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　　工業(yè)建筑構造

　　三、工業(yè)建筑構造

　　(一)單層廠房的結構組成

　　單層廠房的骨架結構由支承各種豎向和水平荷載作用的構件組成，廠房依靠各種結構構件合理的連接為一體，組成一個完整的結構空間以保證廠房的堅固、耐久。

　　1.承重結構

　　(1)橫向排架：由基礎、柱、屋架組成，主要是承受廠房的各種豎向荷載。

　　(2)縱向連系構件：由吊車梁、連系梁、基礎梁等組成，與橫向排架構成骨架，保證廠房的整體性和穩(wěn)定性。

　　(3)支撐系統(tǒng)構件：支撐系統(tǒng)包括柱間支撐和屋蓋支撐兩大部分。支撐構件設置在屋架之間的稱為屋架支撐，設置在縱向柱列之間的稱為柱間支撐。支撐構件主要傳遞水平荷載，起保證廠房空間剛度和穩(wěn)定性的作用。

　　2.圍護結構

　　單層廠房的圍護結構包括外墻、屋頂、地面、門窗、天窗、地溝、散水、坡道、消防梯、吊車梯等。

　　(二)單層廠房承重結構構造

　　1.屋蓋結構

　　(1)屋蓋結構類型。屋蓋結構根據構造不同可以分為兩類：有檁體系屋蓋或無檁體系屋蓋。無檁體系屋面板直接擱置在屋架或屋面梁上，整體性好，剛度大，大中型廠房多采用這種屋面結構形式。

　　(2)屋蓋的承重構件

　　鋼筋混凝土屋架或屋面梁是屋蓋結構的主要承重構件，直接承受屋面荷載。按制作材料分為鋼筋混凝土屋架或屋面梁、鋼屋架、木屋架和鋼木屋架。

　　折線形屋架引用了拱形屋架的合理外形，改善了屋面坡度，是目前較常采用的一種屋架形式，見圖2.1.31.

　　2.柱

　　廠房中的柱由柱身(包括上柱和下柱)、牛腿及往上預埋鐵件組成，柱是廠房中的主要承重構件之一，在柱頂上支承屋架，在牛腿上支承吊車梁。柱子的類型很多，按材料分為磚柱、鋼筋混凝土柱、鋼柱等，目前鋼筋混凝土柱采用較多。

　　(1)鋼筋混凝土柱。鋼筋混凝土柱按截面的構造尺寸分為矩形柱、工字形柱、雙肢柱、管柱等，見圖2.1.32.

　　矩形柱截面有方形和長方形兩種，多采用長方形，截面尺寸b×h，一般為400mm×600mm，其特點是外形簡單，受彎性能好，施工方便，容易保證質量要求;但柱截面中間部分受力較小，不能充分發(fā)揮混凝土的承載能力，自重也重，僅適用于小型廠房。

　　工字形柱截面尺寸b×h，一般為400mm×600mm、400mm×800mm、500mm×1500mm等，與截面尺寸相同的矩形柱相比，承載力基本相等，但因為工字形柱將矩形柱橫截面受力較小的中間部分的混凝土省去做成腹板，則可節(jié)約混凝土30%～50%。若截面高度較大時，為了方便水、暖、電等管線穿過，又減輕柱的自重，也可在腹板上開孔。但工字形柱制作比矩形柱復雜，在大、中型廠房內采用較為廣泛。

　　雙肢柱由兩根承受軸向力的肢桿和聯(lián)系兩肢的腹桿組成。其腹桿有平腹桿和斜腹桿兩種布置形式。平腹桿雙肢柱的外形簡單，施工方便，腹桿上的長方孔便于布置管線，但受力性能和剛度不如斜腹桿雙肢柱。斜腹桿雙肢柱是桁架形式，各桿基本承受軸向力，彎矩很小，較省材料。當柱的高度和荷載較大，吊車起重量大于30t，柱的截面尺寸b×h大于600mm×1500mm時，宜選用雙肢柱。

　　鋼筋混凝土管柱有單肢管柱和雙肢管柱之分，單肢管柱的外形和等截面的矩形柱相似，可伸出支承吊車梁的牛腿。雙肢管柱的外形類似雙肢柱，管肢D為300mm～500mm，壁厚60mm左右。鋼筋混凝土管柱在工廠預制，可采用機械化方式生產，可在現場拼裝，受氣候影響較小;但因外形是圓的，設置預埋件較困難，與墻的連接也不如其它形式的柱方便。

　　(2)鋼-鋼混凝土組合柱。當柱較高，自重較重，因受吊裝設備的限制，為減輕柱重量時一般采用鋼-鋼混凝土組合柱。其組合形式為上柱為鋼柱，下柱為鋼筋混凝土雙肢柱。

　　(4)柱牛腿

　　3.基礎

　　廠房基礎一般多采用獨立式基礎。

　　4.吊車梁

　　鋼筋混凝土吊車梁的類型很多，按截面形式分，有等截面的T形、工字形吊車梁，元寶式吊車梁、魚腹式吊車梁、空腹魚腹式吊車梁等。

　　(1)T形吊車梁;

　　(2)工字形吊車梁。

　　(3)魚腹式吊車梁。該種形式的梁受力合理，能充分發(fā)揮材料的強度和減輕自重，節(jié)省材料，可承受較大荷載，梁的剛度大，但構造和制作比較復雜，運輸、堆放需設專門支墊。預應力混凝土魚腹式吊車梁適用于廠房柱距不大于12m，廠房跨度12～33m，吊車起重量為15～150t的廠房。

　　5.支撐

　　單層廠房的支撐作用：可以使廠房形成整體的空間骨架，保證廠房的空間剛度;在施工和正常使用時保證構件的穩(wěn)定和安全;承受和傳遞吊車縱向制動力、山墻風荷載、縱向地震力等水平荷載。單層廠房的支撐分屋架支撐和柱間支撐兩類。

　　(1)屋架支撐。屋架支撐構件主要有：上弦橫向支撐、上弦水平系桿、下弦橫向水平支撐、下弦垂直支撐及水平系桿、縱向支撐、天窗架垂直支撐、天窗架上弦橫向支撐等。支撐、系桿構件為鋼構件或鋼筋混凝土構件。

　　1)屋架支撐布置原則。屋架支撐應根據廠房的跨度、高度、屋蓋形式、屋面剛度、吊車起重量及工作制，有無懸掛吊車和天窗設置等情況并結合抗震要求等進行合理布置。

　?、偬齑凹苤?。天窗上弦水平支撐一般設置于天窗兩端開間和中部有屋架上弦橫向水平支撐的開間處，天窗兩側的垂直支撐一般與天窗上弦水平支撐位置一致。上弦水平系桿通常設置在天窗中部節(jié)點處。

　?、谖菁苌舷覚M向水平支撐。對于有檁體系必須設置;對于無檁體系，當廠房設有橋式吊車時，通常宜在變形縫區(qū)段的兩段及有柱間支撐的開間設置。支撐間距一般不大于60m。

　?、畚菁艽怪敝?。一般應設置于屋架跨中和支座的垂直平面內。除有懸掛吊車外，應與上弦橫向水平支撐同一開間內設置。

　?、芪菁芟孪覚M向水平支撐。一般用于下弦設有懸掛吊車或該水平面內有水平外力作用時。

　　⑤屋架下弦縱向水平支撐。通常在有托架的開間內設置。只有當柱子很高，吊車起重量很大，或車間內有壁行吊車或有較大的鍛錘時，才在變形縫區(qū)段內與下弦橫向水平支撐組合成下弦封閉式支撐體系。

　?、蘅v向系桿。通常在設有天窗架的屋架上下弦中部節(jié)點設置;此外，在所有設置垂直支撐的屋架端部均設置有上弦和下弦的水平系桿。

　　2)屋架支撐的類型。包括上、下弦橫向水平支撐，上下弦縱向水平支撐，垂直支撐和縱向水平系桿(加勁桿)等。橫向水平支撐和垂直支撐一般布置在廠房端部和伸縮縫兩側的第二或第一柱間上。

　　(2)柱間支撐。柱間支撐的作用是加強廠房縱向剛度和穩(wěn)定性，將吊車縱向制動力和山墻抗風柱經屋蓋系統(tǒng)傳來的風力經柱間支撐傳至基礎。

　　柱間支撐一般用鋼材制作。其交叉角一般為35°～55°，以45°為宜。

　　柱間支撐的布置形式如下：

　　1)有吊車或跨度小于18m或柱高大于8m的廠房，在變形縫區(qū)段中設置;有橋式吊車時，還應在變形縫區(qū)段兩端開間上加設上柱支撐。

　　2)當吊車軌頂標高大于或等于10m時，柱間支撐應做成兩層;當柱截面高度大于或等于1.0m時，下柱支撐宜做成雙肢，各肢與柱翼緣連接，肢間用角鋼連接。

　　3)當柱間需要通行、需設置設備或柱距較大，采用交叉式支撐有困難時，可采用門架式支撐。