二级建筑师-建筑结构与结构选型-讲义（八）

　　第三节单层厂房的结构体系
 
　　一、单层工业厂房的结构型式
 
　　（一）单层钢筋混凝土柱厂房：主要承重构件采用钢筋混凝土柱，钢筋混凝土屋架
 
　　（薄腹梁）或钢屋架。当有吊车时，一般采用钢筋混凝土吊车梁。
 
　　（二）单层钢结构厂房：主要承重构件采用钢柱、钢屋架、钢吊车梁。
 
　　（三）门式刚架轻工厂房：门式刚架是由柱和梁结合在一起，形状像门字的结构。有
 
　　钢筋混凝土门式刚架和钢门式刚架二种。其形状如图6－21。
 
　　的跨度（即柱子的进深间距）一般为：9m，12m，15m，18m，2lin，24m，27m，30m……等，柱网的尺寸都是3．Om的模数。厂房的山墙应布置抗风柱，其间距一般为6．Om，亦可根据山墙门洞位置，调整确定抗风柱的位置（图6－22）。
 
　　三、单层工业厂房围护墙
 
　　单层工业厂房的围护墙，宜采用外贴式的轻质墙体（或砖砌体），即外墙体紧贴柱外皮设置，轻质墙体与柱宜采用柔性连接。
 
　　（一）当有抗震设防要求时，单层钢筋混凝土柱厂房的砌体隔墙和围护墙应符合下列要求：
 
　　1．砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，并应采取措施使墙体稳定，隔墙顶部应设现浇钢筋混凝土压顶梁。
 
　　2．厂房的砌体围护墙宜采用外贴式并与柱可靠拉结；不等高厂房的高跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙采用砌体时，不应直接砌在低跨屋盖上。
 
　　3．砌体围护墙在下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁：
 
　　（1）梯形屋架端部上弦和柱顶的标高处应各设一道，但屋架端部高度不大于900mm时可合并设置。
 
　　（2）8度和9度时，应按卜密下稀的原则，每隔4m左右在窗顶增设一道圈梁，不等高厂房的高低跨封墙和纵墙跨交接处的悬墙，圈梁的竖向间距不应大于3m。
 
　　（3）山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁，并应与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。
 
　　4．圈梁的构造应符合下列规定：
 
　　（1）圈梁宜闭合，圈梁截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于180nma；圈梁的纵筋，6－8度时不应少于4ø12，9度时不应少于4 ø 14。
 
　　（2）厂房转角处柱顶圈梁在端开间范围内的纵筋，6～8度时不宜少于4 ø 14，9度时不宜少于4 ø 16，转角两侧各1m范围内的箍筋直径不宜小于48，间距不宜大于lOOmm；圈梁转角处应增设不少于3根且直径与纵筋相同的水平斜筋。
 
　　（3）圈梁应与柱或屋架牢固连接，山墙卧梁应与屋面板拉结；顶部圈梁与柱或屋架连接的锚拉钢筋不宜少于4 ø 12，目．锚固长度不宜少于35倍钢筋直径，防震缝处圈梁与柱或屋架的拉结宜加强。
 
　　5．8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，砖围护墙下的预制基础梁应采用现浇接头；当另设条形基础时，在柱基础顶面标高处应设置连续的现浇钢筋混凝土圈梁，其配筋不应少于4 ø 12。
 
　　6．墙梁宜采用现浇，当采用预制墙梁时，梁底应与砖墙顶面牢固拉结并应与柱锚拉；厂房转角处相邻的墙梁，应相互可靠连接。
 
　　（二）有抗震设防要求的单层钢结构厂房的砌体围护墙不应采用嵌式，8度时尚应采取措施，使墙体不妨碍厂房柱列沿纵向的水平位移。
 
　　四，单层工业厂房的屋盖结构
 
　　（一）组成
 
　　一般由屋面梁（或屋架）、屋面板、檩条、托架、天窗架、屋盖支撑系统等组成。
 
　　1．屋面根据材料的不同分为：由轻型板材组成的有檩体系和由大型屋面板（预制）
 
　　组成的无檩体系。
 
　　2．有檩体系是在屋面梁（或屋架）上铺设檩条，檩条上放置轻型板材而成。檩条的间距1．0—5．Om，视轻型板材的承载能力而定，支承檩条的屋架间距一般为6．0－12．Om；
 
　　3．无檩体系是指在屋面梁或屋架上，直接放置预制大型钢筋混凝土预制板的屋盖。
 
　　大型屋面板的尺寸一般为1．5mx6．Om、3．Omx6．Om，屋架间距为6．Om，屋面坡度为1/10—1/12；
 
　　（二）屋盖支撑系统
 
　　1．屋盖结构的支撑系统，通常由下列支撑组成：
 
　　（1）屋架和天窗架的横向支撑；还可分为屋架和天窗架的上弦横向支撑以及屋架下弦横向水平支撑。
 
　　（2）屋架的纵向支撑；还可分为屋架上弦纵向支撑和屋架下弦纵向水平支撑。
 
　　（3）屋架和天窗架的垂直支撑。
 
　　（4）屋架和天窗架的水平系杆；还可分为屋架和天窗架上弦水平系杆以及屋架下弦水平系杆。
 
　　所有支撑应与屋架、托架、天窗架和檩条（或大型屋面板）等组成完整的体系。
 
　　2．屋盖结构的支撑形式一般可按以下要求采用：
 
　　（1）屋架和天窗架的上弦横向支撑，屋架下弦横向水平支撑和屋架上弦纵向支撑以及屋架下弦纵向水平支撑，一般采用十字交叉的形式。
 
　　（2）屋架和天窗架的垂直支撑，
 
　　（3）屋架和天窗架的水平系杆，包括柔性系杆（拉杆）和刚性系杆（压杆），通常，柔性系杆采用单角钢，刚性系杆采用由两个角钢组成的十字形截面。
 
　　在有檩屋盖体系中，檩条可兼作横向支撑的承压杆（刚性杆）。此时，充任支撑承压杆的檩条应计算其所承受的轴心力。
 
　　3．屋盖结构支撑是屋盖结构的一个组成部分，它的作用是将厂房某些局部水平荷载传递给主要承重结构，并保证屋盖结构构件在安装和使用过程中的接体刚度和稳定性。
 
　　各种支撑的主要作用如下：
 
　　（1）屋架和天窗架上弦横向支撑，主要是保证屋架和天窗架上弦的侧向稳定，当屋架上弦横向支撑作为山墙抗风柱的支承点时，还能将水平风力或地震水平力传到纵向柱屋架下弦横向水平支撑，当作为山墙抗风柱的支承点时，或当屋架下弦设有悬挂吊车和其他悬挂运输设备时，能将水平风力或悬挂吊车等产生的水平力或地震水平力传到纵向柱列；同时能使下弦杆在动荷载作用下不致产生过大的振动。
 
　　（2）屋架的纵向支撑通常和横向支撑构成封闭的支撑体系，加强整个厂房的刚度。屋架下弦纵向水平支撑能使吊车产生的水平力分布到邻近的排架柱上，并承受和传递纵墙墙架柱传来的水平风力或地震水平力。当厂房设有托架时，还能保证托架的平面外稳定。
 
　　（3）屋架的垂直支撑及水平系杆主要是保证屋架上弦杆的侧向稳定和缩短屋架下弦杆平面外的计算长度。屋架端部的垂直支撑，承受由屋架横向支撑传来的水平风力或纵向地震水平力；中部的垂直支撑主要是保证安装时屋架位置的正确性。当下弦横向水平支撑和垂直支撑设置在厂房两端或温度伸缩缝区段两端的第二个屋架间时，则第一个屋架间的下弦水平系杆，除能缩短屋架下弦平面外的计算长度外，当山墙抗风柱与屋架下弦连接时，尚有传递山墙水平风力和稳定抗风柱的作用。
 
　　（4）天窗架的垂直支撑及水平系杆除了保证天窗架的侧向稳定外，对于天窗架侧立柱处的垂直支撑，还能承受和传递由天窗架上弦横向支撑传来的水平风力和纵向地震水平力；天窗中部的垂直支撑主要是为了安装的需要而设置的。
 
　　4．在进行屋盖结构支撑的布置时，应考虑：厂房的跨度和高度，柱网布置，屋盖结构形式，有无天窗，吊车类型、起重量和工作制，有无振动设备，有无特殊的局部水平荷载等因素。
 
　　通常，每一温度伸缩缝区段，或分期建设的工程，应分别设置完整的支撑系统。