钢筋混凝土单层厂房.docx

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(一)单层厂房的构造类型
单层厂房是各类厂房中最根本的、应用最普遍的一种；，它对各种类型的工业生产有较大的适应性，如冶金和机械工业工厂中的轧钢、炼钢，铸造，锻压、金工、装配等车间，往往设有较重的机械和设备，产品较重且轮廓尺寸较大，因而大多承受单层厂房构造。单层厂房按其主要承重构造的材料分，有混合构造、钢构造和钢筋混凝土构造。厂房无吊车或吊车起重量不超过 50kN、跨度在15m 以、柱顶标高在5m 以， 无特别工艺要求的小型厂房，可承受混合构造(砖柱、钢筋混凝土屋架、木屋架或轻钢屋架)。当吊车吨位在250kN(中级工作制)以上、跨度大于36m 的大型厂房或有特别工艺要求的厂房(如设有 100kN 以上锻锤的车间以及高温车间的特别部位等)，一般承受钢屋架、钢筋混凝土柱或全钢构造。其他大局部厂房均可承受钢筋混凝土构造。而且，目前除特别状况外， 均承受装配式钢筋混凝土构造。
单层厂房按主要构造的受力形式分有排架构造和刚架构造。
钢筋混凝土排架构造是由屋面梁或屋架、柱和根底所组成。柱与屋架铰接，而与根底刚接(图 11-75)。依据厂房工艺和使用要求的不同，排架构造可做成等高(图 11-76b)、不等高(图 11-76c、d)等形式。钢筋混凝土排架构造的刚度大，耐久性和防水性好，施工便利，目前大多数厂房均承受这一类构造。它的跨度可达30 多米，高度可达 20 多米，
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吊车吨位可达 1500kN 甚至更大。
图 11—77 为钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架构造，它一般用于跨度较大的厂房。当以砖墙或砖垛代替钢筋混凝土柱时，则为砖排架构造，一般用于轻型厂房， 目前常用的刚架构造是装配式钢筋混凝土门式刚架：它是由梁或屋架与柱刚接为同一构件，柱与根底一般为铰接，使根底不受弯矩，削减根底用料，同时也可削减根底变形对构造的影响，图 11—78 为钢筋混凝土三铰、两铰及无铰门式刚架。
(二)单层厂房构造组成和布置1．构造组成
装配式钢筋混凝土排架构造是目前单层厂房中最根本的、应用比较普遍的构造形式。这种构造受力明确、设计与施工便利。它通常由以下构件组成，并相互连成一整体(图
11-79)。
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屋盖构造、屋盖构造分无檩和有檩两种体系。无檩体系由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋盖支撑／所组成；有檩体系由小型屋面板、檩条、屋架(包括屋盖支撑)组成， 屋盖构造有时还设有天窗架，托架，屋盖构造起围护和承重双重作用。
柱子。承受屋架、吊车梁、外墙和支撑传来的荷载，把它们传给根底。
吊车梁。两端简支在柱子牛腿上，主要承受吊车竖向和水平荷载。
支撑。包括屋盖支撑和柱间支撑，其作用是加强厂房构造的空间刚度，并保证构造构件在安装和使用阶段的稳定性，同时起传递风载和吊车水平荷载或地震力的作用。
根底。承受柱和根底梁传来的荷载并将它传至地基。
围护构造。包括纵墙及横墙(山墙)以及由墙梁(有时还有抗风梁及抗风桁架)和根底梁等组成的墙架。它们主要是承受墙体和构件的白重以及作用在墙面上的风荷载。
柱网布置
厂房承重柱(或承重墙)的纵向和横向定位轴线，在平面上排列所形成的网格，称为柱网。柱网布置就是确定纵向定位轴线之间(柱距)和横向定位轴线之间(跨度)的尺 寸。确定柱网尺寸，即是确定柱的位置，同时也是确定屋面板、屋架和吊车梁等构件的跨度并涉及到厂房构造构件的布置。柱网布置应满足生产工艺流程的要求，并遵守国家有关厂房建筑统一模数制的规定，为厂房构造构件的统一、通用及施工工厂化制造条件。
柱网布置的原则一般为：
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厂房跨度小于或等于 18m 时，应承受 3m 的倍数；跨度大于 18m 时，应承受 6m 的倍数。厂房柱距应承受 6m 或 6m 的倍数。当工艺布置有明显的优越性时，亦可承受 21m、27m、33m 的跨度和 9m 或其他柱距。
目前，一般单层厂房大多承受 6m 柱距，但从现代化工业开展趋势来看，扩大柱距， 对增加车间的有效面积，提高设备布置和工艺布置的敏捷性、机械化施工中削减构造构件的数量和加快施工进度等都是有利的。当厂房较为高大时，承受9m 或 12m 柱距较 6m 柱距优越。固然，由于构件尺寸增大，也给制作、运输和吊装带来不便利。 12m 柱距是 6m 柱距的扩大模数，在大小车间相结合时，两者可协作使用，此外， 12m 柱距可以利用现有设备做成 6m 屋面板系统(有托架的)，当条件具备时又可直接承受 12m 屋面板(无托架的)。所以，在选择 12m 柱距和 9m 柱距时，应优先承受前者。
支撑布置
在装配式钢筋混凝土单层厂房构造中，支撑虽非主要的构件，但却是连系主要构造构件以构成整体的重要组成成分。实践证明，假设支撑布置不当，不仅会影响厂房的正常使用，甚至可能引起工程事故。
屋盖支撑包括设置在屋面梁(屋架)间的垂直支撑、水平系杆，以及设置在上、下弦平面的横向支撑和设在下弦平面的纵向水平支撑。
抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和根底梁的布置
抗风柱。当厂房高度和跨度均不大(柱顶在 8m 以下，跨度为9-12m)时，可在山墙设置砖壁柱作为抗风柱；当高度和跨度较大时，一般都设置钢筋混凝土抗风柱，柱外侧再贴砌山墙。在很高的厂房中，为不使抗风柱的截面尺寸过大，可加没水平抗风梁或钢抗风桁架，作为抗风柱的中间铰支点。
抗风柱与屋架连接必需满足两个要求：一是在水平方向必需与屋架有牢靠的连接以保证有效地传递风载；二是在竖向应允许两者之间有肯定相对位移的可能性，以防厂房与抗风柱沉降不均匀寸产生不利影响。
圈梁、连系梁、过梁和根底梁。当用砖作为厂房围护墙时，一般要设置圈梁、连系梁、过梁及根底梁。
圈梁的作用是将墙体同厂房柱箍在一起，以加强厂房的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载引起对厂房的不利影响。圈梁设置于墙体，和柱连接仅起拉结作用。圈梁不承受墙体重量，所以柱上不设置支承圈梁的牛腿。
圈梁的布置与墙体高度、对厂房刚度的要求以及地基状况有关。对于一般单层厂房， 可参照以下原则布置：对无桥式吊车的厂房，当墙厚≤240mm、檐高为 5—8m 时，应在檐口四周布置一道，当檐高大于 8m 时，宜增设一道，对有桥式吊车或有较大振动设备的厂房，除在檐口或窗顶布置圈梁外，尚宜在吊车梁标高处或墙中适当位置增设一道，外墙 高度大干 15m 时还应适当增设。
连系梁的作用是连系纵向柱列，以增加厂房的纵向刚度并传递风载到纵向柱列；此外，连系梁还承受其上部墙体的重量。连系梁通常是预制的，两端搁置在柱牛腿上，其连接可承受螺栓连接或焊接连接。
过梁的作用是承托窗洞口上部的墙体重量。
在进展厂房构造布置时，应尽可能将圈梁、连系梁和过梁结合起来，使一个构件起 到两种或三种构件的作用，以节约材料，简化施工。在一般厂房中，通常用根底梁来承托围护墙体的重量，而不另做墙根底。根底梁底部距土壤外表应预留100mm 的空隙，使梁可随柱根底一起沉降。在根底梁下有冻胀性土时，应在梁下铺设一层干砂、碎砖或矿渣等松散材料，并留 50～150mm 的空隙。这可防止土壤冻结膨胀时将梁顶裂。根底梁与柱一般不要求连接，将根底梁直接放置在柱根底杯口上或当根底埋置较深时，放置在根底上面的混凝土垫块上。当厂房有较大振动的设备或在地震区时，根底梁与柱应有牢靠的连接。
(三)变形缝
在单层厂房中有时需设置变形缝，它包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。
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假设厂房长度和宽度过大，当气温变化时，将使构造部产生很大的温度力，严峻的可使墙面、屋面等拉裂，影响使用。为减小厂房构造中的温度应力，需要用伸缩缝将厂房构造分成几个温度区段-伸缩缝的作法是从根底顶面开场，将桕邻温度区段的上部构造完全分开，并留出肯定宽度的缝隙，使上部构造在气温有变化寸，水平方向可以自山地发生变形。温度区段的外形应力求简洁，并使伸缩缝的数量最少，温度区段的长度(伸缩缝之间的距离)取决于构造类型和温度变化状况。“混凝土规“规定，室 的装配式钢筋混凝土排架构造的伸缩缝最大间距为lOOm，露天的装配式钢筋混凝土排 架构造为 70m。
一般单层厂房排架构造中不设置沉降缝．只有在特别条件：下才考虑设置，如厂房相邻两局部高度相差很大，两跨间吊车起重量相差悬殊，地基强度或—下卧层土质有极大差异，厂房各局部的施工时间先后相差很长，土壤压缩程度不同等。沉降缝应将建筑物从屋顶到根底全局部开，当缝两边的厂房有过大的不均匀沉降时，不致使构造产生较大的附加应力和变形，沉降缝可兼作伸缩缝，而伸缩缝不能兼作沉降缝、
防震缝是为了减轻厂房地震灾难而实行的措施之一、关于防震缝详见“抗震规“。(四)单层厂房的受力特点
单层厂房构造所承受的主要荷载如图 11-80 所示。
图 11-80 单层厂房的荷载
厂房的根本承重构造为由横梁(屋面梁或屋架)与横向柱列(柱及根底)组成的横向排架，竖向荷载以及横向水平荷载主要通过横向排架传到根底和地 基：除横向排架外，厂房的纵向柱列通
过吊车梁、连系梁、柱间支撑等构件的联系，也形成—个骨架体系，承受作用在山墙和天窗端壁，然后通过屋盖构造传来的纵向风荷载以及吊车纵向水平荷载等(图 11-81)。
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