【正文】 設(shè)。圈梁不承受墻體重量，所以柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。圈梁的作用是將墻體同廠房柱箍在一起，以加強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載引起對(duì)廠房的不利影響。所以，抗風(fēng)柱和屋架一般采用豎向可以移動(dòng)，水平向又有較大剛度的彈簧板連接，如圖28b；如廠房沉降較大時(shí)，則宜采用螺栓連接，如圖28c。抗風(fēng)柱一般與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接，根據(jù)具體情況，也可與下弦鉸接或同時(shí)與上、下弦鉸接。當(dāng)廠房高度和跨度均不大(如柱頂在8m以下，跨度為9～12m)時(shí)，可在山墻設(shè)置磚壁柱作為抗風(fēng)柱；當(dāng)高度和跨度較大時(shí)，一般都設(shè)置鋼筋混凝土抗風(fēng)柱，柱外側(cè)再貼砌山墻。 4抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過(guò)梁和基礎(chǔ)梁的作用及布置原則1. 抗風(fēng)柱 單層廠房的端墻(山墻)，受風(fēng)面積較大，一般需要設(shè)置抗風(fēng)柱將山墻分成幾個(gè)區(qū)格，使墻面受到的風(fēng)載一部分(靠近縱向柱列的區(qū)格)直接傳至縱向柱列，另一部分則經(jīng)抗風(fēng)柱下端直接傳至基礎(chǔ)和經(jīng)上端通過(guò)屋蓋系統(tǒng)傳至縱向柱列。柱間支撐一般采用鋼結(jié)構(gòu)，桿件截面尺寸應(yīng)經(jīng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。間。柱間支撐宜用交叉形式，交叉傾角通常在35176。當(dāng)柱頂縱向水平力沒(méi)有簡(jiǎn)捷途徑傳遞時(shí)，則必須設(shè)置一道通長(zhǎng)的縱向受壓水平系桿(如連系梁)。柱間支撐應(yīng)設(shè)在伸縮縫區(qū)段的中央或臨近中央的柱間。一般單層廠房，凡屬下列情況之一者，應(yīng)設(shè)置柱間支撐：(1)設(shè)有臂式吊車或3t及大于3t的懸掛式吊車時(shí)；(2)吊車工作級(jí)別為A6～A8或吊車工作級(jí)別為A1～A5且在10t或大于10t時(shí)；(3)廠房跨度在18m及大于18m或柱高在8m以上時(shí)；(4)縱向柱的總數(shù)在7根以下時(shí)；(5)露天吊車棧橋的柱列。2．柱間支撐柱間支撐的作用主要是提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)廠房跨度、跨數(shù)和高度，屋蓋承重結(jié)構(gòu)方案，吊車噸位及工作制等因素考慮在下弦平面端節(jié)點(diǎn)中設(shè)置。 (3)屋面梁(屋架)間的縱向水平支撐。（a）縱橫向支撐形成 （b）設(shè)有托架的 （c）部分柱間設(shè)有托架的封閉支撐體系 縱向水平支撐 縱向水平支撐圖 26 各類支撐平面圖 當(dāng)屋面采用大型屋面板，并與屋面梁或屋架有三點(diǎn)焊接，并且屋面板縱肋間的空隙用C20細(xì)石混凝土灌實(shí)，能保證屋蓋平面的穩(wěn)定并能傳遞山墻風(fēng)力時(shí)，則認(rèn)為可起上弦橫向支撐的作用，這時(shí)不必再設(shè)置上弦橫向支撐。(2)屋面梁(屋架)間的橫向支撐。 當(dāng)屋面梁(或屋架)的跨度18m時(shí)，應(yīng)在第一或第二柱間設(shè)置端部垂直支撐并在下弦設(shè)置通長(zhǎng)水平系桿；當(dāng)≤18m，且無(wú)天窗時(shí)，可不設(shè)垂直支撐和水平系桿；僅對(duì)梁支座進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算即可。垂直支撐和下弦水平系桿是用以保證屋架的整體穩(wěn)定(抗傾覆)以及防止在吊車工作時(shí)(或有其他振動(dòng))屋架下弦的側(cè)向顫動(dòng)。 (1)屋蓋支撐包括設(shè)置在屋面梁(屋架)間的垂直支撐、水平系桿以及設(shè)置在上、下弦平面內(nèi)的橫向支撐和通常設(shè)置在下弦水平面內(nèi)的縱向水平支撐。實(shí)踐證明，如果支撐布置不當(dāng)，不僅會(huì)影響廠房的正常使用，甚至可能引起工程事故，所以應(yīng)予以足夠的重視。當(dāng)廠房平、立面布置復(fù)雜或結(jié)構(gòu)高度或剛度相差很大，以及在廠房側(cè)邊貼建生活間、變電所爐子間等附屬建筑時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫將相鄰部分分開。沉降縫可兼作伸縮縫。 在一般單層廠房中可不做沉降縫，只有在特殊情況下才考慮設(shè)置，如廠房相鄰兩部分高度相差很大(如l0以上)、兩跨間吊車起重量相差懸殊，地基承載力或下臥層土質(zhì)有較大差別，或廠房各部分的施工時(shí)間先后相差很長(zhǎng)，土壤壓縮程度不同等情況?！俄沤Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距作了規(guī)定(表21)，當(dāng)廠房的伸縮縫間距超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算溫度應(yīng)力。溫度區(qū)段的形狀，應(yīng)力求簡(jiǎn)單，并應(yīng)使伸縮縫的數(shù)量最少。伸縮縫應(yīng)從基礎(chǔ)頂面開始，將兩個(gè)溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件完全分開。如果廠房長(zhǎng)度和寬度過(guò)大，當(dāng)氣溫變化時(shí)，將使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，嚴(yán)重的可將墻面、屋面等拉裂，影響使用。所以，在選擇12柱距和9柱距時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用前者。12柱距是6柱距的擴(kuò)大模數(shù)，在大小車間相結(jié)合時(shí)，兩者可配合使用。 但從現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，擴(kuò)大柱距，對(duì)增加車間有效面積，提高設(shè)備布置和工藝布置的靈活性，機(jī)械化施工中減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的數(shù)量和加快施工進(jìn)度等，都是有利的。當(dāng)工藝布置和技術(shù)經(jīng)濟(jì)有明顯的優(yōu)越性時(shí)，亦可采用2233的跨度和9或其它柱距。 廠房跨度在18及以下時(shí)，應(yīng)采用3的倍數(shù)；在18以上時(shí)，應(yīng)采用6的倍數(shù)。柱網(wǎng)布置恰當(dāng)與否，將直接影響廠房結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)合理性和先進(jìn)性，對(duì)生產(chǎn)使用也有密切關(guān)系。柱網(wǎng)布置就是確定縱向定位軸線之間(跨度)和橫向定位軸線之間(柱距)的尺寸。 7．圍護(hù)結(jié)構(gòu) 包括縱墻和橫墻(山墻)及由墻梁、抗風(fēng)柱(有時(shí)還有抗風(fēng)梁或抗風(fēng)桁架)和基礎(chǔ)梁等組成的墻架。同時(shí)起傳遞風(fēng)載和吊車水平荷載或地震力的作用。圖 24 縱向排架示意圖圖23 單層廠房的橫向排架及其荷載示意圖 橫向平面排架由橫梁(屋面梁或屋架)和橫向柱列(包括基礎(chǔ))組成，它是廠房的基本承重結(jié)構(gòu)。 2． 2． 屋蓋結(jié)構(gòu)分無(wú)檁和有檁兩種體系，前者由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋蓋支撐)組成；后者由小型屋面板、檁條、屋架(包括屋蓋支撐)組成。1． 1．因梁、柱整體結(jié)合，故受荷載后，在剛架的轉(zhuǎn)折處將產(chǎn)生較大的彎矩，容易開裂；另外，柱頂在橫梁推力的作用下，將產(chǎn)生相對(duì)位移，使廠房的跨度發(fā)生變化，故此類結(jié)構(gòu)的剛度較差，僅適用于屋蓋較輕的廠房或吊車噸位不超過(guò)l0t，跨度不超過(guò)l0m的輕型廠房或倉(cāng)庫(kù)等。此類結(jié)構(gòu)能承擔(dān)較大的荷載，在冶金和機(jī)械工業(yè)廠房中應(yīng)用廣泛，其跨度可達(dá)30m，高度20～30m，吊車噸位可達(dá)150t或150t以上。鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì) 鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)有兩種基本類型：排架結(jié)構(gòu)與剛架結(jié)構(gòu)，如圖21所示。 （a）排架結(jié)構(gòu) （b）剛架結(jié)構(gòu)圖21 鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房的兩種基本類型排架結(jié)構(gòu)是由屋架(或屋面梁)、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)件組成，柱與屋架鉸接，與基礎(chǔ)剛接。圖22 單層廠房的結(jié)構(gòu)組成 1—屋面板；2—天溝板；3—天窗架；4—屋架；5—托架；6—吊車梁；7—排架柱；8—抗風(fēng)柱；9—基礎(chǔ)；10—連系梁；ll—基礎(chǔ)梁；12—天窗架垂直支撐；13—屋架下弦橫向水平支撐；14—屋架端部垂直支撐；15—柱間支撐剛架結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是梁與柱剛接，柱與基礎(chǔ)通常為鉸接。本章主要講述鋼筋混凝土鉸結(jié)排架結(jié)構(gòu)的單層廠房，這類廠房通常由下列結(jié)構(gòu)構(gòu)件所組成，如圖22所示。 1．屋蓋結(jié)構(gòu)有時(shí)還有天窗架、托架，其作用主要是維護(hù)和承重(承受屋蓋結(jié)構(gòu)的自重、屋面活載、雪載和其它荷載，并將這些荷載傳給排架柱)，以及采光和通風(fēng)等。 2．廠房結(jié)構(gòu)承受的豎向荷載(結(jié)構(gòu)自重、屋面活載、雪載和吊車豎向荷載等)及橫向水平荷載(風(fēng)載和吊車橫向制動(dòng)力、地震作用)主要通過(guò)它將荷載傳至基礎(chǔ)和地基，如圖23所示。3．縱向平面排架由縱向柱列(包括基礎(chǔ))、連系梁、吊車梁和柱間支撐等組成，其作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定性和剛度，并承受作用在山墻和天窗端壁并通過(guò)屋蓋結(jié)構(gòu)傳來(lái)的縱向風(fēng)載、吊車縱向水平荷載(圖24)、縱向地震作用以及溫度應(yīng)力等。簡(jiǎn)支在柱牛腿上，主要承受吊車豎向和橫向或縱向水平荷載，并將它們分別傳至橫向或縱向排架。5．支撐 包括屋蓋和柱間支撐，其作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度，并保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用階段的穩(wěn)定和安全。6．基礎(chǔ)承受柱和基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載并將它們傳至地基。這些構(gòu)件所承受的荷載，主要是墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載。 1．柱網(wǎng)布置 廠房承重柱(或承重墻)的縱向和橫向定位軸線，在平面上排列所形成的網(wǎng)格，稱為柱網(wǎng)。確定柱網(wǎng)尺寸，既是確定柱的位置，同時(shí)也是確定屋面板、屋架和吊車梁等構(gòu)件的跨度并涉及到廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置。圖25 柱網(wǎng)布置示意圖柱網(wǎng)布置的一般原則應(yīng)為：符合生產(chǎn)和使用要求；建筑平面和結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理；在廠房結(jié)構(gòu)形式和施工方法上具有先進(jìn)性和合理性；符合《廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定；適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)革新的要求。廠房柱距應(yīng)采用6或6的倍數(shù)，如圖25。 目前，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、材料消耗、 施工條件等方面來(lái)衡量，一般的，特別是高度較低的廠房，采用6柱距比12柱距優(yōu)越。當(dāng)然，由于構(gòu)件尺寸增大，也給制作、運(yùn)輸和吊裝帶來(lái)不便。此外，12柱距可以利用現(xiàn)有設(shè)備做成6屋面板系統(tǒng)(有托架梁)；當(dāng)條件具備時(shí)又可直接采用12屋面板(無(wú)托架梁)。 2．變形縫 變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫三種。為減小廠房結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力，可設(shè)置伸縮縫，將廠房結(jié)構(gòu)分成幾個(gè)溫度區(qū)段。并留出一定寬度的縫隙，使上部結(jié)構(gòu)在氣溫變化時(shí)，水平方向可以自由地發(fā)生變形。溫度區(qū)段的長(zhǎng)度(伸縮縫之間的距離)，取決于結(jié)構(gòu)類型和溫度變化情況。伸縮縫的具體做法見(jiàn)《有關(guān)建筑構(gòu)造手冊(cè)》。沉降縫應(yīng)將建筑物從屋頂?shù)交A(chǔ)全部分開，以使在縫兩邊發(fā)生不同沉降時(shí)不致?lián)p壞整個(gè)建筑物。防震縫是為了減輕廠房地震災(zāi)害而采取的有效措施之一。地震區(qū)的廠房，其伸縮縫和沉降縫均應(yīng)符合防震縫的要求。 支撐的作用和布置原則 在裝配式鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)中，支撐雖非主要的構(gòu)件，但卻是連系主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件以構(gòu)成整體的重要組成成分。下面主要講述各類支撐的作用和布置原則，至于具體布置方法及與其它構(gòu)件的連接構(gòu)造，可參閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集。(1) (1) 屋面梁(屋架)間的垂直支撐及水平系桿。上弦水平系桿則用以保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定(防止局部失穩(wěn))。當(dāng)為梯形屋架時(shí)，除按上述要求處理外，必須在伸縮縫區(qū)段兩端第一或第二柱間內(nèi)，在屋架支座處設(shè)置端部垂直支撐。上弦橫向支撐的作用是：構(gòu)成剛性框，增強(qiáng)屋蓋整體剛度，保證屋架上弦或屋面梁上翼緣的側(cè)向穩(wěn)定，同時(shí)將抗風(fēng)柱傳來(lái)的風(fēng)力傳遞到(縱向)排架柱頂。凡屋面為有檁體系，或山墻風(fēng)力傳至屋架上弦而大型屋面板的連接又不符合上述要求時(shí)，則應(yīng)在屋架上弦平面的伸縮縫區(qū)段內(nèi)兩端各設(shè)一道上弦橫向支撐，當(dāng)天窗通過(guò)伸縮縫時(shí)，應(yīng)在伸縮縫處天窗缺口下設(shè)置上弦橫向支撐。下弦橫向水平支撐的作用是：保證將屋架下弦受到的水平力傳至(縱向)排架柱頂．故當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車或受有其它水平力，或抗風(fēng)柱與屋架下弦連接，抗風(fēng)柱風(fēng)力傳至下弦時(shí)，則應(yīng)設(shè)置下弦橫向水平支撐。下弦縱向水平支撐是為了提高廠房剛度，保證橫向水平力的縱向分布，增強(qiáng)排架的空間工作性能而設(shè)置的。如廠房還設(shè)有橫向支撐時(shí)，則縱向支撐應(yīng)盡可能同橫向支撐形成封閉支撐體系，如圖26；當(dāng)設(shè)有托架時(shí)，必須設(shè)置縱向水平支撐，如圖26b；如果只在部分柱間設(shè)有托架，則必須在設(shè)有托架的柱間和兩端相鄰的一個(gè)柱間設(shè)置縱向水平支撐，如圖26c，以承受屋架傳來(lái)的橫向風(fēng)力。對(duì)于有吊車的廠房，柱間支撐分上部和下部?jī)煞N，前者位于吊車梁上部，用以承受作用在山墻上的風(fēng)力并保證廠房上部的縱向剛度；后者位于吊車梁下部，承受上部支撐傳來(lái)的力和吊車梁傳來(lái)的吊車縱向制動(dòng)力，并把它們傳至基礎(chǔ)，如圖24所示。 當(dāng)柱間內(nèi)設(shè)有強(qiáng)度和穩(wěn)定性足夠的墻體，且其與柱連接緊密能起整體作用, 同時(shí)吊車起重量較小(≤5t)時(shí)，可不設(shè)柱間支撐。這樣有利于在溫度變化或混凝土收縮時(shí)，廠房可自由變形，而不致發(fā)生 較大的溫度或收縮應(yīng)力。柱間支撐桿件應(yīng)與吊車梁分離，以免受吊車梁豎向變形的影響?！?5176。當(dāng)柱間因交通、設(shè)備布置或柱距較大而不宜或不能采用交叉式 圖27 門架式支撐支撐時(shí)，可采用圖27所示的門架式支撐。 在很高的廠房中，為不使抗風(fēng)柱的截面尺寸過(guò)大，可加設(shè)水平抗風(fēng)梁或鋼抗風(fēng)桁架，如圖28a，作為抗風(fēng)柱的中間鉸支點(diǎn)?？癸L(fēng)柱與屋架連接必須滿足兩個(gè)要求：一是在水平方向必須與屋架有可靠的連接以保證有效地傳遞風(fēng)載；二是在豎向允許兩者之間有一定相對(duì)位移的可靠性，以防廠房與抗風(fēng)柱沉降不均勻時(shí)產(chǎn)生不利影響。 (a)抗風(fēng)柱 (b)彈簧板連接 (c)螺栓連接圖8 抗風(fēng)柱及連接示意圖1－錨拉鋼筋；2－抗風(fēng)柱；3－吊車梁；4－抗風(fēng)梁；5－散水坡；6－基礎(chǔ)梁；7－屋面縱筋或檁條；8－彈簧板；9－屋架上弦；10－柱中預(yù)埋件；11－螺栓；12－加勁板；13－長(zhǎng)圓孔；14硬木塊 2．圈梁、連系梁、過(guò)梁和基礎(chǔ)梁 當(dāng)用磚作為廠房圍護(hù)墻時(shí)，一般要設(shè)置圈梁、連系梁、過(guò)梁及基礎(chǔ)梁。圈梁設(shè)置于墻體內(nèi)，和柱連接僅起拉結(jié)作用。圈梁的布置與墻體高度、對(duì)廠房剛度的要求以及地基情況有關(guān)。圈梁應(yīng)連續(xù)設(shè)置在墻體的同一平面上，并盡可能沿整個(gè)建筑物形成封閉狀。兩者搭接長(zhǎng)度的要求可參閱《砌體結(jié)構(gòu)》教材。此外，連系梁還承受其上部墻體的重量。過(guò)梁的作用是承托門窗洞口上部墻體重量。通常用基礎(chǔ)梁來(lái)承托圍護(hù)墻體的重量，而不另做墻基礎(chǔ)。當(dāng)基礎(chǔ)梁下有凍脹性土?xí)r，應(yīng)在梁下鋪設(shè)一層干砂、碎磚或礦渣等松散材料，并預(yù)留50～150mm的空隙，這可防止土壤凍結(jié)膨脹時(shí)將梁頂裂。施工時(shí)，基礎(chǔ)梁支承處應(yīng)座漿。連系梁、過(guò)梁和基礎(chǔ)梁的選用，均可查國(guó)標(biāo)、省標(biāo)或地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)圖集，如連系梁可查圖集G321和CG421，過(guò)梁可查圖集G322和CG422，基礎(chǔ)梁可查圖集G320和CG420。在不考慮排架間的空間作用的情況下，每一中間的橫向排架所承擔(dān)的荷載及受力情況是完全相同的。圖210 橫向排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖210b所示，由于柱插入基礎(chǔ)杯口有一定的深度，并用細(xì)石混凝土和基礎(chǔ)緊密地澆搗成一體(對(duì)二次澆搗的細(xì)石混凝土應(yīng)注意養(yǎng)護(hù)，不使其開裂)，且地基變形