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1、 混凝土结构设计混凝土结构设计第第 3 章章 单层厂房结构单层厂房结构教材作者：史庆轩教材作者：史庆轩课件制作：谢启芳课件制作：谢启芳课件审查：李晓文课件审查：李晓文第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 本章主要内容及重点本章主要内容及重点概述概述 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 柱的设计柱的设计 柱下独立基础设计柱下独立基础设计 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 柱下独立基础设计柱下独立基础设计 主要内容：主要内容：主要内容：主要内容：重点：重点：重点：重点：第三章第三章 单层厂房结
2、构单层厂房结构 3.1 3.1 概概 述述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、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
3、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 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.1 3.1 概概 述述混合结构混合结构 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36m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
4、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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.1 3.1 概概 述述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为：可分为：排架结构排架结构和和刚架结构刚架结构 第三章第三章 单
5、层厂房结构单层厂房结构3.2 3.2 结构组成结构组成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.屋架端部垂屋架端部垂直支撑直支撑 15.柱间支
6、撑柱间支撑第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.2 3.2 结构组成结构组成屋盖结屋盖结构构 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 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.2 3.2 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
7、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 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.2 3.2 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
8、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围护结构构 位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、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 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.2 3.2 结构组成结构组成 单层厂
9、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用备备注注屋屋盖盖结结构构屋面板屋面板承受屋面构造承受屋面构造层层自重、屋面活荷自重、屋面活荷载载、雪荷、雪荷载载、积积灰荷灰荷载载以及施工荷以及施工荷载载等，并将它等，并将它们传给们传给屋架（屋屋架（屋面梁），具有覆盖、面梁），具有覆盖、围护围护和和传递传递荷荷载载的作用的作用支撑在屋架（屋支撑在屋架（屋面
10、梁）或面梁）或檩檩条上条上天沟板天沟板屋面排水并承受屋面屋面排水并承受屋面积积水及天沟板上的构造水及天沟板上的构造层层自自重、施工荷重、施工荷载载等，并将它等，并将它们传给们传给屋架屋架天窗架天窗架形成天窗以便于采光和通形成天窗以便于采光和通风风，承受其上屋面板，承受其上屋面板传传来的荷来的荷载载及天窗上的及天窗上的风风荷荷载载等，并将它等，并将它们传给们传给屋屋架架托架托架当柱距比屋架当柱距比屋架间间距大距大时时，用以支撑屋架，并将荷，用以支撑屋架，并将荷载传给载传给柱柱1 结构组成结构组成 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.2 3.2 结构组成结构组成构件名称构件名称构件作用构件作
11、用备备注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与柱形成横向排架结结构，承受屋盖上的全部构，承受屋盖上的全部竖竖向荷向荷载载，并将它，并将它们传给们传给柱柱檩檩条条支撑小型屋面板（或瓦材），承受屋面板支撑小型屋面板（或瓦材），承受屋面板传传来来的荷的荷载载，并将它，并将它们传给们传给屋架屋架有有檩檩体系屋盖体系屋盖中采用中采用柱柱排架柱排架柱承受屋盖承受屋盖结结构、吊构、吊车车梁、外梁、外墙墙、柱、柱间间支撑等支撑等传传来的来的竖竖向和水平荷向和水平荷载载，并将它，并将它们传给们传给基基础础同同时为时为横向排横向排架和架和纵纵向排架向排架中的构件中的构件抗抗风风柱柱承受山承受
12、山墙传墙传来的来的风风荷荷载载，并将它，并将它们传给们传给屋盖屋盖结结构和基构和基础础也是也是围护结围护结构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加强强屋盖屋盖结结构空构空间刚间刚度，保度，保证证屋架的屋架的稳稳定，将定，将风风荷荷载传给载传给排架排架结结构构柱柱间间支撑支撑加加强强厂房的厂房的纵纵向向刚刚度和度和稳稳定性，承受并定性，承受并传递纵传递纵向水平荷向水平荷载载至排架柱或基至排架柱或基础础1 结构组成结构组成 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.2 3.2 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备注注围围护护结结构构外外纵墙纵墙山山墙墙厂房的厂房的围
13、护围护构件，承受构件，承受风风荷荷载载及其自重及其自重连连系梁系梁连连系系纵纵向柱列，增向柱列，增强强厂房的厂房的纵纵向向刚刚度，并将度，并将风风荷荷载载传递给纵传递给纵向柱列，同向柱列，同时还时还承受其上部承受其上部墙墙体的重量体的重量圈梁圈梁加加强强厂房的整体厂房的整体刚刚度，防止由于地基不均匀沉降或度，防止由于地基不均匀沉降或较较大振大振动动荷荷载载引起的不利影响引起的不利影响过过梁梁承受承受门门窗洞口上部窗洞口上部墙墙体的重量，并将它体的重量，并将它们传给门们传给门窗窗两两侧墙侧墙体体基基础础梁梁承受承受围护墙围护墙体的重量，并将它体的重量，并将它们传给们传给基基础础吊吊车车梁梁承受吊
14、承受吊车竖车竖向和横向或向和横向或纵纵向水平荷向水平荷载载，并将它，并将它们们分分别传给别传给横向或横向或纵纵向排架向排架简简支在柱支在柱牛腿上牛腿上基基础础承受柱、基承受柱、基础础梁梁传传来的全部荷来的全部荷载载，并将它，并将它们传给们传给地地基基1 结构组成结构组成 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.3 3.3 结构布置结构布置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确定柱网布置等平面问题问题 1 1 厂房结构的设计步骤厂房结构的设计步骤 一个建一个建设项设项目的目的设计设计，一般包括工，一般包括工艺设计艺设
15、计、建筑、建筑设计设计、结结构构设计设计和和设备设备设计设计（如水、暖、（如水、暖、电电等）等几方面。就等）等几方面。就单层单层厂房厂房结结构构设计设计而言，可分而言，可分为为方案方案设计设计、技、技术设计术设计和施工和施工图绘图绘制等三个制等三个阶阶段。段。确定确定结结构形式、构形式、标标高等剖面高等剖面问题问题 选择结选择结构构件构构件类类型型 确定确定结结构布置构布置 确定确定结结构构计计算算简图简图 荷荷载计载计算及排架内力分析算及排架内力分析 结结构构件（柱、基构构件（柱、基础础等）等）设计设计 结结构布置构布置图图（屋面、柱、基（屋面、柱、基础础等）等）构件布置与配筋构件布置与配筋
16、图图 节节点大点大样图样图 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.3 3.3 结构布置结构布置 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沿厂房跨度方向用交叉角钢钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平 桁架。桁架。作用作用：保保证证屋架上弦的屋架上弦的侧侧向向稳稳定性；增定性；增强强屋盖的整体屋盖的整体刚刚度
17、；作度；作为为山山墙墙抗抗风风柱的柱的顶顶端水平支座，承受由山端水平支座，承受由山墙传墙传来的来的风风荷荷载载和其他和其他纵纵向水平荷向水平荷载载，并，并传传至厂房至厂房纵纵向柱列。向柱列。布置布置：当当屋盖屋盖为为有有檩檩体系，或屋盖体系，或屋盖为为无无檩檩体系，但屋面板与屋架的体系，但屋面板与屋架的连连接接质质量不能保量不能保证证且抗且抗风风柱与屋架上弦柱与屋架上弦连连接，每一伸接，每一伸缩缝缩缝区段端部第一区段端部第一或第二柱或第二柱间间布置；布置；当当设设有天窗，且天窗通有天窗，且天窗通过过厂房端部的第二柱厂房端部的第二柱间间或通或通过过伸伸缩缝缩缝，应应在第一或第二柱在第一或第二柱间
18、间的天窗范的天窗范围围内内设设置，并在天窗范置，并在天窗范围围内内沿沿纵纵向向设设置置13道通道通长长的受的受压压系杆，将天窗范系杆，将天窗范围围内各榀屋架与上弦横内各榀屋架与上弦横向水平支撑向水平支撑连连系起来。系起来。第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.3 3.3 结构布置结构布置 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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置（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钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的、直腹杆和屋架下弦杆构成的水平桁架水平桁
19、架。作用作用：将山将山墙风墙风荷荷载载及及纵纵向水平向水平荷荷载传载传至至纵纵向柱列；防止屋架下向柱列；防止屋架下弦弦侧侧向振向振动动。布置布置：当当屋架下弦屋架下弦设设有有悬悬挂吊挂吊车车，或厂房内有或厂房内有较较大振大振动动，或山，或山墙风墙风荷荷载载通通过过抗抗风风柱柱传传至屋架下弦，至屋架下弦，应应在每一伸在每一伸缩缝缩缝区段两端的第一区段两端的第一或第二柱或第二柱间设间设置，宜与上弦横向置，宜与上弦横向水平支撑水平支撑设设置在同一柱置在同一柱间间。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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结
20、构布置（3）纵向水平支撑纵向水平支撑构成构成：由交叉角由交叉角钢钢、直杆和屋架下弦第一、直杆和屋架下弦第一节间组节间组成的成的纵纵向水平桁架向水平桁架。作用作用：加加强强屋盖屋盖结结构的横向水平构的横向水平刚刚度；保度；保证证横向水平荷横向水平荷载载的的纵纵向分布，向分布，加加强强厂房的空厂房的空间间工作；保工作；保证证托架上弦的托架上弦的侧侧向向稳稳定。定。布置布置：当当设设有有软钩桥软钩桥式吊式吊车车且厂房高度大、且厂房高度大、吊吊车车起重量起重量较较大，大，应应在屋架下弦端在屋架下弦端节间节间沿沿厂房厂房纵纵向通向通长长或局部或局部设设置一道；置一道；当当已已设设有有下弦横向水平支撑下弦
21、横向水平支撑时时，为为保保证证厂房空厂房空间刚间刚度，度，应应尽可能与横向水平尽可能与横向水平支撑支撑连连接，以形成封接，以形成封闭闭的水平支撑系的水平支撑系统统。纵向水平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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置（4）垂直支撑垂直支撑构成构成：由角由角钢钢杆件与屋架直腹杆杆件与屋架直腹杆组组成的垂直桁架，形式成的垂直桁架，形式为为十字交叉形十字交叉形或或W形。形。作用作用：保保证证屋架受荷后在平面外的屋架受荷后在平面外的稳稳定；定；传递纵传递纵向水平力。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
22、与下弦横向水平支撑布置在同一柱间间内。内。当当厂房跨度小于厂房跨度小于18m且无天窗且无天窗时时，一般可不，一般可不设设垂直支撑和水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、屋架间间距距为为6m、采用大型屋面板、采用大型屋面板时时，应应在每一伸在每一伸缩缝缩缝区段端部的第一或第二柱区段端部的第一或第二柱间间，屋架跨中，屋架跨中设设置置一道垂直支撑；一道垂直支撑；当当屋架跨度大于屋架跨度大于30m时时，应应在每一伸在每一伸缩缝缩缝区段端部的第一或区段端部的第一或第二柱第二柱间间，屋架跨度，屋架跨度1/3左右的左右的节节点点处设处设置两道垂直支撑。置两道垂直支撑。2 2 屋
23、盖支撑布置屋盖支撑布置第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置 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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置（5）水平系杆水平系杆构成构成：分分为为上弦水平系杆和下弦水平系杆上弦水平系杆和下弦水平系杆。作用作用：上弦水平系杆是上弦水平系杆是为为保保证证屋架上弦或屋面梁受屋架上弦或屋面梁受压压翼翼缘缘的的侧侧向向稳稳定；定；下弦水平系杆是下弦水平系杆是为为防止在吊防止在吊车车或有其它水平振或有其它水平振动时动时屋架下弦屋架下弦侧侧向向颤动颤动。布置布置：当当
24、屋盖屋盖设设置垂直支撑置垂直支撑时时，未，未设设置垂直支撑的屋架置垂直支撑的屋架间间，在相，在相应应于于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节节点点处处，设设置通置通长长的水平系杆。的水平系杆。刚刚性系杆（性系杆（压压杆）杆）：凡：凡设设在屋架端部主要支承在屋架端部主要支承节节点点处处和屋架上弦和屋架上弦屋脊屋脊节节点点处处的通的通长长水平系杆，均水平系杆，均应应采用采用刚刚性系杆；当屋架横向水性系杆；当屋架横向水平支撑平支撑设设在伸在伸缩缝缩缝区段两端的第二柱区段两端的第二柱间间内内时时，第一柱，第一柱间间内的水平内的水平系杆均系杆均应应采用采用刚刚性系杆。性系杆。柔
25、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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置（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、天窗架天窗架上弦横向水平支撑、天窗架间间的垂直支撑和水平系杆。的垂直支撑和水平系杆。作用作用：保保证证天窗架上弦的天窗架上弦的侧侧向向稳稳定定；将天窗端壁上的；将天窗端壁上的风风荷荷载传给载传给屋架屋架。布置布置：纵纵向位置（柱向位置（柱间间）：一般一般天窗架上弦横向水平支撑和垂直支撑均天窗架上弦横向水平支撑和垂直支撑均设设置在天窗端部第一柱置在
26、天窗端部第一柱间间内。内。横向位置（道）横向位置（道）：一般一般垂直支撑垂直支撑设设置在天窗两置在天窗两侧侧。水平系杆水平系杆：在未：在未设设置上弦横向水平支撑的天窗架置上弦横向水平支撑的天窗架间设间设置；置；应应在上弦在上弦节节点点处设处设置柔性系杆；置柔性系杆；对对有有檩檩屋盖体系，屋盖体系，檩檩条可以代替柔性系杆。条可以代替柔性系杆。2 2 屋盖支撑布置屋盖支撑布置第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置3 3 柱间支撑布置柱
27、间支撑布置 构成构成：由交叉由交叉钢钢杆件杆件组组成，交叉成，交叉倾倾角宜取角宜取45，支撑，支撑钢钢构件的截构件的截面尺寸需面尺寸需经经承承载载力和力和稳稳定定计计算确定算确定。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：提高厂房的提高厂房的纵纵向向刚刚度和度和稳稳定性；将吊定性；将吊车车纵纵向水平制向水平制动动力、山力、山墙墙及天窗端壁的及天窗端壁的风风荷荷载载、纵纵向水平地震作用等向水平地震作用等传传至基至基础础。柱间支撑作用示意图柱间支撑作用示意图第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置分分类类：对对于
28、有吊于有吊车车的厂房，按其位置可分的厂房，按其位置可分为为上柱柱上柱柱间间支撑和下支撑和下柱柱柱柱间间支撑。支撑。上柱柱上柱柱间间支撑支撑：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；承受作用在山承受作用在山墙墙及天窗壁端的及天窗壁端的风风荷荷载载，并保，并保证证厂房上部厂房上部的的纵纵向向刚刚度。度。下柱柱下柱柱间间支撑支撑：位于牛腿下部；位于牛腿下部；承受上部支撑承受上部支撑传传来的内力、来的内力、吊吊车纵车纵向制向制动动力和力和纵纵向水平地震作用等，并将其向水平地震作用等，并将其传传至基至基础础。形式形式：十字交叉形；当柱十字交叉形；当柱间间要通行
29、或放置要通行或放置设备设备，或，或柱距柱距较较大而不宜采用交叉大而不宜采用交叉支撑支撑时时，可采用，可采用门门架式支架式支撑。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 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置布置布置：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，应设设置柱置柱间间支支撑撑。上柱柱上柱柱间间支撑支
30、撑设设置置：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支撑相对应的柱间以及伸以及伸缩缝缩缝区段中央或区段中央或临临近中央的柱近中央的柱间间。下柱柱下柱柱间间支撑支撑设设置置：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 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置优优点点：纵纵向水平荷向水平荷载载作用下作用下传传力路力路线较线较短；短；厂房两端的温度伸厂房两端的温度伸缩缩变变形形较较小；厂房小；厂房纵纵向向构件的伸构件的伸缩缩受柱受柱间间支支撑的撑的约约束
31、束较较小，所引小，所引起的起的结结构温度构温度应应力也力也较较小。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 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置4 4 围护结构布置围护结构布置 抗抗风风柱柱一一般般与与基基础础刚刚接接，与与屋屋架架上上弦弦铰铰接接；当当屋屋架架设设有有下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑时时，也也可可与与下下弦弦铰铰接接或或同同时时与与上上、下下弦弦铰铰接接。抗抗风风柱柱与与屋屋架架之之间间一一般般采采用用竖竖向向可可以以移移动动、水水平平方方向向又又有有较较大大刚刚度度的的弹弹簧簧板板连连接接；如如
32、厂厂房房沉沉降降量量较较大大时时，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、下弦连接构造第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.3 3.3 结构布置结构布置（2）圈梁、圈梁、连连系梁、系梁、过过梁和基梁和基础础梁梁 圈圈梁梁是是设设置置于于墙墙体体内内并并与与柱柱子子连连接接的的现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件，其其作作用用是是将将墙墙体体与与排排架架柱柱、抗抗风风柱柱等等箍箍在在一一起起，以以增增强强厂厂房房的的整整体体刚刚度度，防防止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
33、振动荷载对厂房产生不利影响。连连系系梁梁除除承承受受墙墙体体荷荷载载外外，还还具具有有连连系系纵纵向向柱柱列列、增增强强厂厂房房的的纵纵向向刚度、传递纵向水平荷载的作用。刚度、传递纵向水平荷载的作用。当当墙墙体体开开有有门门窗窗洞洞口口时时，需需设设置置钢钢筋筋混混凝凝土土过过梁梁，以以支支承承洞洞口口上上部部墙体的重量。墙体的重量。在在进进行行围围护护结结构构布布置置时时，应应尽尽可可能能地地将将圈圈梁梁、连连系系梁梁和和过过梁梁结结合合起起来来，使使一一种种梁梁能能兼兼作作两两种种或或三三种种梁梁的的作作用用，以以简简化化构构造造，节节约约材材料料，方方便施工。便施工。在在单单层层厂厂房房
34、中中，一一般般采采用用基基础础梁梁来来承承托托围围护护墙墙体体的的重重量量，并并将将其其传传至柱基础顶面，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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与截面尺寸确定构件选型与截面尺寸确定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
35、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，用于自防水非卷材屋形屋面板，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。面，以及预应力自防水保温屋面板、钢筋加气混凝土板等。（1）屋盖屋盖结结构构件构构件 有檩体系屋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:第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与截面尺寸确定构件
36、选型与截面尺寸确定 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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与截面尺寸确定构件选型与截面尺寸确定 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
37、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。两两铰铰（或三（或三铰铰）拱屋架）拱屋架：两：两铰铰拱的支座拱的支座节节点点为铰为铰接，接，顶节顶节点点为刚为刚接；接；三三铰铰拱的支座拱的支座节节点和点和顶节顶节点均点均为铰为铰接。两接。两铰铰拱的上弦拱的上弦为钢为钢筋混凝土筋混凝土构件，三构件，三铰铰拱的上弦可用拱的上弦可用钢钢筋混凝土或筋混凝土或预应预应力混凝土构件力混凝土构件。两两铰铰（或三（或三铰铰）拱屋架）拱屋架 1 1 主要构件的选型主要构件的选型第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与截面尺寸确
38、定构件选型与截面尺寸确定桁架式屋架桁架式屋架：当厂房跨度：当厂房跨度较较大大时时，采用桁架式屋架，采用桁架式屋架较经济较经济，它在，它在单层单层厂房中厂房中应应用非常普遍。桁架式屋架的矢高和外形用非常普遍。桁架式屋架的矢高和外形对对屋架受力均屋架受力均有有较较大影响，一般取高跨比大影响，一般取高跨比为为1/61/8较为较为合理，其外形有三角形、合理，其外形有三角形、拱形、梯形、折拱形、梯形、折线线形等几种。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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与截面尺寸确定构件选型与
39、截面尺寸确定 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：一般为为12m跨跨度的度的预应预应力混凝土三力混凝土三角形或折角形或折线线形构件，形构件，上弦上弦为钢为钢筋混凝土筋混凝土压压杆，下弦杆，下弦为预应为预应力混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第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构3.4 3
40、.4 构件选型与截面尺寸确定构件选型与截面尺寸确定 （2）吊吊车车梁：梁：吊吊车车梁除直接承受吊梁除直接承受吊车车起重、运行和制起重、运行和制动时产动时产生的生的各种往复移各种往复移动动荷荷载载外，它外，它还还具有将厂房的具有将厂房的纵纵向荷向荷载传递载传递至至纵纵向柱列、向柱列、加加强强厂房厂房纵纵向向刚刚度等作用。度等作用。吊车梁的类型吊车梁的类型 吊吊车车梁一梁一般根据吊般根据吊车车的的起重量、工作起重量、工作级别级别、台数、台数、厂房的跨度和厂房的跨度和柱距等因素柱距等因素选选用。用。1 1 主要构件的选型主要构件的选型第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与
41、截面尺寸确定构件选型与截面尺寸确定2 2 柱柱 （1）柱的形式：柱的形式：主要有排架柱和抗主要有排架柱和抗风风柱两柱两类类。钢钢筋筋混混凝凝土土排排架架柱柱一一般般由由上上柱柱、下下柱柱和和牛牛腿腿组组成成，其其结结构构型型式式可可概概括括为为单单肢肢柱柱和和双双肢肢柱柱两两类类。上上柱柱一一般般为为矩矩形形截截面面或或环环形形截截面面；下下柱柱的的截截面面形形式式较较多，根据其截面形式可分多，根据其截面形式可分为为矩形截面柱、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抗风风柱柱一般由上柱一般由上柱和下柱和下柱组组成，无牛成，无牛腿，上柱腿，上柱为为矩形
42、截矩形截面，下柱一般面，下柱一般为为 I形截面。形截面。第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与截面尺寸确定构件选型与截面尺寸确定 （2）柱的截面尺寸：柱的截面尺寸：柱柱的的截截面面尺尺寸寸除除应应满满足足承承载载力力的的要要求求外外，还还应应保保证证具具有有足足够够的的刚刚度度，以以免免厂厂房房变变形形过过大大，造造成成吊吊车车轮轮与与轨轨道道过过早早磨磨损损，影影响响吊吊车车的正常运行，或的正常运行，或导导致致墙墙体和屋盖体和屋盖产产生裂生裂缝缝，影响厂房的正常使用。，影响厂房的正常使用。柱柱的的截截面面尺尺寸寸除除了了考考虑虑吊吊车车起起重重量量和和柱柱的的类类
43、型型两两个个因因素素外外，还还应应考考虑虑厂厂房房跨跨数数和和高高度度、柱柱的的型型式式、围围护护结结构构的的材材料料和和构构造造、施施工工和吊装和吊装等。等。2 2 柱柱第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.4 3.4 构件选型与截面尺寸确定构件选型与截面尺寸确定3 3 基础基础 单单层层厂厂房房的的柱柱下下基基础础一一般般采采用用独独立立基基础础（也也称称扩扩展展基基础础）。按按施施工工方方法法可可分分为为预预制制柱柱下下独独立立基基础础和和现现浇浇柱柱下下独独立立基基础础两两种种。对对装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土单单层层厂厂房房排排架架结结构构，常常见见的的独独立立基基础础形形
44、式式主主要要有有杯杯形形基基础础、高高杯杯基基础础和和桩桩基基础础等。等。基础的类型基础的类型第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.5 3.5 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析1 1 排架计算见图排架计算见图 （1）计计算算单单元元：可在可在结结构平面构平面图图上由相上由相邻邻柱距的中柱距的中线线截出一个典型的截出一个典型的区段，作区段，作为为排架的排架的计计算算单单元。元。计算单元和计算模型计算单元和计算模型第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.5 3.5 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析 （2）基本假定和基本假定和计计算算简图简图：为为了了简简化化计计算，算，对
45、对于于钢钢筋混凝土排架筋混凝土排架结结构通常作如下构通常作如下假定假定：柱下端与基柱下端与基础顶础顶面面为刚为刚接；接；柱柱顶顶与排架横梁（屋架或屋面梁）与排架横梁（屋架或屋面梁）为铰为铰接；接；横梁（即屋架或屋面梁）横梁（即屋架或屋面梁）为轴为轴向向刚刚度很大的度很大的刚刚性性连连杆。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计算算简图简图。1 1 排架计算见图排架计算见图第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.5 3.5 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析横向横向排架的排架的计计算算简图简图1 1 排架计算见图排架计算见图第三章第三章 单层厂房结构单层厂房
46、结构 3.5 3.5 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 作用在横向排架作用在横向排架结结构上的荷构上的荷载载有有恒恒载载、屋面活荷屋面活荷载载、雪荷雪荷载载、积积灰荷灰荷载载、吊吊车车荷荷载载和和风风荷荷载载等，除吊等，除吊车车荷荷载载外，其它荷外，其它荷载载均取自均取自计计算算单单元范元范围围内。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、屋面构造窗架、屋面构造层层以及屋盖支撑等重力荷以及屋盖支撑等重力荷载载。悬墙悬墙自重自重G2：当当设设有有连连系梁
47、支承系梁支承围护墙围护墙体体时时，排架柱承受着，排架柱承受着计计算算单单元范元范围围内内连连系梁、系梁、墙墙体和窗等重力荷体和窗等重力荷载载。吊吊车车梁和梁和轨轨道及道及连连接件自重接件自重G3。柱自重柱自重G4（G5）：第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.5 3.5 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析 恒恒载载作用位置及相作用位置及相应应的的排架排架计计算算简图简图2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.5 3.5 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析 （2）屋面活荷屋面活荷载载 ：包括屋面均布活荷包括屋面均布活荷载载、屋面雪荷
48、、屋面雪荷载载和屋面和屋面积积灰荷灰荷载载三部分。其荷三部分。其荷载载分分项项系数均系数均为为1.4。屋面均布活荷屋面均布活荷载载：屋面水平投影面上的屋面均布活荷屋面水平投影面上的屋面均布活荷载标载标准准值值，按，按下列情况取：不上人的屋面下列情况取：不上人的屋面为为0.5kN/m2；上人的屋面；上人的屋面为为2.0kN/m2。屋面雪荷屋面雪荷载载：屋面水平投影面上的雪荷屋面水平投影面上的雪荷载标载标准准值值 (kN/m2)式中式中:为为基本雪基本雪压压(kN/m2)；为为屋面屋面积积雪分布系数。雪分布系数。屋面屋面积积灰荷灰荷载载：对设计对设计生生产产中有大量排灰的厂房及其中有大量排灰的厂房
49、及其临临近建筑近建筑时时，应应考考虑虑屋面屋面积积灰荷灰荷载载的影响。的影响。屋屋面面均均布布活活荷荷载载不不与与雪雪荷荷载载同同时时考考虑虑，取取两两者者中中的的较较大大值值；当当有有屋屋面面积积灰灰荷荷载载时时，积积灰灰荷荷载载应应与与雪雪荷荷载载或或不不上上人人的的屋屋面面均均布布活活荷荷载载两两者中的者中的较较大大值值同同时时考考虑虑。注：注：2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.5 3.5 横向排架结构内力分析横向排架结构内力分析吊吊车竖车竖向荷向荷载载：和和 的的标标准准值值按下式按下式计计算算式中式中 、表示第表示第 台吊台吊车车的
50、最大的最大轮压轮压和最小和最小轮压轮压；与吊与吊车轮压车轮压相相对应对应的支座反力影响的支座反力影响线线的的竖竖向坐向坐标值标值。当当计计算吊算吊车车梁及其梁及其连连接的接的强强度度时时，吊，吊车竖车竖向荷向荷载应载应乘以乘以动动力系数。力系数。注：注：计计算算排排架架考考虑虑多多台台吊吊车车竖竖向向荷荷载载时时，对对单单跨跨厂厂房房的的每每个个排排架架，参参与与组组合合的的吊吊车车台台数数不不宜宜多多于于2台台；对对多多跨跨厂厂房房的的每每个个排排架架，不不宜宜多于多于4台。台。（3）吊吊车车荷荷载载：2 2 排架结构上的荷载排架结构上的荷载 第三章第三章 单层厂房结构单层厂房结构 3.5