第十二章-单层厂房-工程估价课件.ppt
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1、第十二章 单层厂房1 12-1 12-1 单层厂房的结构型式、结构组成和结构布置单层厂房的结构型式、结构组成和结构布置 12-1-1 12-1-1 单层厂房的结构型式单层厂房的结构型式混凝土单层厂房的结构型式:排架结构和刚架结构混凝土单层厂房的结构型式:排架结构和刚架结构图图12-1 12-1 排架类型排架类型排架结构排架结构:由屋架(屋面梁)、柱和基础组成,柱与屋架铰接,柱与基础刚接。由屋架(屋面梁)、柱和基础组成,柱与屋架铰接,柱与基础刚接。形式:等高、不等高和锯齿形。形式:等高、不等高和锯齿形。优点:传力明确,构造简单,施工方便。优点:传力明确,构造简单,施工方便。第十二章 单层厂房2刚
2、架结构:指装配式钢筋混凝土门式刚架。由柱和横梁刚接成一个构件,刚架结构:指装配式钢筋混凝土门式刚架。由柱和横梁刚接成一个构件,柱与基础为铰接。柱与基础为铰接。形式:三铰刚架(刚架顶节点为铰接)、两铰刚架(刚架顶节点为刚形式:三铰刚架(刚架顶节点为铰接)、两铰刚架(刚架顶节点为刚接)、弧形刚架、弧形工字形或空腹刚架。接)、弧形刚架、弧形工字形或空腹刚架。刚架立柱和横梁的截面高度都是随内力(弯矩)的增减沿轴线方向为刚架立柱和横梁的截面高度都是随内力(弯矩)的增减沿轴线方向为变高。截面一般为矩形。变高。截面一般为矩形。优点:梁柱合一,构件种类少,制作简单,结构轻巧,当跨度和高度较优点:梁柱合一,构件
3、种类少,制作简单,结构轻巧,当跨度和高度较小时,经济指标优于排架。小时,经济指标优于排架。图图12-2 12-2 刚架形式刚架形式缺点:刚度差,承载后产生跨变缺点:刚度差,承载后产生跨变(即轴向变形对内力和变形的影响),即轴向变形对内力和变形的影响),梁柱转角易产生早期裂缝。刚架翻身、起吊和对中、就位较麻烦。梁柱转角易产生早期裂缝。刚架翻身、起吊和对中、就位较麻烦。本章讲述单层厂房装配式钢筋混凝土本章讲述单层厂房装配式钢筋混凝土排架结构设计的主要问题。排架结构设计的主要问题。第十二章 单层厂房312-1-2 12-1-2 单层厂房的结构组成与传力路线单层厂房的结构组成与传力路线一、结构组成一、
4、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,见下图。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,见下图。图图12-3 12-3 厂房结构组成厂房结构组成五大块:五大块:屋盖系统屋盖系统梁柱系统梁柱系统基础基础支撑系统支撑系统围护结构围护结构第十二章 单层厂房4组成:屋面板(包括天沟板)、屋架或屋面梁(包括屋盖支撑)。有时有天窗架组成:屋面板(包括天沟板)、屋架或屋面梁(包括屋盖支撑)。有时有天窗架和托架。和托架。1.1.屋盖结构屋盖结构屋盖结构形式:无檩和有檩体系。屋盖结构形式:无檩和有檩体系。无檩屋盖体系:将大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上。无檩屋盖体系:将
5、大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上。有檩屋盖体系:将小型屋面板或瓦材支承在檩条上,再将檩条支承在屋架上。有檩屋盖体系:将小型屋面板或瓦材支承在檩条上,再将檩条支承在屋架上。作用:屋面板起围护作用并承受作用在板上的荷载;屋架或屋面梁是屋面承重作用:屋面板起围护作用并承受作用在板上的荷载;屋架或屋面梁是屋面承重构件并将所承受的荷载传至排架柱。构件并将所承受的荷载传至排架柱。天窗架支承载屋架上,是屋面承重构件。天窗架支承载屋架上,是屋面承重构件。2.2.横向平面排架横向平面排架 组成:横梁(屋架或屋面梁)、横向柱列和基础。组成:横梁(屋架或屋面梁)、横向柱列和基础。作用:作用:厂房的基本承重结构厂房
6、的基本承重结构。它承受竖向荷载、横向水平荷载及横向水平地。它承受竖向荷载、横向水平荷载及横向水平地震作用,并将其传递给基础。震作用,并将其传递给基础。3.3.纵向平面排架纵向平面排架 组成:纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑和基础。组成:纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑和基础。作用:保证厂房的纵向稳定性和刚性,并承受作用在山墙、天窗端壁以及通过作用:保证厂房的纵向稳定性和刚性,并承受作用在山墙、天窗端壁以及通过 屋盖结构传来的纵向风荷载、吊车纵向水平荷载,再传至基础。屋盖结构传来的纵向风荷载、吊车纵向水平荷载,再传至基础。4.4.吊车梁吊车梁 一般为装配式,简支在柱牛腿上一般为装配式,简支在
7、柱牛腿上 作用:承受吊车竖向荷载、横向或纵向水平荷载,并将它们分别传至横向或纵作用:承受吊车竖向荷载、横向或纵向水平荷载,并将它们分别传至横向或纵向平面排架。是直接承受吊车动力荷载的构件。向平面排架。是直接承受吊车动力荷载的构件。第十二章 单层厂房55.5.支撑支撑 支撑包括屋盖和柱间支撑两种。支撑包括屋盖和柱间支撑两种。作用:加强厂房的空间刚度,保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全,同作用:加强厂房的空间刚度,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上。时把风荷载、吊车水平荷载或水平地震作用等传递到相应承重构件上。6.6.基础
8、基础 作用:承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基。作用:承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基。7.7.围护结构围护结构 包括:纵墙、横墙(山墙)及由连系梁、抗风柱(有时有抗风梁和抗风桁架)和包括:纵墙、横墙(山墙)及由连系梁、抗风柱(有时有抗风梁和抗风桁架)和基础梁等组成的墙架。主要承受墙体和构件的自重和作用在墙上的风荷载。基础梁等组成的墙架。主要承受墙体和构件的自重和作用在墙上的风荷载。第十二章 单层厂房6二、传力路线二、传力路线 图图12-412-4第十二章 单层厂房7传力路线图传力路线图屋架、柱、屋架、柱、基础是单层基础是单层厂房的主要厂房的主要承重构件。承重构件。对有吊车的对有
9、吊车的厂房,吊车厂房,吊车梁也是主要梁也是主要承重构件。承重构件。第十二章 单层厂房8图12-5厂房的纵向排架 1风力;2吊车纵向制动力;3连系梁;4柱间支撑;5吊车梁;6柱 第十二章 单层厂房9第十二章 单层厂房10 12-1-3 12-1-3 单层厂房的结构布置单层厂房的结构布置一、柱网与定位轴线一、柱网与定位轴线 1.1.柱网柱网柱网:柱网:纵向定位轴线和横向定位轴线在平面上构成的网络。纵向定位轴线和横向定位轴线在平面上构成的网络。跨度:跨度:厂房承重柱或承重墙的纵向定位轴线间的距离。厂房承重柱或承重墙的纵向定位轴线间的距离。柱距:横向定位轴线间的距离。柱距:横向定位轴线间的距离。柱网的
10、作用:确定柱位置,确定屋面板、屋架和吊车梁等构件尺寸的依据。柱网的作用:确定柱位置,确定屋面板、屋架和吊车梁等构件尺寸的依据。柱网布置原则:符合生产工艺和使用要求;建筑平面和结构方案经济合理;柱网布置原则:符合生产工艺和使用要求;建筑平面和结构方案经济合理;符合符合厂房建筑模数协调标准厂房建筑模数协调标准的规定(以的规定(以300mm300mm为基本单位,用为基本单位,用M M表表示);适应生产发展的要求。示);适应生产发展的要求。厂房跨度在厂房跨度在18m18m以下,采用扩大模数以下,采用扩大模数30M30M的数列;在的数列;在18m18m以上,应符合扩大以上,应符合扩大模数模数60M60M
11、的数列。厂房柱距采用扩大模数的数列。厂房柱距采用扩大模数60M60M的数列,一般为的数列,一般为6m6m,也有用,也有用9m9m和和12m12m的。的。单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M15M数列。数列。第十二章 单层厂房11图图12-6 12-6 跨度和柱距示意图跨度和柱距示意图第十二章 单层厂房122.2.纵向定位轴线纵向定位轴线第十二章 单层厂房13图图12-712-7第十二章 单层厂房14图图12-812-8第十二章 单层厂房15图图12-912-9第十二章 单层厂房16图图12-1012-10第十二章 单层厂房17图图12-1112
12、-11第十二章 单层厂房183.3.横向定位轴线横向定位轴线图图12-1212-12第十二章 单层厂房19二、变形缝二、变形缝(伸缩缝、沉降缝和防震缝)(伸缩缝、沉降缝和防震缝)1.1.伸缩缝伸缩缝 原因:当厂房长度和跨度过大,当温度变化时,由于温度变形将使结构内部产生原因:当厂房长度和跨度过大,当温度变化时,由于温度变形将使结构内部产生很大的温度应力,严重的会使墙面、屋面和构件等拉裂,影响使用。很大的温度应力,严重的会使墙面、屋面和构件等拉裂,影响使用。措施:措施:设伸缩缝将厂房结构分成若干温度段。伸缩缝应从基础顶面开始,将上部设伸缩缝将厂房结构分成若干温度段。伸缩缝应从基础顶面开始,将上部
13、结构完全分开,并留有一定缝隙。在伸缩缝两侧设置并列的双排柱、双榀屋架,基结构完全分开,并留有一定缝隙。在伸缩缝两侧设置并列的双排柱、双榀屋架,基础不分开。使上部结构在气温变化时,水平方向可以较自由发生变形,不致引起房础不分开。使上部结构在气温变化时,水平方向可以较自由发生变形,不致引起房屋开裂。屋开裂。最大间距要求:最大间距要求:规范规范对钢筋伸缩缝的最大间距作出规定,见附录对钢筋伸缩缝的最大间距作出规定,见附录8 8。第十二章 单层厂房202.2.沉降缝沉降缝 原因及设置:为避免厂房因基础不均匀沉降而引起开裂和损坏,需在适原因及设置:为避免厂房因基础不均匀沉降而引起开裂和损坏,需在适当部位用
14、沉降缝将厂房划分成若干刚度较一致的单元。当部位用沉降缝将厂房划分成若干刚度较一致的单元。设置:厂房相邻两部分高度相差很大(设置:厂房相邻两部分高度相差很大(10m10m)以上;两跨间吊车吨位相差)以上;两跨间吊车吨位相差悬殊;地基承载力或下卧层土质有巨大差别;厂房各部分的施工时间先后悬殊;地基承载力或下卧层土质有巨大差别;厂房各部分的施工时间先后相差很长。相差很长。措施:措施:沉降缝应将建筑物从屋面顶部到基础全部分开。沉降缝可兼作伸沉降缝应将建筑物从屋面顶部到基础全部分开。沉降缝可兼作伸缩缝。缩缝。3.3.防震缝防震缝 防震缝是为了减轻厂房震害而采取的措施,将厂房分割成规则的结构单防震缝是为了
15、减轻厂房震害而采取的措施,将厂房分割成规则的结构单元。元。当厂房平面、立面复杂,结构高度或刚度相差很大,以及在厂房侧边当厂房平面、立面复杂,结构高度或刚度相差很大,以及在厂房侧边布置附房,如生活间、变电所、炉子间等时,设置抗震缝将相邻部分分开,布置附房,如生活间、变电所、炉子间等时,设置抗震缝将相邻部分分开,防震缝的宽度在厂房纵横跨交接处可采用防震缝的宽度在厂房纵横跨交接处可采用100100150mm150mm,其它情况可采用,其它情况可采用505090mm90mm。防震缝沿建筑全高设置,基础可断开也可不断开。防震缝沿建筑全高设置,基础可断开也可不断开。地震区伸缩缝和沉降缝应符合防震缝的要求。
16、地震区伸缩缝和沉降缝应符合防震缝的要求。第十二章 单层厂房21三单层厂房的支撑三单层厂房的支撑支撑作用: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支撑作用: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;保证施工安装阶段结构构件的稳定。承重构件;保证施工安装阶段结构构件的稳定。支撑设置的合理,不仅可加强厂房的整体性和总刚度,还可使厂房的水平支撑设置的合理,不仅可加强厂房的整体性和总刚度,还可使厂房的水平荷载以最合理的途径传至基础。若支撑布置
17、不当,会引起工程事故。荷载以最合理的途径传至基础。若支撑布置不当,会引起工程事故。支撑的分类:支撑的分类:屋盖支撑和柱间支撑。(支撑具体布置见标准图集)屋盖支撑和柱间支撑。(支撑具体布置见标准图集)构成思路:在每一个温度区段内,由上下弦水平支撑在两端构成横向的上、构成思路:在每一个温度区段内,由上下弦水平支撑在两端构成横向的上、下水平刚性框,再由垂直支撑和水平系杆把两端的水平刚性框连接起来。下水平刚性框,再由垂直支撑和水平系杆把两端的水平刚性框连接起来。第十二章 单层厂房22 有檩屋盖体系厂房支撑作用示意图 第十二章 单层厂房231.1.屋盖支撑屋盖支撑 组成:上、下弦水平支撑、垂直支撑及纵向
18、水平系杆。组成:上、下弦水平支撑、垂直支撑及纵向水平系杆。支撑的形式:水平支撑一般采用十字交叉的形式。垂直支撑的形式见图。支撑的形式:水平支撑一般采用十字交叉的形式。垂直支撑的形式见图。系杆分为刚性(压杆)和柔性(拉杆)系杆分为刚性(压杆)和柔性(拉杆)图图12-1312-13第十二章 单层厂房24无檩屋盖支撑布置示例无檩屋盖支撑布置示例(a)上弦横向水平支撑布置;上弦横向水平支撑布置;(b)下弦横向与纵向水平支撑布置;下弦横向与纵向水平支撑布置;(c)天窗架上弦横向水平支撑;天窗架上弦横向水平支撑;(d)屋架支座与跨中垂直支撑屋架支座与跨中垂直支撑;(e)天窗架侧竖杆垂直支撑天窗架侧竖杆垂直
19、支撑 图图12-1412-14第十二章 单层厂房25屋架(屋面梁)上弦横向水平支撑屋架(屋面梁)上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑的位置:在厂房每个伸缩缝区段端部的横向水平支撑。上弦横向水平支撑的位置:在厂房每个伸缩缝区段端部的横向水平支撑。作用作用:在屋架上弦平面内构成刚性框,增强屋盖的整体刚度,保证屋架:在屋架上弦平面内构成刚性框,增强屋盖的整体刚度,保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳定上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳定,将抗风柱传来的风荷载传递到纵将抗风柱传来的风荷载传递到纵向排架柱顶。向排架柱顶。布置的原则布置的原则:1)1)采用有檩体系或无檩体系中的大型屋面板与屋架无可靠连接时,布置采用
20、有檩体系或无檩体系中的大型屋面板与屋架无可靠连接时,布置在伸缩逢区段的两端第一或第二柱距内;当采用大型屋面板且连接可在伸缩逢区段的两端第一或第二柱距内;当采用大型屋面板且连接可靠,可以不再设置上弦横向水平支撑。靠,可以不再设置上弦横向水平支撑。2)2)采用钢筋混凝土拱形及梯形的屋架的屋盖系统,应伸缩逢区段的两端采用钢筋混凝土拱形及梯形的屋架的屋盖系统,应伸缩逢区段的两端第一或第二柱距内布置;第一或第二柱距内布置;3)3)当设置天窗时,在天窗范围内沿厂房纵向设置系杆。当设置天窗时,在天窗范围内沿厂房纵向设置系杆。第十二章 单层厂房26屋架(屋面梁)下弦水平支撑屋架(屋面梁)下弦水平支撑包括下弦横
21、向水平支撑和纵向水平支撑。包括下弦横向水平支撑和纵向水平支撑。作用作用:下弦横向水平支撑传递山墙抗风柱传来的风荷载及其它纵向水平下弦横向水平支撑传递山墙抗风柱传来的风荷载及其它纵向水平荷载至排架柱,还防止下弦颤动。荷载至排架柱,还防止下弦颤动。下弦纵向水平支撑能提高厂房的空间刚度,增强排架间的空间作下弦纵向水平支撑能提高厂房的空间刚度,增强排架间的空间作用,保证横向水平力的纵向分布。当有托架时,还可保证托架上弦用,保证横向水平力的纵向分布。当有托架时,还可保证托架上弦的出平面稳定。的出平面稳定。布置的原则:布置的原则:当厂房跨度当厂房跨度18m18m时,下弦横向水平支撑布置在第一伸缩逢区段的端
22、部时,下弦横向水平支撑布置在第一伸缩逢区段的端部第一柱距内。第一柱距内。当当L18mL30m,30m,采用大型屋面板时采用大型屋面板时,应在屋架跨度应在屋架跨度1/31/3左右的节点设置两道垂左右的节点设置两道垂直支撑及系杆。屋架直支撑及系杆。屋架L18m,L18m,用大型屋面板时,无天窗可不设垂直支撑和用大型屋面板时,无天窗可不设垂直支撑和水平系杆;有天窗可在屋脊节点处设置一道设垂直支撑和水平系杆。水平系杆;有天窗可在屋脊节点处设置一道设垂直支撑和水平系杆。一般一般来说,采用大型屋面板时,应在未设支撑的屋架间相应于垂直支撑的屋架来说,采用大型屋面板时,应在未设支撑的屋架间相应于垂直支撑的屋架
23、的上弦和下弦节点处,设通长的水平系杆。对有檩体系,仅在下弦设通长的上弦和下弦节点处,设通长的水平系杆。对有檩体系,仅在下弦设通长的水平系杆。的水平系杆。天窗架间的支撑天窗架间的支撑 (包括上弦水平支撑和天窗架间的垂直支撑)(包括上弦水平支撑和天窗架间的垂直支撑)作用:作用:保证天窗架上弦平面外的稳定。保证天窗架上弦平面外的稳定。保证天窗架安装时的稳定外,还保证天窗架安装时的稳定外,还将天窗端壁上的风荷载传至屋架上弦水平支撑。天窗上弦水平支撑和天窗将天窗端壁上的风荷载传至屋架上弦水平支撑。天窗上弦水平支撑和天窗架间的垂直支撑布置在同一柱距内。架间的垂直支撑布置在同一柱距内。第十二章 单层厂房28
24、2.2.柱间支撑柱间支撑组成组成:上部柱间支撑、中部及下部柱间支撑。:上部柱间支撑、中部及下部柱间支撑。作用作用:保证厂房结构纵向刚度和稳定。保证厂房结构纵向刚度和稳定。上部柱间支撑一般设置在厂房的端部及有下柱柱间支撑的跨间,承受屋盖及山上部柱间支撑一般设置在厂房的端部及有下柱柱间支撑的跨间,承受屋盖及山墙传来的纵向水平荷载。墙传来的纵向水平荷载。下部柱间支撑一般设置在厂房中部,则当温度变化或混凝土收缩时,厂房可以下部柱间支撑一般设置在厂房中部,则当温度变化或混凝土收缩时,厂房可以自由变化,而不致于发生较大的温度或收缩应力。它承受上部柱间支撑传来的自由变化,而不致于发生较大的温度或收缩应力。它
25、承受上部柱间支撑传来的纵向水平力及吊车梁传来的纵向水平制动力或纵向地震力,并传至基础。纵向水平力及吊车梁传来的纵向水平制动力或纵向地震力,并传至基础。形式形式:宜采用十字交叉形支撑、人字形支撑、八字形支撑及斜柱式支撑。:宜采用十字交叉形支撑、人字形支撑、八字形支撑及斜柱式支撑。图图12-1512-15第十二章 单层厂房29布置的原则布置的原则:非地震区的单层厂房,凡属下列情况之一者,均应设置技间支撑。非地震区的单层厂房,凡属下列情况之一者,均应设置技间支撑。设有悬臂式吊车,或设有悬臂式吊车,或3t3t及以上的悬挂式吊车;及以上的悬挂式吊车;设有属于设有属于A6A6、A7A7、A8A8工作级别的
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