【正文】 第七章 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置 廠房結(jié)構(gòu)的框架形式 屋蓋結(jié)構(gòu) 框架柱設(shè)計特點 輕型門式剛架結(jié)構(gòu) 吊車梁設(shè)計特點 墻架體系 目 錄 大綱要求 掌握 廠房的結(jié)構(gòu)形式和柱網(wǎng)布置及計算單元的確定；了解鋼屋架的外形及腹桿形式； 掌握 屋蓋支撐的作用和設(shè)置原則、 鋼屋架 的節(jié)點設(shè)計。 掌握 橫向排架 及其梁柱截面的確定；理解橫向排架的計算原理、 柱間支撐 的布置。 了解 吊車梁 的內(nèi)力計算及構(gòu)造設(shè)計。 了解 墻架 的內(nèi)力計算及構(gòu)造設(shè)計。 廠房結(jié)構(gòu)的形式和布置 廠房結(jié)構(gòu)的組成 廠房結(jié)構(gòu)一般是由屋蓋結(jié)構(gòu)、柱、吊車梁及制動體系、 支撐系統(tǒng)及墻架等構(gòu)件組成的 空間體系 。 （ 1） 橫向排架 ：柱與橫梁或屋架組成 （ 2） 屋蓋結(jié)構(gòu) ：屋架 、 屋架支撐系統(tǒng)以及橫向框架橫梁 、 托架 、 中間屋架 、 天窗架 、 檁條及屋面材料等 。 （ 3） 支撐系統(tǒng) ：屋架支撐和柱間支撐 ， 保證廠房結(jié)構(gòu)必 需的剛度和整體穩(wěn)定性 （ 4） 吊車梁 及制動體系 （ 5） 墻架 （ 6） 其他： 抗風(fēng)柱 、 搖擺柱 及工藝要求的操作平臺 。 單層廠房動畫 .swf 抗風(fēng)柱 吊車梁 縫 脫開 吊車梁 屋蓋體系分類 : 無檁屋蓋 ：屋面荷載直接通過大型屋面板傳遞給屋架 優(yōu)點：屋蓋橫向剛度大，整體性好，構(gòu)造簡單，施工方便等； 缺點：屋蓋自重大， 不利于抗震 ，其多用于有橋式吊車的廠房屋蓋中。 有檁屋蓋 ：當(dāng)屋面采用 輕型材料 如石棉瓦、瓦楞鐵、壓型鋼板和鐵絲網(wǎng)水泥槽板等時，屋面荷載要 通過檁條 再傳遞給屋架 優(yōu)點：構(gòu)件重量輕，用料??； 缺點：屋蓋構(gòu)件數(shù)量較多，構(gòu)造較復(fù)雜， 整體剛度較差。 檁條承板 屋架梁承板 屋架支撐體系 檁條 ： 冷彎薄壁型鋼 壓 型鋼板（ ~） 輕 鋼結(jié)構(gòu)廠房 由基礎(chǔ) 、 梁 、柱、檁條 、屋面 和墻體組成 。 一般 采用 門式剛架 、 屋架和網(wǎng)架 為承重結(jié)構(gòu)，其上設(shè) 檁條、屋面板 (或板檁合一的輕質(zhì)大型屋面板 )，下設(shè)柱 (對剛架則 梁柱合一 )、基礎(chǔ)，柱外側(cè)有輕質(zhì)墻架，柱內(nèi)側(cè)可設(shè)吊車梁 。 輕 鋼結(jié)構(gòu)廠房的構(gòu)件形式 剛架： 梁柱合一。實 腹式和結(jié)構(gòu)式。實腹式的鋼架的橫截面一般為工字形：結(jié)構(gòu)式的橫截面為矩形或 三角形。 檁條： 主要 有實腹式、空腹式和絎架式等。一般應(yīng)優(yōu)先選用冷彎薄壁型鋼檁條。按部位區(qū)分為墻面檁條和屋面檁條 。 支撐 ： 采用張緊的十字交叉圓鋼組成，用特制的連接件與梁柱腹板連接。連接用不同的夾角。 廠房結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)及伸縮縫的布置 柱網(wǎng)布置 原則 ：（ 1）滿足 工藝要求 ； （ 2）滿足 結(jié)構(gòu)要求 ：橫向剛架或排架； （ 3）符合 經(jīng)濟合理要求 ； （ 4）符合結(jié)構(gòu)規(guī)定要求（標(biāo)準化要求）：一般為 6m， 12m，也可“ 抽柱 ”處理。 廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 結(jié)構(gòu)方案 → 靜力計算 → 構(gòu)件及連接計算 → 繪制施工圖 盡可能的采用標(biāo)準圖集 此處抽柱 托架 屋架的跨度和間距 取決于 柱網(wǎng)布置，柱網(wǎng)布置取決于建筑物 工藝要求 和 經(jīng)濟要求 。 常用尺寸 橫向跨度 ： 12, 18, 24, 30, 36 （基本跨度） 15 21 27 33 （擴展跨度） 縱向 柱距 (m) 重鋼廠房： 6, 12 輕鋼廠房： 18, 24 圖 22 柱網(wǎng)布置 計算單元 縫的設(shè)置 （ 1） 溫度伸縮縫 當(dāng)廠房平面尺寸較大時 ， 為 避免過大的溫度變形和應(yīng)力 ， 應(yīng)在廠房的橫向和縱向設(shè)置溫度伸縮縫 。 溫度區(qū)段長度見 P166表 。 伸縮縫的做法：從 基礎(chǔ)頂面或地面開始 ， 將相鄰區(qū)段上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件完全分開 。 根據(jù) 溫差和結(jié)構(gòu)的具體情況設(shè)置 ， 可取 ≥30～ 60mm。 措施： （ 1） 雙柱方案 （ 砌體中為雙墻方案 ） ； （ 2） 調(diào)整柱距 ， 出挑檁條 。 注意： 盡可能地避免設(shè)置縱向伸縮縫 ？？？ 結(jié)構(gòu)情況 縱向溫度區(qū)段(垂直屋架或構(gòu)架跨度方向 ) 橫向溫度區(qū)段 (屋架或構(gòu)架跨度方向 ) 柱頂剛接 柱頂鉸接 采暖房屋和非采暖地區(qū)的房屋 熱車間和采暖地區(qū)的非采暖房屋 露天 結(jié)構(gòu) 220 120 150 180 100 125 120 表 1 溫度區(qū)段長度表 (m) 溫度區(qū)段長度 220M （ 2） 防震縫 目的 ：保證縫兩側(cè)構(gòu)件在地震時 不會相互碰撞 。 因此 ， 防震縫地寬度按廠房高度和地震設(shè)計烈度等情況設(shè)定 。 一般單層廠房為 50～ 90mm， 縱橫跨交接處 100～ 150mm。 做法 ：同溫度伸縮縫 注意 ：高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中不宜設(shè)置防震縫 ？ （ 3） 沉降縫 目的 ：使承載相差較大的兩部份建筑能各自發(fā)生沉降 。 做法 ：把縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)；連同基礎(chǔ)一起分開 。 實際 ： 1） 多跨廠房結(jié)構(gòu)中 ， 通常將跨度較大且受起重量較重的一側(cè)同跨度小 ， 起重量小的一層分開； 2） 廠房和辦公用房分開 。 （ 4） 綜合考慮 對三縫應(yīng)綜合考慮，用 一縫代替三縫 。 某汽車廠房平面圖 圖片 桁架檁條 廠房結(jié)構(gòu)的框架形式 廠房結(jié)構(gòu)的類型 單跨、雙跨和多跨 梁柱鉸接 （ 排架 ）和 梁柱剛接 （ 剛架 ）。 梁柱鉸接： 優(yōu)點 ：對支座沉降反應(yīng)較小； 節(jié)點簡單，端點無彎矩；下弦受拉 缺點 ：橫向剛度較差，柱底彎矩大。 適合 ：高度較低，剛度容易滿足，吊車小。 梁柱剛接 ：（剛架）具有良好的橫向剛度，但對支座不均勻沉降及溫度作用 比較敏感，需采取防止不均勻沉降的措施。 適合 ：廠房高，吊車大， 剛度要求高（整體變形?。?， 單跨廠房常用剛接。 剛架 多跨 排架 輕鋼廠房 ：采用的門式剛架屬于橫梁與柱剛接，而且由于結(jié)構(gòu)自重與傳統(tǒng)單層廠房鋼結(jié)構(gòu)相比大為減輕，沉降問題不甚嚴重，因而是一種較好的結(jié)構(gòu)形式。 主要尺寸 （ 1）跨度 L0=LK+2S () S=B+D+b1/2 () 橫向框架的主要尺寸及計算簡圖 （ 2）柱腳底面至橫梁下弦底部距離 H H=h1+h2+h3 () （ 3）計算簡圖 計算跨度 L(或 L L2)取兩上柱軸線間的距離。 幾何高度 H H2的確定， 取決于橫梁（或屋蓋）與柱的連接形式 ： 剛接 還是 鉸接？ 有限剛度 ：對柱頂?shù)臋M向荷載，當(dāng)滿足下式的條件時，可近似認為 橫梁的剛度為無窮大 ，即 柱頂剛接 ；否則橫梁剛度按有限剛度考慮： KAB/KAC≥4 （ ） 式中： KAB— 橫梁遠端固定使近端 A點轉(zhuǎn)動單位角時在 A點所需施加的力矩值； KAC—— 柱在 A點轉(zhuǎn)動單位角時在 A點所需施加的力矩值； 類似： 梁柱線剛度比； P147公式 （ ）