当前课程知识点:混凝土建筑结构 > 2. 单层厂房 > 2.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置 > 2-1单层厂房结构形式、组成、布置
同学你好
这一讲的内容是
单层厂房的结构形式 组成和布置
这是一个典型的多跨单层厂房
这里面的内容我们可以看出来有吊车梁
这个吊车梁是鱼腹型的
和材料力学里面讲的
鱼腹式吊车梁是比较吻合的
还有橙色的部分
看到的橙色的部分是吊车
还有可以看出来是有屋架等等
这个也是一个多跨的单层厂房
但是这里面的材料多数都采用的是钢结构
包括吊车梁屋架支撑等等
在选择的时候
什么时候选择钢筋混凝土材料
什么时候选择钢结构
这就是单层厂房的承重结构
按它的材料不同
可以这样来分类
它是和单层厂房的跨度 高度
吊车起重量有关系的
比如要求不太高的时候
跨度在15m以下
柱顶标高小于等于8m
无吊车或者吊车起重量小于等于
5吨的小型厂房
可以采用砖混结构
当跨度比较大
比如说大于36m
或者有大型的设备
或者设备比较高
吊车的起重量大于150吨的厂房
采用的是钢屋架 钢筋混凝土的柱子
或者采用全钢结构
全钢结构的意思就是屋架是钢结构的
柱子也是钢结构的
介于上面两个要求之外的
大多数的情况采用的都是钢筋混凝土结构
也就是说屋架是钢筋混凝土的
柱子也是钢筋混凝土的
钢筋混凝土的单层厂房
它的结构体系主要有两大类
一类是排架结构
另外一类是刚架结构
它的受力是不一样的
计算简图也不一样
比如排架结构
它的计算简图画出来是
柱子和屋架铰接 和基础刚接
在这里我们简单的画一下
比如这是柱子
它和基础是刚接的
和屋架是铰接的
这就是排架的计算简图
而刚架的计算简图就是下面这两个图
可以是三铰刚架
比如说中间这个位置是个铰
这是铰
这个地方也是铰
这就是三铰刚架
也可以是两铰刚架
这个地方有铰
这有铰
而中间这个位置没有铰
刚架结构它适用于没有吊车
或者吊车起重量不大的情况
如果有吊车或者起重量比较大
那么在竖向荷载作用下
这个刚架结构就会产生比较明显的跨变
它水平向位移就不能够忽略了
所以当有吊车或者吊车起重量比较大的时候
适合于选择排架结构
排架结构按照它的类型还可以分为
单跨 多跨
按照它高度是否相同可以分为
等高排架 不等高排架以及锯齿形的排架
根据屋架上面它是否设有天窗
还可以分为有天窗和没有天窗这两类
这一章单层厂房我们主要讲述的是
钢筋混凝土单层厂房的排架结构
重点介绍结构组成排架计算
以及钢筋混凝土排架柱的设计
这个是刚才讲的排架的一些类型
第一个这个是两跨等高排架
第二个是两跨不等高排架
第三个是三跨
也就是说多跨不等高的排架
下面第二排
这个是单跨
这个是两跨
其中一跨是带天窗的
这个是带天窗的
左边这一跨是没有天窗的
然后这个是三跨不等高
中间这跨高
两边的跨比较低
下面这个是锯齿形的厂房
比如说在纺织厂有对布匹进行染色的时候
它对采光有要求
锯齿形是单边采光的
这个方向采光
只有一个方向能采光
这个是一个单层厂房的结构
我们来看一下其中有哪些部件或者构件
第一个是屋面板
就是
放置在上面的就是屋面板
然后天沟板是在靠近最外边的屋面板
我们把它叫做天沟板
有排水的需求
然后天窗架
就是小屋架
天窗架实际上就是坐在屋架上面的小屋架
就是这个部分
沿着纵向分布的这个就是天窗架
屋架就是搁置在柱子顶端的大的屋架
下面还有托架
托架是什么呢
从这看它设置的位置在
这个位置
就是这个是托架
三角形的位置
为什么会设置托架呢
这两个柱子之间的距离比较大
比如说在有的厂房里面
我可能需要汽车进入厂房
或者有的时候可能需要火车进入厂房
把原材料半成品和成品拉进去拉出来
然后这样就会要求它的门开的比较大
如果说这个柱子和柱子之间距离都比较小的话
就没办法完成这样一个功能
我们想把这两个柱子之间抽掉一根柱子
那么屋架设置的时候
板设置的时候
都是按照比如说6m的柱距来设计的
你现在把一根柱子抽掉了
就变成12m了
这个时候屋面板能不能做成12m的
也可以
但是它就不经济了
比如说像这样一跨
它的跨度是6m的板
它的宽度是1.5m
这一块板已经有好几吨重了
然后你再给它做成12m
它重量就非常大
不管从加工
就是它的预制 运输 吊装都有困难
我们加一个托架就解决了这样一个问题
加完托架之后
在托架的中间部分加一个设置屋架
这样屋架和屋架之间的距离就变成6m
和其他部分都是一样的了
再来看一下吊车梁
第一个吊车梁
就是第一个柱距里面吊车梁是鱼腹梁
因为它重量承受的比较大
其它的部分都是梯形的吊车梁
还有排架柱
排架柱也是
我们单层厂房里面主要的一个受力构件
抗风柱是设置在山墙上
紧贴着山墙设置的
这个是抗风柱
再来看一下基础
不管是排架柱
还是抗风柱
它也都要设置这个基础
把相应的荷载传递到地基里面去
连系梁
连系梁设置的时候
在这个位置可以看出来
另外还有基础梁
基础梁设置在基础杯口之上
比如说是这是基础
它杯口上面联系的这个就是基础梁
还有一些支撑
比如说天窗架垂直支撑
天窗架
这是天窗架
一榀天窗架
这是一榀天窗架
它们的端部
形成了这个平面
设置的支撑就是天窗架垂直支撑
还有屋架下弦横向水平支撑
就是相邻的两榀屋架
它的下弦形成了平面
我们沿着横向给它布置支撑
第14个是屋架端部的垂直支撑
12是天窗架端部的
第14是屋架端部的
其实都是在屋架或者小屋架
就是天窗架
它端部垂直的平面里面形成的垂直支撑
第15是柱间支撑
在这里面就是打了一个交叉的柱间支撑
第16是墙体就属于围护结构
首先看一下屋盖结构
屋盖结构有哪些组成
比如包括屋面板 天沟板
屋架或者屋面梁
屋盖支撑
以及天窗架托架等等
屋盖结构从它是否有檩条
可以分为有檩体系和无檩体系
有檩的意思就是屋架上设置有檩条
然后这个荷载传递的时候是怎么传的
板首先承受它上面的荷载
第一步 板把荷载传给檩条
再由檩条传给屋架
而无檩体系是这个板是直接搁置在相邻的
两榀屋架上
这个就是无檩体系
屋盖结构的作用有哪些
根据它不同的部件分类来讲
屋面板它是起到围护作用
并且承受作用在板上的荷载
再把这些荷载传给
向下传给屋架或者屋面梁
屋架或者屋面梁
它是屋面的承重构件
承受屋盖结构自身的重量
以及由上部屋面板传来的活荷载
并且把这些活荷载这些荷载传给排架柱
天窗架就是一个小屋架
它是支撑在屋架或者屋面梁上
它的受力分析和屋架或者屋面梁是一样的
结构组成里面还有横向平面排架
对于这样一个单层厂房来说
沿着它的短向这个方向
我们叫横向
沿着它长向这个方向叫纵向
横向平面排架就是这个方向你取出来
能取出来哪些构件
比如说横梁
这个横梁如果有屋架的时候就是屋架
如果有屋面梁的时候就是屋面梁
总之是上面的这一部分
屋面梁或者屋架
然后取出来的有柱子以及基础
它的作用是承受竖向荷载
横向水平荷载以及横向水平地震作用
并把所有这些荷载传给下部的基础
纵向平面排架
就是沿着这个厂房的纵向取出来的排架
这时候它包括哪些
纵向的柱列
就说沿着纵向取出来柱子
纵向柱列
连系梁
这上面看出来连系梁
吊车梁 柱间支撑和基础
它的作用是非常大的
第一 保证厂房的纵向稳定性和刚性
承受作用在山墙天窗架端壁
以及通过屋盖结构传来的纵向风荷载
吊车纵向水平荷载
并把这些荷载传给地基
第三是承受纵向的水平地震作用
温度应力等等
吊车梁也是单层厂房非常重要的一个构件
它的特点是一般都是预制好的
它是装配式 直接搁置在
或者说叫简支在柱牛腿上就可以了
是直接承受吊车动力荷载的这样一个构件
吊车梁除了承受吊车竖向的荷载之外
还要承受吊车横向和纵向的水平制动力
并把这些荷载分别传递到横向和纵向的平面排架上
这个支撑
虽然它不作为厂房的
特别主要的受力传力构件
但是它也是非常重要的
支撑分为屋盖支撑和柱间支撑两大类
它的作用包括
能够加强厂房结构的整体空间
整体性和它的刚度
保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全
第三是把风荷载吊车水平荷载
或者水平地震作用等等
传递到相应的承重构件上
基础
所有的荷载不管是竖向的还是水平的
最终它都是要传递到地基里面去
所以说基础它承受柱和基础梁传来的荷载
并把它们传至地基
还有围护结构
围护 围是围谁呢
围单层厂房
就这一圈
包括哪些
包括纵墙这个方向的墙
横墙
横墙两端的我们也把它叫做山墙
还有就是墙架
墙架就是墙里面的骨架
由谁构成呢
连系梁 抗风柱
基础梁等等
它的作用是承受墙体和构件的自重
以及作用在墙面上的风荷载
这个风荷载可能是沿着横向作用在纵墙上
也可能是沿着纵向作用在横墙
或者说作用在山墙上
这个是单层厂房的传力路径
再看这个图
初步看的时候好像比较杂乱
我们可以把它不同的思路分成几大类来看一下
首先传递的时候传哪些荷载
有水平荷载有竖向荷载
比如说水平荷载里面又有横向的
又有纵向的
所有这些荷载在传递的时候
它是通过怎样一个路径
最终它都是要传给排架柱
传给基础
最终进而传到地基里面去
所以在分析和学习传力路径的时候
要遵循这样一个力的传递的思路
才能把这个力的传力路径给它搞清楚
好 这一讲的内容就到这里
再见
-教材与课程内容
--教材
-1.1概述
-1.2现浇单向板肋梁楼盖
-1.3双向板肋梁楼盖
-1.4无梁楼盖+1.5装配式楼盖
--1-19无梁楼盖
-1.6楼梯与雨蓬
--1-20楼梯
--1-21雨蓬
-1. 楼盖--课后习题
-2.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置
--2-3变形缝
-2.2排架计算
--2-8内力组合
-2.3单层厂房柱
--2-9单层厂房柱
--2-11牛腿设计
-2.4柱下独立基础
-2.5吊车梁
--2-13吊车梁
-2. 单层厂房--课后习题
-3.1多层框架结构的组成与布置
-3.2框架结构内力与水平位移的近似计算方法
-3.3多层框架内力组合
-3.4无抗震设防要求时框架结构构件设计
-3.5多层框架结构基础
-3. 多层框架结构--课后习题
-4.1概述
-4.2高层建筑结构体系与布置原则+4.3高层建筑结构上的作用
-4.4剪力墙构件
-4.5剪力墙结构
-4.6框架—剪力墙结构
-4.7筒体结构
--4-28筒体结构
-4. 高层建筑结构--课后习题
-单层厂房主要构件及计算方法演示视频——西安交通大学本科生王宇、龙杰烨、张松、刘昊洋作品