，并将风荷载传给纵向柱列。此外，连续梁还承受其上面墙体的重量。连梁通常是预连续梁还承受其上面墙体的重量
49、。连梁通常是预制的，两端搁置在柱牛腿上，用螺栓或电焊与牛制的，两端搁置在柱牛腿上，用螺栓或电焊与牛腿连接。腿连接。n n过梁的作用是过梁的作用是承托门窗洞口上部墙体的重量。承托门窗洞口上部墙体的重量。图1 .27 基础梁的搁置 1 .4 单层厂房结构主要构件的选型单层厂房结构主要构件的选型n n工业厂房结构构件标准图集工业厂房结构构件标准图集有三类：有三类：经国经国家建委审定的全国通用标准图集，适用于全国各家建委审定的全国通用标准图集，适用于全国各地；经某地区或某工业部门审定的通用图集，适地；经某地区或某工业部门审定的通用图集，适用于该地区或该部门所属单位；经某设计单位审用于该地区或该部门所属
50、单位；经某设计单位审定的定型图集适用于该单位。这些图集一般包括定的定型图集适用于该单位。这些图集一般包括设计和设计施工说明、构件选用表、结构布置图设计和设计施工说明、构件选用表、结构布置图、连接大样图、模板图、配筋图、预埋件详图、连接大样图、模板图、配筋图、预埋件详图、钢筋及钢材用量表等几个部分，均属结构施工图钢筋及钢材用量表等几个部分，均属结构施工图范畴。范畴。1.4.1 单层厂房标准或通用定型构件的选单层厂房标准或通用定型构件的选择方法择方法n n“设计和施工说明”包括构件适用范围，主要设计依据，主要计算方法，使用材料，施工、制作及安装要求等部分。选用构件时要特别注意与施工说明内容相吻合。