单层厂房构造课件.pptx
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- 单层 厂房 构造 课件
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1、 单层厂房构造 第一节 单层厂房的承重结构1基础:承担作用在柱子上的全部荷载及基础梁上部分墙体荷载,再由基础传给地基。基础通常采用柱下独立基础。2柱子:它是厂房结构的主要承重构件。3吊车梁:搁置在柱子的牛腿上支承吊车荷载。4连系梁:(也称墙梁)它是柱与柱之间纵向的水平联系构件5屋盖结构:包括屋面板、屋架(或屋面大梁)及天窗架。6支撑系统构件:支撑构件的主要作用是加强厂房结构的空间整体刚度和稳定性。一、单层工业厂房的组成 压顶板压顶板 天窗扇天窗扇 天窗屋面板天窗屋面板 屋面板屋面板 天窗架天窗架 屋顶屋顶 过梁过梁 连系梁连系梁 吊车吊车 大门大门 司机室司机室过梁过梁 吊车梁吊车梁侧窗侧窗
2、山墙柱山墙柱 中列柱中列柱基础梁基础梁 边列柱边列柱 散水散水 地面地面 基础基础装配式钢筋混凝土结构单构件组成 单层厂房的组成单层厂房的结构支承方式基本上可分为墙承重结构和骨架承重结构两类。(一)墙承重结构 墙承重结构由基础、墙、钢筋混凝土屋架组成,当厂房的跨度、高度、吊车荷载较小以及地震烈度较低的时候采用墙承重结构。单层厂房的组成(二)骨架承重结构 当厂房的跨度、高度、吊车荷载较大以及地震烈度较高的时候采用骨架承重结构。 骨架承重结构由基础、柱子、梁、屋架等组成,这时墙体只起围护和分隔作用。厂房承重结构由横向骨架和纵向的联系构件组成。横向骨架横向骨架包括屋面大梁(或屋架)柱子、柱基础。它承
3、受着屋顶、天窗、外墙及吊车荷载。纵向联系构件纵向联系构件包括大型屋面板(或檩条)连系梁、吊车梁等,它们的作用是保证横向骨架的稳定性,并将作用在山墙上的风力和吊车纵向制动力传给柱子。n柱的类型 柱按材料分有钢筋混凝土柱和钢柱两种。钢筋混凝土柱又可分为单肢柱和双肢柱两大类。单肢柱截面形式有矩形、工字形及单管圆形。双肢柱截面形式有双肢矩形或双肢圆形管柱,用腹杆(平腹杆或斜腹杆)连接而成。二、柱 柱是厂房结构中的重要承重构件之一。它的作用作用是承受屋架、吊车梁,以及联系梁等传来的竖向荷载,所以柱应具有足够的抗压强度和抗弯能力。二、柱1柱的截面形式(1)矩形柱)矩形柱:仅用于柱截面尺寸为400600mm
4、以内的柱。此外柱牛腿以上部分、轴心受压柱以及现浇柱常采用矩形截面柱。(2)工字型柱)工字型柱:当柱长边截面尺寸大于600mm时采用。 (3)双肢柱)双肢柱:当厂房高度很高或吊车起重量较大时,采用双肢柱较为经济合理。双肢柱由两根肢柱用腹杆连接组成,可分为平腹杆双肢柱和斜腹杆双肢柱,双肢柱的每个单肢主要承受轴向压力。钢筋混凝土柱类型 (a)矩形柱;(b)工字形柱;(c)预制空腹板工字形柱;(d)单肢管柱;(e)双肢柱;(f)平腹杆双肢柱;(g)斜腹杆双肢柱;(h)双肢管柱 柱的外形及尺寸 (a)工字形;(b)双肢柱 2柱牛腿及的柱上预埋件 柱牛腿常采用实腹式,实腹式牛腿外形、截面尺寸及构造要求见图
5、5-4。 在进行柱子设计和施工时,必须将铁件准确地设置在柱上,不能遗漏。在模板图中表示出了柱子各部尺寸、预埋件位置及预埋件规格尺寸。牛腿的构造要求 柱子预埋铁件 为了保证厂房的整体性和稳定性,还需要在屋架之间和柱子之间设置支撑系统。柱间支撑的作用主要是加强厂房的纵向刚度和稳定性,分为上部和下部两种。上部位于上柱间,用以承受作用在山墙上的风力,并保证厂房上部的纵向刚度;后者位于下柱间,承受上部支撑传来的力和吊车梁传来的吊车纵向制动力,并把它们传至基础。3、柱间支撑抗风柱与屋架连接 三、基础与基础梁(一) 基础1、基础类型:单层厂房柱基础,主要有独立基础和条形基础两类,前者应用较多。 独立基础,最
6、常见的形式为杯口基础。一般情况下采用独立的杯形基础。在基础的底部铺设混凝土垫层,厚度为100mm。另外还有薄壁的壳体基础、无筋倒圆台基础和板肋式基础等。2、独立基础构造:独立基础的施工,工程上普遍采用现场浇捣的方法。3、基础与相邻设备基础埋深的关系 基础埋置深度一般应浅于或等于相邻原有建筑物基础(或设备基础)。现浇柱下基础 预制柱下杯形基础 (二)基础梁n作用:当厂房采用钢筋混凝土柱承重的时候,常用基础梁来承托围护墙的重量,就不用再做墙的基础了,这样可以减少墙身和厂房排架间的不均匀沉降。基础梁位于墙身的底部,两端支承在柱基础的杯口上,当柱子的基础较深的时候,可以在杯口上垫上混凝土垫块,也可以放
7、在高杯口的基础上,或在柱子上设牛腿提高基础梁的标高,这样可以减少墙的用砖量。n截面形状:有梯形、矩形和形几种, 梯形基础梁为常用的形式。国家有统一编制的基础梁标准图集,可供选用和参考。选用时,应注意基础梁的适用条件及有关要求。 n基础梁的顶面标高通常比室内地面低50mm,以便门洞口处的地面做面层保护基础梁。基础梁与柱的连接与基础埋深有关,当基础埋深较浅时,可将基础梁直接或通过混凝土垫块搁置在基础顶面。当基础埋置较深时,用牛腿支承基础梁。 n基础梁下面的回填土一般不需夯实,应留有不少于100mm的空隙,以利于沉降。在寒冷地区为避免土壤冻胀引起基础梁反拱而开裂,在基础梁下面及周围填300mm厚的砂
8、或炉渣等松散材料。 基础梁与基础的连接 基础梁搁置构造要求及防冻措施 四、吊车梁、连系梁和圈梁 (一)吊车梁 在柱牛腿之间设置的梁为吊车梁,在有桥式吊车或梁式吊车的厂房中需要设吊车梁,吊车在吊车梁上铺设的轨道上行走。吊车梁承受着吊车在起重、运行及制动时产生的垂直及水平荷载,还传递厂房纵向荷载、增加厂房纵向刚度,保证厂房的稳定性。1、吊车梁的类型(1)形吊车梁和工字形吊车梁:是较常见的形式。梁顶翼缘较宽,多为400500mm,以可增加梁的受压面积,也便于固定吊车轨道。梁腹板较薄,常为120180mm,支座处加厚,以利抗剪。梁高有600、900、1200mm等几种规格。这种梁施工简单,制作方便,但
9、自重较大,用材料多。(2)工字鱼腹式吊车梁 鱼腹式吊车梁的外形与梁的弯矩影响线包络图基本相似,受力合理,腹板较薄,节省材料,能充分发挥材料强度,可承受较大荷载。(一)吊车梁吊车梁的形式 (1)吊车梁与柱的连接n吊车梁与柱的连接,多采用焊接连接的方法。为承受吊车横向水平刹车力,在吊车梁上翼缘与柱间用钢板或角钢焊接;在端部支撑处,吊车梁底部预埋一块垫板称为支撑钢板,将梁安装在柱的牛腿上,并与牛腿顶面的预埋钢板焊牢。吊车梁的对头空隙、吊车梁与柱之间的空隙均需用C20混凝土填实。2、吊车梁的构造要求吊车梁与柱的连接 (2)吊车梁与吊车轨道、车挡的连接 吊车梁与吊车轨道的连接。为防止吊车在行驶中与山墙冲
10、撞,在吊车梁的尽端应设车挡。吊车轨道与吊车梁的连接 车挡 (二)连系梁n连系梁是柱与柱之间在纵向的水平连系构件。可增强厂房的纵向刚度,传递风荷载到纵向柱列,还可以承担它上部的墙体重量荷载。n连系梁支承在柱的牛腿上。连系梁是厂房纵向列柱的水平连系构件。连系梁的断面形式有矩形(用于一砖厚墙)及L形(用于一砖半厚墙)两种。它支撑在牛腿上,与柱的连接采用螺栓连接或焊接的办法。连系梁与柱的连接 (三)圈梁n圈梁是指连续设置在墙体同一水平面上的交圈封闭的梁。它不承受砖墙的重量,主要作用是将墙体同厂房排架柱、抗风柱等箍在一起,加强厂房的整体刚度和墙身的稳定性。其位置一般在柱顶处设置一道,有吊车时在吊车梁附近
11、设置一道,在设防烈度为8度和9度的地区,每隔5m设一道。n圈梁的作用是将墙体同厂房排架柱、抗风柱等箍在一起,以加强厂房的整体刚度和墙体的刚度及其稳定性。圈梁与柱子的连接 (a)现浇圈梁;(b)预制圈梁 五、屋顶结构n单层厂房的屋顶结构的构件主要有屋架、屋面梁、屋面板、檩条等。n 屋顶结构根据其构件布置的不同又可分为无檩结构和有檩结构两种。无檩结构无檩结构是将屋面板直接搁置在屋架或屋面梁上,这种结构的屋面重量大、刚度大,多用于大中型厂房。有檩结构有檩结构的屋面一般采用瓦材,屋架上先设檩条,再在檩条上搁置瓦材。这种结构的重量小、省材料,但刚度差,一般只用于中小型厂房。屋盖结构形式 (a)有檩体系;
12、(b)无檩体系 (一)屋面梁、屋架屋面梁屋面梁 1.1.屋面梁屋面梁 (材料、种类、特点、跨度) 屋面梁也叫薄腹梁。屋面梁的材料是钢筋混凝土,分单坡和双坡两种,跨度在1/101/12之间,其截面形式有T形和工字形两种。 屋面梁具有制作简单,施工方便,质量好,结构稳定等优点,但用料多,重量大,所以屋面梁的跨度受到限制,对于非预应力的屋面梁,其跨度不应超过15m,预应力的不应超过18m。,有单坡和双坡两种,钢筋混凝土工字形屋面大梁 (一)屋面梁、屋架屋架屋架2、屋架、屋架 按制作材料分,有普通钢筋混凝土屋架和预应力钢筋混凝土屋架。常用的屋架为钢筋混凝土屋架,按其外形可分为三角形、梯形、拱形、折线形
13、屋架等多种形式。(1)三角形屋架)三角形屋架 三角形屋架中,杆件内力分布很不均匀,材料的性能得不到充分利用,承载力很小,(弦杆内力是两端大而中间小,腹杆内力则是两端小而中间大),由于这种原因,所以三角形屋架的跨度受到限制,不可太长,常见的有12m,15m两种。这种屋架的上弦坡度较大,一般为1/3到1/5,它适用于瓦材作屋面材料的有檩结构的屋顶中。(一)屋面梁、屋架(2)梯形屋架)梯形屋架 梯形屋架杆件内力分不也不够均匀,但较三角形屋架有较大的改变,屋架材料的性能可以得到比较好的利用,所以屋架的跨度可达30m,这种屋架上弦坡度为1/101/12,比较平缓,常用在以下一些屋面中: 采用卷材防水的屋
14、面。非卷材防水的屋面不可采用梯形屋架,这是由于坡度过小,雨水排除不畅,会造成漏雨现象。 高温车间和炎热地区厂房的屋面。这是由于坡度较小,可以防止出现屋面沥青流淌。 采用天井式或横向下沉式天窗的屋面。这是因为在设天窗的地方,要求有较大的屋架高度,用来设置采光窗户,而这种屋架的坡度较小,故可满足要求。(一)屋面梁、屋架(3)拱形屋架)拱形屋架 拱形屋架的上弦杆呈拱形,杆的内力均匀,材料的性能能充分利用,所以跨度可达到36m。 这种屋架的不足之处是:上弦杆制作较困难,端部坡度较大,施工、维修不安全,而且气温升高时还会造成卷材防水屋面淌油,影响防水效果,所以,在施工时常将屋架端部垫高。(4)折线形屋架
15、)折线形屋架 折线形屋架,杆件内力比较均匀,材料的性能也可以得到充分的利用,而且端部的坡度较拱形屋架的小了,只有1/5,故这种屋架目前用得比较广泛。常见的钢筋混凝土屋架形式 (a)三角形;(b)组合式三角形;(c)预应力三角拱;(d)拱形;(e)预应力梯形;(f)折线形 n3、屋架与柱的连接n屋架与柱的连接有焊接和螺栓连接两种。焊接是在屋架或屋面梁端部支承部位的预埋件底部焊上一块垫板,待屋架就位校正后,与柱顶预埋钢板焊接牢固。螺栓连接是在柱顶伸出预埋螺栓,在屋架(或屋面梁)端部支承部位焊上带有缺口的支承钢板,就位校正后,用螺栓拧紧。屋架与柱的连接 (a)焊接方式;(b)螺栓连接方式 4、屋架托
16、架 当厂房全部或局部柱距为12m时,屋架间距仍保持6m时,需在12m柱距间设置托架来支承中间屋架,通过托架将屋架上的荷载传递给柱子。预应力钢筋混凝土托架(G433) (a)托架;(b)托架布置 (二)屋面板 屋面板的截面形状有槽形,F形,L形。这几种,他们都是予应力钢筋混凝土板.n槽形屋面板,刚度好,适用于无檩屋顶体系中和大中型厂房中,屋面坡度在1/5-1/15,屋面一般采用卷材防水。n F形、L形屋面板,是用掺有防水剂的钢筋混凝土制成的,故具有防水能力,这种屋面板适用于坡度较大的屋面。这两种屋面板,刚度稍差,只适用于中小型非保温厂房中。n 在无檩体系中大型屋面板的常用标志尺寸为1.5m6m,
17、为配合屋架尺寸和檐口做法还有嵌板、檐口板等。 预应力钢筋混凝土屋面板、檐口板、嵌板 (a)屋面板;(b)檐口板;(c)嵌板 檩条与屋架的连接 (三)檩条钢筋混凝土檩条类型:n有预应力和非预应力nT形和L形(断面形式) 檩条与小型屋面板或槽瓦n在有檩体系屋面中,檩条支承槽瓦或小型屋面板,并将屋面荷载传给屋架。檩条与屋架上弦焊接。(四)支撑 屋顶支撑包括水平支撑(上弦、下弦、横向水平支撑、纵向水平支撑)、垂直支撑及水平系杆等。屋盖支撑的种类 (a)上弦横向水平支撑;(b)下弦横向水平支撑;(c)纵向水平支撑;(d)垂直支撑;(e)纵向水平系杆(加劲杆) n柱间支撑按吊车梁位置分为上部和下部两种。柱
18、间支撑布置在伸缩缝区段的中央柱间,一般用型钢制作。柱间支撑形式 学习目标和要求n1、掌握砖砌外墙的墙身、基础梁、连系梁等构造,掌握墙身变形缝的作用和构造做法;n2、掌握大型板材墙板的种类、规格、布置方式及连接构造;n3、了解其他类型墙体的构造。第二节 单层厂房外墙n按材料分: 砖墙 砌块墙 板材墙 开敞式单层工业厂房外墙的分类n按承重方式分: 承重 (砖墙 L15m G5t) 非承重墙(多用)一、砌体墙(一)墙体与柱的相对位置砖墙与柱子的相对位置有四种构造方案:一种是墙体砌筑在柱的外侧:它具有构造简单、施工方便、热工性能好、基础梁与连系梁便于标准化等优点,一般单层厂房多采用此方案。二种方案是将
19、柱部分嵌入墙体内:它比前者稍节省建筑面积,可增加柱子的刚度,对抗震有力,但要部分砍砖,施工较麻烦。同时基础粱和连系梁等构配件也相对复杂化。三、四种方案是将柱全部嵌入墙体内:构造复杂,施工不便,砍砖多,框架结构外露易产生冷桥。且基础粱和连系梁等构配件不宜实现定型化和统一化。一般仅用于厂房的露天跨,扩建跨,及较温暖地区等不要求保温厂房中。(一)墙体与柱的相对位置(二)墙的构造要求1、墙与柱的连接:为了使砖墙与排架柱保持一定的整体性及稳定性,墙体与柱子之间应有可靠的连接。通常的做法是沿柱子高度方向每隔500600mm伸出两根6的钢筋(伸出长度450mm),砌墙时砌入墙内。2、山墙与屋面板的连接:单层
20、厂房的山墙比较高大,为保证其稳定性和抗风要求,山墙与抗风柱及端柱除用钢筋拉结外,在非地震区一般尚应在山墙上部沿屋面设置2根8钢筋与墙中,并在屋面板的板缝中嵌入一根12(长为1000mm)钢筋与山墙中钢筋相连接。山墙与柱的连接:由于厂房山墙与柱子有一定的距离,常用的做法是将山墙局部厚度增大,使山墙与柱子挤紧,通过拉结筋来连接。墙与柱的连接 墙与屋架的连接 纵向女儿墙与屋面板的连接 山墙与屋面板的连接 二、大型板墙(一)墙板类型与规格1、规格: (符合3M模数) 墙板的长和高采用3M为扩大模数 长度:4500、6000、7500、12000 (与柱距相同) (用于山墙)。 可适用于6或12m柱距及
21、3m整倍数的跨距。 宽度:900、1200、1500、1800 板厚:以分模数1/5M(20mm)为模数进级。 常用厚度为160240mm。2、类型: 按材料:单一材料、复合材料(同民建) 按位置:墙板、山尖板、勒脚板、女儿墙板、 檐口板、窗框板等。单一材料墙板 (a)钢筋混凝土槽形板;(b)钢筋混凝土空心板;(c)配筋轻混凝土墙板 复合墙板示例 (二)墙板的布置方式1、横向布置:横向布置山墙时,墙身部分同侧墙,山尖处的布置有台阶形、人字形、折线形等。优点墙板长度和柱距一致,可利用柱作为墙板的支撑和悬挂点,竖缝可由柱遮挡,不易渗透风雨;墙板本身可兼起门窗过梁和连系梁的作用,能增强厂房的纵向刚度
22、。构造简单,连接可靠,板型较少,便于布置窗框板或带型窗等。其缺点是遇到穿墙孔洞时,墙板布置较复杂。这种布置方式目前应用最多。横向布置大型板材墙 2、竖向布置:优点是不受柱距限制,布置灵活、遇到穿墙孔洞时便于处理。缺点是目前国内厂房高度尚未定型,墙板的固定必须设置连系梁,构造复杂,竖向板缝多,易于渗漏水等。3、混合向布置:兼有横向和竖向布置的优点,布置灵活,但板型较多,难以定型化,并且构造复杂,所以其应用也受到限制。竖向布置板材墙 混合布置板材墙 山墙墙板的布置 (a)人字形;(b)台阶形;(c)台阶形;(d)山尖部分全部开窗;(e)用异形板布置成折线形;(f)用竖向小板布置成折线形 大型墙板按
23、受力状况分按受力状况分:承重墙板和非承重墙板;承重墙板和非承重墙板;按保温性能分按保温性能分:保温墙板和非保温墙板;保温墙板和非保温墙板;按所用材料分按所用材料分:混凝土材料类墙板和复合材混凝土材料类墙板和复合材料类墙板;按其规格分有基本板、异形板料类墙板;按其规格分有基本板、异形板(如加长板、出尖板等如加长板、出尖板等)、以及墙体辅助构件、以及墙体辅助构件(如嵌梁、转角构件等如嵌梁、转角构件等);按其在墙面的位置;按其在墙面的位置分分:檐下板、一般板、女儿墙板和山尖板檐下板、一般板、女儿墙板和山尖板类型类型布置布置方式方式1、柔性连接:包括螺栓连接、压条连接、角钢连接。n适用于地基不均匀、沉
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