第二章 排架结构.doc

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第二章 排架结构

2.1 排架结构的特点
2.2 排架结构的类型
2.3 排架结构的组成
2.4 排架结构承受的主要荷载
2.5 主要构件的选型
2.6 单层厂房排架结构设计步骤

孝感学院城建学院
土木建筑工程系结构教研室
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1.1排架结构的特点

在建筑上：
1满足生产工艺流程的要求（跨度，跨数、柱距，厂房高度）；
2满足采光、通风、隔热、保温等物理要求；
3满足生产需要的起重、运输、设备安装与检修等需要；
4要考虑敷设辅助设备的各种管线和地沟。

在结构上：
1、在厂房结构设计时须考虑动力荷载的影响；
2、须按要求设置伸缩缝。（厂房平面尺寸较大，纵横向过宽，温度变化较大）

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在施工上：
1构件种类多、自重大，吊车工作量大；
2机械化程度高，须多种工种协同作业；(设备、电器、工业管道安装）
3设备基础埋置深，精度要求高。
2.2 排架结构的类型
钢筋混凝土排架结构：根据生产工艺与使用要求
跨数分：单跨、双跨和多跨
高度：等高、不等高和锯齿形
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目前：单层工业厂房结构形式中：跨度可达30m或更高，吊车吨位可达150t或更大。
排架传力明确，构造简单，构件标准化，施工机械化。
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2.3排架结构的组成

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单层厂房排架结构通常由下列构件组成：
屋面板、屋架、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础、基础梁等

1屋盖结构:有檩屋盖和无檩屋盖
有檩屋盖：小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成。用于小型厂房。
无檩屋盖：大型屋面板、屋面梁或屋架、屋盖支撑组成。用于大、中型厂房。

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l 2横向平面排架：屋面梁、横向柱列及柱基础。厂房主要荷载通过它传给基础。
l 3纵向平面排架：纵向柱列、基础、连系梁及柱间支撑。主要传递厂房纵向水平力及材料的温度和收缩变形而产生的内力，传递给基础。
l 4围护结构：纵墙、横墙、墙梁、抗风柱和基础梁等组成，主要承受墙自重和作用于墙面的风荷载。

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排架结构上主要构件及其作用

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2.4 排架结构承受的主要荷载
1.恒荷载：屋面自重、柱自重、墙体自重、吊车梁及轨道连接的自重；
2.吊车荷载：吊车的垂直轮压（竖向荷载）和水平制动力（水平荷载）；
3.风荷载：用基本风压计算的作用在厂房各个部分表面上的风压；
4.雪荷载；
5.屋面均布活荷载，屋面积灰荷载；
6.地震荷载：地震时作用的惯性力。
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2.5 主要构件的选型
1、选型的原则
1）经济合理p36表2.2
2）工艺和建筑设计满足要求
3)荷载或对负荷的限制条件
4）施工条件

2、主要构件的选型
1）屋面板：无檩体系中，屋面板1.5×6m预应力混凝土板，特殊情况可采用3×6m 、1.5×9m 、3×12m
2）檩条：用于有檩体系中，跨度4m、6m，也有9m
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3屋架及屋面梁：
根据厂房的生产使用、跨度大小、吊车吨位、施工条件、技术经济指标和建筑要求等综合考虑。
屋架的的形式：三角形（跨度较小）、梯形、折线形（18m~36m折线形屋架受力最合理）。
屋面梁的外形：单坡和双坡；梁截面可分为I形和T形；一般跨度不大于18m。
4天窗架：
有通风采光要求时设置；天窗架跨度6m、9m。
采用最多是钢筋混凝土三铰拱钢架。
5托架：
当厂房柱距大于大型屋面板或檩条的跨度时，则沿纵向柱列设置托架。
常用的托架预应力混凝土桁架、钢桁架。
跨度可达12m、18m、24m。
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外

纵
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6吊车梁：承受吊车自重和起重荷载。选择吊车梁时应注意吊车使用的频繁程度，有重级、中级和轻级工作制之分。吊车梁的种类：钢筋混凝土等截面吊车梁、组合式吊车梁、预应力混凝土吊车梁。预应力混凝土应用最广泛。当大吨位吊车梁时可以采用钢结构吊车梁。

7柱：柱是单层厂房中的主要承重构件，截面形式：矩形、工字形、双肢柱及管柱。柱的截面形式主要由使用要求确定的，保证柱子有一定的承载力还必须保证有足够的刚度。

8基础：承受厂房上部结构的全部自重，并将它们传递到地基，起着承上启下的作用。

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墙
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、
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山

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墙
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2.6 单层厂房排架结构设计步骤
1初步设计阶段：确定柱网、结构形式、标高、结构构件类型、屋面、楼面、墙面及地面做法
2扩大初步设计阶段：水、电、暖气、煤气、蒸汽等其他工种设计协调
3施工阶段：画出建筑、结构及其他工种设计的详细施工图。
在单层厂房的结构设计中，应充分利用标准构配件图，进行标准化设计，以提高建筑工业化水平。
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单层厂房柱网及定位轴线

l 一、柱网布置
l 单层厂房定位轴线是确定厂房主要承重构件位置及其标志尺寸的基准线，同时也是厂房施工放线和设备定位的依据。其设计应执行《厂房建筑模数协调标准》GBJ6-86的有关规定。定位轴线的划分是在柱网布置的基础上进行的。

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厂
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房
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二、横向定位轴线

的
l （一）中间柱与横向定位轴线的联系
l 屋架（或屋面梁）支承在柱子的中心线上，中间柱的横向定位轴线与柱的中心线相重合。

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(二)横向伸缩缝、防震缝处柱与横向定位轴线的联系
l 横向温度伸缩缝和防震缝处采用双柱双屋架，设两条横向定位轴线，两柱的中心线应从定位轴线向缝的两侧各移600mm。
l 两条定位轴线间的插入距离A值，等于伸缩缝或防震缝的缝宽C。
l 该处两条横向定位轴线与相邻横向定位轴线之间的距离与其他柱距保持一致。

围
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l (三)山墙与横向定位轴线的联系

护
半砖或半砖的倍数

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l

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三、纵向定位轴线
(一)墙、边柱与纵向定位轴线的联系
l （1）封闭式结合的纵向定位轴线：当吊车起重量≤20T时，此时，纵向定位轴线采用封闭式结合，轴线与边柱外缘重合。
（2）非封闭式结合的纵向定位轴线：吊车起重量Q＝30T／5T
l 由于吊车起重量、柱距、跨度、有否安全走道板等因素的影响，边柱与纵向定位轴线的联系有两种情况：
l 　　a.封闭式结合的纵向定位轴线
　　b.非封闭式结合的纵向定位轴线
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构
件，承受作用在墙面上的风荷载及自重
荷载作用在基础梁或基础上

联系梁（墙梁）
承受墙体自重，并将它传给住，并作为柱纵向柱列的连系构件
作用传到柱牛腿上

基础梁
承受墙体自重
作用在基础上

过梁
承受门窗洞口上墙体自重，并传给洞口两侧墙体
作用在墙体上

圈梁
较强厂房空间刚度，抵抗不均匀沉降，传递风荷载
作用在墙体上

基础
承受住、基础梁梁传来的荷载，并将荷载传给地基
荷载由地基承受

承受吊车的竖向轮压和水平刹车力，并构成纵向排架
作用在横向排架的牛腿上
柱
排架柱
构成横向排架及纵向排架，是排架主要受力构件，承受屋盖结构、吊梁车、外墙、柱间支撑、墙梁传来的竖向力及水平力（地震作用、风荷载及吊车刹车力）
作用在柱顶、住牛腿、上柱、下柱等各个部位

抗风柱
承受山墙传来的风荷载，用作围护结构
荷载传给屋架上、下弦及基础

柱间支撑
构成纵向排架，承受纵向风荷载和纵向水平刹车力、纵向地震作用
上、下柱支撑将荷载传至上柱弦底部及基础底部

作 用
荷载作用位置及传递方向
屋架结构
屋面板
屋面围护用，承受屋面构造层重力荷载、雪荷载‘积灰荷载、屋面施工荷载或检修荷载
作用在屋架上（无檩体系）
作用在檩条上（有檩体系）

屋架或屋面梁
连接住形成横向排架，承受屋盖上的全部荷载及自重
作用在柱顶或柱牛腿上或托架上

托架
当纵向柱间距大于屋架间距时，用来支撑屋架
作用在柱顶

屋架支撑
加强屋盖空间刚度，保证屋架稳定，传递风荷载至排架结构