第11-16讲次单层厂房第13章单层厂房目的要求：讨论单层装配式钢筋混凝土厂房的结构设计。掌握钢筋混凝土单层厂房整体结构布局与设计计算，了解厂房的结构组成、构件选型、排架内力分析与组合及主要构件设计等重点：单层厂房结构的选型与布置：钢筋混凝土排架结构的荷栽计算、内力分析与组合；钢筋混凝土排架柱及柱下单独基础的设计。难点：单层厂房中支揖的布受；排架柱的内力组合；柱下单独基础抗冲切计算。s13.1单层厂房的结构型式、结构组成和结构布置13.1.1单层厂房的结构型式单层厂房按结构材料大致可分为：混合结构、混凝土结构和钢结构目前，我国混凝土单层厂房的结构型式主要有排架结构和刚架结构两种图13-1排架类型图13-2锯齿形厂房排架结构由屋架（或屋面梁）柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。(a)(6)3图13-3刚架型式（a）三铰刚架；（b）两铰刚架；（c）弧形刚架；（d）弧形或工字形空腹刚架目前常用的刚架结构是装配式钢筋混凝土门式刚架。它的特点是柱和横梁刚接成一个构件，往与基础通常为铰接。-29-
第 11－16 讲次 单层厂房 - 29 - 第 13 章单层厂房 目的要求：讨论单层装配式钢筋混凝土厂房的结构设计。掌握钢筋混凝土单层厂 房整体结构布局与设计计算，了解厂房的结构组成、构件选型、排架 内力分析与组合及主要构件设计等。 重 点：单层厂房结构的选型与布置；钢筋混凝土排架结构的荷栽计算、内力 分析与组合；钢筋混凝土排架柱及柱下单独基础的设计。 难 点：单层厂房中支揖的布受；排架柱的内力组合；柱下单独基础抗冲切计 算。 § 13．1 单层厂房的结构型式、结构组成和结构布置 13.1.1 单层厂房的结构型式 单层厂房按结构材料大致可分为：混合结构、混凝土结构和钢结构。 目前，我国混凝土单层厂房的结构型式主要有排架结构和刚架结构两种。 排架结构由屋架（或屋面梁）、柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。 目前常用的刚架结构是装配式钢筋混凝土门式刚架。它的特点是柱和横梁 刚接成一个构件，往与基础通常为铰接
第11-16讲次单层厂房本章主要讲述单层厂房装配式钢筋混凝土排架结构设计中的主要问题13.1.2单层厂房的结构组成与传力路线1·结构组成单层厂房排架结构通常由下列结构构件组成并相互连接成整体，见图134.（1）屋盖结构屋盖结构由屋面板（包括天沟板）屋架或屋面梁（包括屋盖支撑）组成，有时还设有天窗架和托架等。（2）横向平面排架（3）纵向平面排架吊车纵向水平荷载连系粱院桂间支撑纵向风荷栽X区X车印图13-5纵向平面排架（4）吊车梁（5）支撑单层厂房的支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两种，其作用是加强厂房结构的空间刚度，保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全，同时起着把风荷载吊车水平荷载或水平地震作用等传递到相应承重构件的作用。（6）基础：基础承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基。（7）围护结构：围护结构包括纵墙、横墙（山墙）及由连系梁、抗风柱（有时还有抗风梁或抗风桥架）和基础梁等组成的墙架。这些构件所承受的荷载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载等。- 30 -
第 11－16 讲次 单层厂房 - 30 - 本章主要讲述单层厂房装配式钢筋混凝土排架结构设计中的主要问题。 13.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线 1·结构组成 单层厂房排架结构通常由下列结构构件组成并相互连接成整体，见图 13－ 4。 （1）屋盖结构 屋盖结构由屋面板（包括天沟板）、屋架或屋面梁（包括屋盖支撑）组成， 有时还设有天窗架和托架等。 （2）横向平面排架 （3）纵向平面排架 （4）吊车梁 （5）支撑 单层厂房的支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两种，其作用是加强厂房结构的 空间刚度，保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全，同时起着把风荷载、 吊车水平荷载或水平地震作用等传递到相应承重构件的作用。 （6）基础： 基础承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基。 （7）围护结构： 围护结构包括纵墙、横墙（山墙）及由连系梁、抗风柱（有 时还有抗风梁或抗风桥架）和基础梁等组成的墙架。这些构件所承受的荷载，主 要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载等
第11-16讲次单层厂房2.传力路线竖向荷载吊车竖向屋面荷载荷载清体重量屋面板吊车梁悬挂吊车屋架或屋面粱耀粱工吊车横向福连吊车梁水平荷载础系梁梁排吊车纵向柱间支撑水平荷载水平荷载桂纵墙风荷载纵墙墙梁山风墙梁A抗风柱墙载屋盖结构基础柱间支撑地基图13-6单层厂房传力路线示意13.1.3单层厂房的结构布置1.柱网布置2.变形缝变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。3·单层厂房的支撑就整体而言支撑的主要作用是保证结构构件的稳定与正常工作增强厂房的整体稳定性和空间刚度：把纵向风荷载、吊车纵向水平荷载及水平地震作用等传递到主要承重构件：保证在施工安装阶段结构构件的稳定厂房支撑分屋盖支撑和柱间支撑两类。-31-
第 11－16 讲次 单层厂房 - 31 - 2．传力路线 13.1.3 单层厂房的结构布置 1．柱网布置 2．变形缝 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。 3·单层厂房的支撑 就整体而言，支撑的主要作用是：保证结构构件的稳定与正常工作；增强厂房 的整体稳定性和空间刚度；把纵向风荷载、吊车纵向水平荷载及水平地震作用等 传递到主要承重构件；保证在施工安装阶段结构构件的稳定。 厂房支撑分屋盖支撑和柱间支撑两类
第11-16讲次单层厂房4抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的功能和布置原则s13.2排架计算排架计算是为柱和基础设计提供内力数据的，主要内容为：确定计算简图、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。必要时，还应验算排架的水平位移值。813.2.1三计算简图(a)(b)OEl+AE.liE.l2TH????图13-23排架的计算单元和计算简图由相邻柱距的中心线截出的一个典型区段，称为排架的计算单元，如图13-23（a）中的斜线部分所示。除吊车等移动的荷载以外，斜线部分就是排架的负荷范围，或称荷载从属面积。为了简化计算，根据构造和实践经验，假定：（1）柱下端固接于基础顶面，上端与屋面梁或屋架铰接；（2）屋面梁或屋架没有轴向变形。813.2.2荷载计算作用在排架上的荷载分恒荷载和活NDmin1F.荷载两类。恒荷载一般包括屋盖自TmFs重F，上柱自重F，，下柱自重F，吊车架和轨道零件自重F，以及有时支承在牛腿上的围护结构等重力F，等。活荷载一般包括屋面活荷载BA排架荷载示意图图13-24- 32 -
第 11－16 讲次 单层厂房 - 32 - 4．抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的功能和布置原则 § 13．2 排架计算 排架计算是为柱和基础设计提供内力数据的，主要内容为：确定计算简图、荷载计算、 柱控制截面的内力分析和内力组合。必要时，还应验算排架的水平位移值。 §13.2.1 三计算简图 由相邻柱距的中心线截出的一个典型区段，称为排架的计算单元，如图 13 －23（a）中的斜线部分所示。除吊车等移动的荷载以外，斜线部分就是排架的 负荷范围，或称荷载从属面积。 为了简化计算，根据构造和实践经验，假定： （1）柱下端固接于基础顶面，上端与屋面梁或屋架铰接； （2）屋面梁或屋架没有轴向变形。 §13.2.2 荷载计算 作用在排架上的荷载分恒荷载和活 荷载两类。恒荷载一般包括屋盖自 重 F1，上柱自重 F2 ，下柱自重 F3， 吊车架和轨道零件自重 F4 ，以及有 时支承在牛腿上的围护结构等重力 F5 等。活荷载一般包括屋面活荷载
第11一16讲次单层厂房F。，吊车荷载TmxDmx和Dmin，均布风载9i、92，以及作用在屋盖支承处的集中风荷载W等。屋面活荷载屋面活荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载和屋面积灰荷载三种，都按屋面的水平投影面积计。排架计算时，屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，仅取两者中的较大值。屋面积灰荷载应与雪荷载和屋面均布活荷载两者中的大值同时考虑。屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载的荷载分顶系数o=1.4。3.吊车荷载（1）作用在排架上的吊车竖向荷载设计值Dmx、Dmin桥式吊车由大车（桥架）和小车组成，大车在吊车梁的轨道上沿厂房纵向行驶，小车在大车桥架的轨道上沿横向运行；带有吊钩的起重卷扬机安装在小车起吊物重力G图13-26产生Pmxk，Pmin.k的小车位置上。当小车吊有额定起吊质量开到大车某一极限位置时，如图13-26所示，在这一侧的每个大车的轮压称为吊车的最大轮压标准值Pmxk，在另一侧的轮压称为最小轮压标准值Pmin,k，Pmaxk与Pmin,同时发生。Pmxk通常可根据吊车型号、规格等查阅专业标准《起重机基本参数和尺寸- 33 -
第 11－16 讲次 单层厂房 - 33 - F6 ，吊车荷载 Tmax 、Dmax 和 Dmin ，均布风载 1 q 、 2 q ，以及作用在屋盖支承处的 集中风荷载 W 等。 屋面活荷载 屋面活荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载和屋面积灰荷载三种，都按屋面 的水平投影面积计。 排架计算时，屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，仅取两者中的较大值。 屋面积灰荷载应与雪荷载和屋面均布活荷载两者中的大值同时考虑。 屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载的荷载分顶系数 Q = 1.4 。 3．吊车荷载 （1）作用在排架上的吊车竖向荷载设计值 Dmax 、 Dmin 桥式吊车由大车（桥架）和小车组成，大车在吊车梁的轨道上沿厂房纵向 行驶，小车在大车桥架的轨道上沿横向运行；带有吊钩的起重卷扬机安装在小车 上。 当小车吊有额定起吊质量开到大车某一极限位置时，如图 13－26 所示， 在这一侧的每个大车的轮压称为吊车的最大轮压标准值 Pmax, k ，在另一侧的轮压 称为最小轮压标准值 Pmin,k ， Pmax, k 与 Pmin,k 同时发生。 Pmax, k 通常可根据吊车型号、规格等查阅专业标准《起重机基本参数和尺寸