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第二章排架结构本讲稿第一页，共二十三页 排架结构一般由预制的钢筋混凝土屋架、吊车梁、柱、基础排架结构一般由预制的钢筋混凝土屋架、吊车梁、柱、基础等组成，多用于单层工业厂房；等组成，多用于单层工业厂房；工业厂房与民用房屋相比，基建投资多，占地面积大，常受生产工业厂房与民用房屋相比，基建投资多，占地面积大，常受生产工艺条件的制约；它的主要特点有：工艺条件的制约；它的主要特点有：建筑上要满足生产工艺流程的需要；建筑上要满足生产工艺流程的需要；结构上考虑动力荷载和设伸缩缝；结构上考虑动力荷载和设伸缩缝；施工上机械化程度高；施工上机械化程度高；排架结构特点：排架结构特点：传力明确，构造简单，有利于实现设计标准化、构件传力明确，构造简单，有利于实现设计标准化、构件生产工业化以及施工机械化，提高建筑工业化水平。生产工业化以及施工机械化，提高建筑工业化水平。2.1 排架结构的特点排架结构的特点本讲稿第二页，共二十三页2.2 排架结构的类型排架结构的类型 排架结构由屋架或屋面梁、柱、基础组成；排架结构由屋架或屋面梁、柱、基础组成；柱头与屋架铰接，柱脚与基础刚接；柱头与屋架铰接，柱脚与基础刚接；排架结构的类型排架结构的类型：根据生产工艺与使用要求，排架可做成：根据生产工艺与使用要求，排架可做成单跨单跨和和多跨多跨(a)(a)，亦可做成，亦可做成等高等高、不等高不等高(b)(b)和和锯齿形锯齿形(c)(c)等等 跨度可达跨度可达30m30m，高度可达，高度可达30m30m以上，吊车吨位可达以上，吊车吨位可达150t150t以上以上本讲稿第三页，共二十三页2.3 排架结构的组成排架结构的组成 单层厂房排架结构通常由单层厂房排架结构通常由屋面板屋面板、屋架屋架、吊车梁吊车梁、排架柱排架柱、抗风抗风柱柱、基础梁基础梁、基础基础等构件组成等构件组成 上述构件分别组成上述构件分别组成屋盖结构屋盖结构、横向平面横向平面排架、排架、纵向平面纵向平面排架、排架、围围护结构护结构等等（1 1）屋架结构：分为）屋架结构：分为有檩有檩体系与体系与无檩无檩体系，有檩体系由小型屋面体系，有檩体系由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成，用于小型厂房；无檩体系由大型板、檩条、屋架及屋盖支撑组成，用于小型厂房；无檩体系由大型屋面板、屋架及屋盖支撑组成，用于大、中型厂房屋面板、屋架及屋盖支撑组成，用于大、中型厂房本讲稿第四页，共二十三页本讲稿第五页，共二十三页（2 2）横向平面排架：由）横向平面排架：由屋架屋架、横向柱列横向柱列及及基础基础等组成，是厂房等组成，是厂房基本承重结构基本承重结构本讲稿第六页，共二十三页吊车梁吊车梁排架柱排架柱独立基础独立基础屋架屋架剖面示意图剖面示意图吊车吊车本讲稿第七页，共二十三页（3 3）纵向平面排架：由纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑及）纵向平面排架：由纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑及基础等组成，主要传递基础等组成，主要传递纵向水平力纵向水平力。（4 4）围护结构：由纵墙、横墙（山墙）、抗风柱及基础梁等组成，）围护结构：由纵墙、横墙（山墙）、抗风柱及基础梁等组成，主要承受墙体自重和其上的风荷载。主要承受墙体自重和其上的风荷载。本讲稿第八页，共二十三页主要竖向荷载：结构自重、屋主要竖向荷载：结构自重、屋面活荷载、雪荷载、吊车竖向面活荷载、雪荷载、吊车竖向荷载荷载（1 1）竖向荷载竖向荷载2.4 排架结构承受的主要荷载排架结构承受的主要荷载屋面荷载屋面荷载吊车荷载吊车荷载排架示意图排架示意图（2 2）水平作用水平作用主要水平作用：吊车水平荷主要水平作用：吊车水平荷载、风荷载、地震作用载、风荷载、地震作用风荷载风荷载本讲稿第九页，共二十三页排架结构竖向荷载的传递排架结构竖向荷载的传递屋面结构屋面结构排架柱排架柱基础基础地基地基吊车梁吊车梁墙体墙体重量重量墙梁墙梁连系梁连系梁基础梁基础梁吊车吊车屋面荷载屋面荷载荷载传递荷载传递吊车荷载吊车荷载本讲稿第十页，共二十三页排架结构水平荷载的传递排架结构水平荷载的传递吊车梁吊车梁排架柱排架柱基础基础地基地基柱间支撑柱间支撑吊车水平荷载吊车水平荷载抗风柱抗风柱纵墙墙梁纵墙墙梁风荷载风荷载横向横向纵向纵向风荷载风荷载吊车荷载吊车荷载本讲稿第十一页，共二十三页2.5 主要构件选型1 选型原则经济合理每平方米建筑面积总用量（kg/m2）每种构件用量占材料总用量的百分比（%）屋面板屋架吊车梁柱基础钢材18202530203020321825812混凝土0.130.183040812101515202535项目屋盖柱、梁基础墙地面门窗其他百分比（%）3050102051010184751135表2.3 厂房各部分造价占土建总造价的百分比表2.2 中型厂房各种构件材料用量表本讲稿第十二页，共二十三页考虑工艺和建设要求：厂房的跨度、下弦标高、吊车的吨位和振动、里面造型等根据荷载对负荷的限制条件选择合适的构件考虑施工条件：吊装能力、焊接技术及运输能力2 主要构件选型无檩体系中屋面板：1.5mx6m的预应力混凝土大型屋面板；檩条：主要用于有檩体系；檩条跨度一般为4m，6m，也有9m。屋架型式有：三角形、梯形、折线形折线形等等。除三角形屋架外其余均可做成1836m跨度，其中预应力混凝土折线形屋架应用最广泛。本讲稿第十三页，共二十三页屋面梁：外形有单坡和双坡两种，截面有T型或工字型，跨度一般不超过18m。天窗架：常用的天窗架跨度有6m、9m等。用的最多的是钢筋混凝土三铰拱刚架；托架：常用的托架有预应力混凝土桁架、刚桁架等。吊车梁：有重级、中级、轻级工作制之分 种类有钢筋混凝土等截面吊车梁、组合式吊车梁、预应力混凝土吊车梁。柱：常用的柱的形式有矩形、工字型、双肢柱、管柱基础：单层厂房的柱下基础一般采用单独杯型基础。本讲稿第十四页，共二十三页2.6 单层厂房排架结构设计步骤工艺设计：确定厂房长度、跨度、跨数、柱网布置、厂房高度、轨顶标高；初步设计阶段：确定柱网、结构型式、标高、结构构件类型、屋面、楼面、地面及地面做法扩大初步设计阶段：进行水、电、暖、通等工种设计协调施工图阶段：画出建筑、结构及其他工种设计的详细施工图。本讲稿第十五页，共二十三页补充内容：排架结构的布置补充内容：排架结构的布置柱网布置即为确定柱网布置即为确定跨度跨度和和柱距柱距。（1）柱网布置）柱网布置柱网布置既是确定柱的柱网布置既是确定柱的位置，也是确定屋面板、位置，也是确定屋面板、屋架和吊车梁等构件尺屋架和吊车梁等构件尺寸寸(跨度跨度)的依据，并涉的依据，并涉及结构构件的布置。及结构构件的布置。跨度跨度跨度跨度纵向定位轴纵向定位轴纵向定位轴纵向定位轴 线之间的尺寸线之间的尺寸线之间的尺寸线之间的尺寸柱距柱距柱距柱距-横向定位轴线之横向定位轴线之横向定位轴线之横向定位轴线之间的尺寸间的尺寸间的尺寸间的尺寸跨跨度度柱距柱距抗风柱抗风柱排架柱排架柱排架结构平面布置图排架结构平面布置图本讲稿第十六页，共二十三页屋盖支撑屋盖支撑（2 2）支撑的布置）支撑的布置下弦水平支撑下弦水平支撑上弦水平支撑上弦水平支撑垂直支撑垂直支撑水平系杆水平系杆下弦水平支撑：下弦水平支撑：防止下弦振颤；并提高建筑物整体刚度；传递并分布水平荷载水平荷载上弦横向水平支撑：上弦横向水平支撑：增强屋架上弦屋架上弦的稳定性；传递山墙抗风柱传来的纵向水平荷载纵向水平荷载；增强屋面结构的纵向刚度纵向刚度纵向垂直支撑与系杆：纵向垂直支撑与系杆：保证屋架安装与使用的整体稳定性；减小下弦下弦的振颤本讲稿第十七页，共二十三页柱间支撑柱间支撑作用作用作用作用:提高厂房纵向刚度和稳定性提高厂房纵向刚度和稳定性提高厂房纵向刚度和稳定性提高厂房纵向刚度和稳定性本讲稿第十八页，共二十三页排架结构的计算简图排架结构的计算简图柱与屋架或屋面梁为柱与屋架或屋面梁为柱与屋架或屋面梁为柱与屋架或屋面梁为铰接铰接铰接铰接、与基础为与基础为与基础为与基础为刚接刚接刚接刚接横梁为没有轴向变形的刚性杆横梁为没有轴向变形的刚性杆横梁为没有轴向变形的刚性杆横梁为没有轴向变形的刚性杆铰接铰接刚接刚接排架计算简图排架计算简图本讲稿第十九页，共二十三页排架柱排架柱风风荷荷载载柱柱自自重重吊车垂直荷载吊车垂直荷载屋盖集中风载屋盖集中风载屋盖自重屋盖自重吊车梁自重吊车梁自重围护自重围护自重排架柱排架柱计算简图计算简图吊车水平荷载吊车水平荷载本讲稿第二十页，共二十三页 屋架及屋面屋架及屋面 大型屋面板大型屋面板本讲稿第二十一页，共二十三页本章小结工业单层厂房的设计受生产工艺的制约，设计时应做到经济合理、安全适用。排架结构的组成排架结构主要构件的选型单层厂房结构设计一般分为初步设计、扩大初步设计和施工图三个阶段。本讲稿第二十二页，共二十三页思考题（作业题）2.1工业厂房与民用房屋相比有哪些主要特点？2.2单层厂房排架结构主要由哪些构件组成？2.4简述排架结构主要构件选型的原则本讲稿第二十三页，共二十三页