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　　工業(yè)建筑構(gòu)造

　　三、工業(yè)建筑構(gòu)造

　　(一)單層廠房的結(jié)構(gòu)組成

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

　　1.承重結(jié)構(gòu)

　　(1)橫向排架：由基礎(chǔ)、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(gòu)件：由吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁等組成，與橫向排架構(gòu)成骨架，保證廠房的整體性和穩(wěn)定性。

　　(3)支撐系統(tǒng)構(gòu)件：支撐系統(tǒng)包括柱間支撐和屋蓋支撐兩大部分。支撐構(gòu)件設(shè)置在屋架之間的稱為屋架支撐，設(shè)置在縱向柱列之間的稱為柱間支撐。支撐構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)

　　單層廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)造

　　1.屋蓋結(jié)構(gòu)

　　(1)屋蓋結(jié)構(gòu)類型。屋蓋結(jié)構(gòu)根據(jù)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式。

　　(2)屋蓋的承重構(gòu)件

　　鋼筋混凝土屋架或屋面梁是屋蓋結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)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(yù)埋鐵件組成，柱是廠房中的主要承重構(gòu)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(gòu)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(diǎn)是外形簡單，受彎性能好，施工方便，容易保證質(zhì)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?yàn)楣ぷ中沃鶎⒕匦沃鶛M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(fù)雜，在大、中型廠房內(nèi)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(dāng)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(yù)制，可采用機(jī)械化方式生產(chǎn)，可在現(xiàn)場拼裝，受氣候影響較小;但因外形是圓的，設(shè)置預(yù)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(dāng)柱較高，自重較重，因受吊裝設(shè)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(chǔ)

　　廠房基礎(chǔ)一般多采用獨(dú)立式基礎(chǔ)。

　　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(qiáng)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(gòu)造和制作比較復(fù)雜，運(yùn)輸、堆放需設(shè)專門支墊。預(yù)應(yīng)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(gòu)件的穩(wěn)定和安全;承受和傳遞吊車縱向制動力、山墻風(fēng)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(gòu)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(gòu)件為鋼構(gòu)件或鋼筋混凝土構(gòu)件。

　　1)屋架支撐布置原則。屋架支撐應(yīng)根據(jù)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(shè)置等情況并結(jié)合抗震要求等進(jìn)行合理布置。

　?、偬齑凹苤巍Ｌ齑吧舷宜街我话阍O(shè)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(cè)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(shè)置在天窗中部節(jié)點(diǎn)處。

　　②屋架上弦橫向水平支撐。對于有檁體系必須設(shè)置;對于無檁體系，當(dāng)廠房設(shè)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(shè)置。支撐間距一般不大于60m。

　?、畚菁艽怪敝巍Ｒ话銘?yīng)設(shè)置于屋架跨中和支座的垂直平面內(nèi)。除有懸掛吊車外，應(yīng)與上弦橫向水平支撐同一開間內(nèi)設(shè)置。

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

　?、菸菁芟孪铱v向水平支撐。通常在有托架的開間內(nèi)設(shè)置。只有當(dāng)柱子很高，吊車起重量很大，或車間內(nèi)有壁行吊車或有較大的鍛錘時，才在變形縫區(qū)段內(nèi)與下弦橫向水平支撐組合成下弦封閉式支撐體系。

　　⑥縱向系桿。通常在設(shè)有天窗架的屋架上下弦中部節(jié)點(diǎn)設(shè)置;此外，在所有設(shè)置垂直支撐的屋架端部均設(shè)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(cè)的第二或第一柱間上。

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

　　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(shè)置;有橋式吊車時，還應(yīng)在變形縫區(qū)段兩端開間上加設(shè)上柱支撐。

　　2)當(dāng)?shù)踯囓夗敇?biāo)高大于或等于10m時，柱間支撐應(yīng)做成兩層;當(dāng)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(dāng)柱間需要通行、需設(shè)置設(shè)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。