单层工业厂房结构设计教材.pptx

第2章 单层工业厂房结构设计本章重点：熟悉单层工业厂房结构的选型与结构布置方法； 掌握钢筋混凝土排架的结构分析方法（计算简图、荷载与内力计算方法）、内力组合原则及柱的截面设计方法；熟悉排架柱、牛腿、柱下独立基础的配筋构造要求。结构类型和结构体系单厂的结构构件选型与支撑布置铰接排架的内力分析与组合单厂排架柱设计牛腿设计柱下单独基础设计单层厂房的特点：单厂结构的跨度大、高度大、荷载大、内力大、截面尺寸大常承受动力荷载隔墙少，柱是承受屋盖荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震荷载的主要构件2.1 结构类型和结构体系按承重结构的材料分砌体混合结构（无吊车或Q50kN，l15m，柱顶标高不超过8m）；钢筋混凝土结构钢结构（重型吊车Q1500kN ，l36m）按外形分：单跨与多跨、等高与不等高、单层与多层；按结构体系分：排架、刚架排架结构：由屋面梁或屋架、柱和基础组成。排架的柱与屋架铰接而与基础刚接。根据材料不同可分为：钢-钢筋混凝土排架、钢筋混凝土-砖排架、钢筋混凝土排架。刚架结构：柱与屋架（梁）刚接而与基础常为铰接。有折线形门式刚架、拱形门式刚架；三铰式、两铰式。简单轻巧，但刚度较差，适用于无吊车或吊车吨位不大于100kN、跨度不超过18m的轻型厂房。2.2 结构组成及荷载传递1. 屋面板 2. 天沟板 3. 天窗架 4. 屋架 5. 托架 6. 吊车梁 7.排架柱 8. 抗风柱 9. 基 础 10. 连系梁 11. 基础梁 12. 天窗架垂直支撑 13. 屋架下弦横向水平支撑14.屋架端部垂直支撑 15. 柱间支撑单层排架结构组成3）天窗架1）屋面板4）屋架2）天沟板12）天窗架垂直支撑13）屋架下弦横向支撑5）托架14）屋架垂直支撑15）柱间支撑10）连系梁8）抗风柱6）吊车梁11）基础梁7）排架柱9）基础结构组成屋盖结构横向平面排架纵向平面排架围护结构承重结构围护结构1、屋盖结构有檩、无檩体系。多用无檩体系。组成：屋面板、檩条、屋面梁或屋架、天窗架、支撑、托架作用：承重、围护，与支撑体系将纵横向平面排架连接成整体并传递荷载荷载：屋面活荷载、雪荷载、自重等2、横向平面排架由横梁、横向柱列及其基础所组成的平面骨架，是厂房的基本承重结构。厂房承受的竖向荷载（自重、屋面活荷载、雪荷载和吊车竖向荷载等）及横向水平荷载（风、地震、水平制动）主要通过横向平面排架传至基础及地基。屋面荷载天窗架屋面板屋架纵墙自重柱连系梁吊车梁基础基础梁地基横向平面排架上竖向荷载的传力途径吊车竖向荷载吊车横向水平荷载吊车梁天窗架横向风荷载屋面板屋架柱基础地基纵墙横向水平地震作用横向平面排架上横向水平荷载的传力途径吊车横向水平荷载吊车梁天窗架横向风荷载屋架屋面板柱向排架通过横纵墙横向地震作用基础横向水平荷载传递路线3、纵向平面排架由连系梁、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。作用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、以及作用在山墙传来的纵向风荷载等。纵向柱列柱子数量较多，并有吊车梁，连系梁，柱间支撑等，故杆件内力不大，不考虑地震作用时，一般可不进行纵向平面排架计算。吊车纵向水平荷载吊车梁天窗端壁天窗架纵向风荷载屋盖及屋盖支撑柱向排架通过纵山墙抗风柱纵向地震作用基础纵向水平荷载传递路线4、围护结构组成：纵墙、山墙、横墙、墙梁、抗风柱、连系梁、基础梁等。作用：围护和承重。主要承受墙体和构件的自重以及作用在墙面的风载。确定柱网布置等平面问题 确定结构形式、标高等剖面问题 —— 方案设计阶段进行结构构件选型、初估尺寸 确定结构计算简图 技术设计阶段——荷载计算及排架内力分析 结构构件（柱、基础等）设计 结构布置图（屋面、柱、基础等） ——施工图阶段 构件布置与配筋图 节点大样图 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。2.3 结构布置2.3.1 厂房平面布置2.3.2 支撑布置2.3.3 围护结构布置2.3.1 厂房平面布置1、柱网布置2、变形缝1、柱网布置横向定位轴线——定柱距、屋面板跨、吊车梁跨。即吊车梁、连系梁、基础梁、屋面板及外墙板等一系列纵向构件的标志长度（实际尺寸+构造尺寸）。纵向定位轴线——定跨度，即屋架的标志长度。为设计标准化、生产工业化、施工机械化，通常有：柱距一般用6m或6m的倍数（局部抽柱）。个别采用9m柱距。跨度在18m以下的，采用3m的倍数；18m以上的采用6m的倍数。必要时采用21m，27m，33m。横向定位轴线与柱的关系在厂房端部与山墙内边缘重合，须将山墙内侧第一排柱中