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单层厂房 编辑

单层厂房是指层数为一层的厂房,它主要用于重型机械制造工业、冶金工业等重工业。这类厂房的特点是生产设备体积大、重量重、厂房内以水平运输为主。单层厂房是特殊厂房,它具有形成高大的使用空间,容易满足生产工艺流程要求,内部交通运输组织方便,有利于较重生产设备和产品放置,可实现厂房建筑构配件生产工业化以及现场施工机械化等特点。

内容简介

单层厂房具有形成高大的使用空间,容易满足生产工艺流程要求,内部交通运输组织方便,有利于较重生产设备和产品放置,可实现厂房建筑构配件生产工业化以及现场施工机械化等特点。因此,单层厂房在冶金、机械制造、电机制造、化工以及纺织等工业建筑中得到广泛的应用。钢筋混凝土单层厂房的常用结构形式有排架结构和刚架结构。

单层厂房

排架结构

排架结构由屋架或屋面梁、柱和基础组成。通常,排架柱与屋架或屋面梁为铰接,而与其下基础为刚结。按照厂房的生产工艺和使用要求不同,排架结构可设计为单跨或多跨、等高或不等高等多种形式。

单层厂房设计

对于跨度较大以及对相邻厂房有较大干扰的车间,应采用单跨厂房;对于跨度较小且生产工艺和使用要求相同或相近的一些车间,可组合成一个多跨厂房。多跨厂房有利于提高厂房结构的横向刚度,减少柱的截面尺寸,节省材料,提高土地利用率,减少公共设施及工程管道等。但多跨厂房需设置天窗等解决通风和采光问题。

单层厂房实物图片

单层多跨厂房一般应设计成等高厂房,以使结构受力明确,设计和计算简单;构件种类规格少,施工方便。但当生产工艺要求的相邻跨高差较大时,则应设计成不等高厂房。

单层厂房中的排架结构,根据其所用材料不同,分为:

钢筋混凝土—砖排架:由钢筋混凝土屋架或屋面梁、烧结普通砖柱和基础组成。其承载能力和抗震性能均较低,故一般用于跨度不大于15 m。柱顶标高不大于6.6 m、无吊车或吊车起重量小于5 t的中小型工业厂房。

钢筋混凝土排架:由钢筋混凝土的屋架或屋面梁、柱及基础组成。由于其具有较高的承载能力和较好的抗震性能,因此,可用于跨度不大于36 m、檐高不大于20 m、吊车起重量不超过200 t的大型工业厂房。

钢—钢筋混凝土:排架由钢屋架、钢筋混凝土柱和基础组成。其承载能力和抗震性能较钢筋混凝土排架好,可用于跨度大于36 m、吊车起重量超过250 t的重型工业厂房。

刚架结构

钢架结构通常由钢筋混凝土的横梁、柱和基础组成。刚架柱与横梁为刚接,与基础常为铰接。刚架结构按横梁形式的不同,分为折线形门式刚架((a)、(b))和拱形门式刚架( (c))。


刚架结构的优点是梁柱整体结合,构件种类少,制作简单,跨度和高度较小时比钢筋混凝土排架结构节省材料。但其缺点是梁柱转折处因弯矩较大而容易产生裂缝;同时,刚架柱在横梁的推力作用下,将产生相对位移,使厂房的跨度发生变化。因此,刚架结构在有较大起重量的吊车厂房中的应用受到了一定的限制。刚架结构一般仅适用于无吊车或吊车起重量不大于10 t、跨度不大于18 m的中小型厂房或仓库等建筑。


特点

(1)从建筑上讲,要求构成较大的空间。单层厂房是冶金、机械等车间的主要型式之一。为了满足在车间中放置尺寸大、较重型的设备生产重型产品,要求单层厂房适应不同类型生产的需要,构成较大的空间。

(2)从结构上讲,要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。由于产品较重且外形尺寸较大。因此作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大,并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用,要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。

(3)为了便于定型设计,单层厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的建造方式。


用途

一般来说,单层厂房属于特殊厂房,只有一些特殊的行业才需要实用单层厂房,比如说,五金塑胶,机械设备,印刷纸品,模具等行业。


分类

第一,从高度上:

单层厂房滴水位高度很重要,有的厂房高4-5米,有的6-7米,有个可高达11-12米或更高。一般越高的厂房建筑起来会越困难,所需材料成本等也会越贵。

第二,从外部建筑结构上:

1.简易铁皮:就是最简单的,用铁皮比较随意搭建的厂房。

2.钢结构厂房:钢结构厂房里面又分彩钢结构或普通钢结构。彩钢结构的比普通的要好很多。

3.混泥土结构:是用砖头建墙,混泥土封顶,这种结构安全性、隔热性都要比上两种好。

第三,从内部结构上:

分为有牛腿和没有牛腿的,有牛腿的车间才可以装天车(也称行车),这在工业生产中是很重要的一环,如果有机器设备要装天车的,就一定要有牛腿才能使用。

定位轴线

墙、边柱与纵向定位轴线的关系:

*柱距6米、无吊车或Q≤20t边柱外缘和墙内缘与轴线重合,称封闭结合。

定位轴线

定位轴线

*柱距6米、32t≤Q≤50t边柱外缘和墙内缘与轴线之间加联系尺寸D=125mm,称非封闭结合。

*柱距12米、或Q≥50t联系尺寸D=250、500。

排架结构是目前最基本、最普遍的结构形式,有屋面(或屋面梁),柱和基础组成,柱与屋架铰接,与基础刚接。根据生产工艺和使用要求的不同,排架结构可做成等高,不等高和锯齿形等多种形式。

排架结构其跨度可超过30m,高度可达20~30m或者更高,吊车吨位可达150t甚至更大。排架结构传力明确,构造简单,施工亦较方便。

刚架结构

是柱与横梁刚体接成一个构件,柱与基础通常为铰接。刚架的优点是梁柱合一,构件种类少,制作较简单,且结构轻巧。当跨度和高度较小时,其经济指标稍优于排架结构。刚架的缺点是刚架较差,承载后会产生跨变,梁柱转角处易产生早期裂缝,所以对于有较大吨位吊车的厂房,刚架的应用受到一定的限制。


变形缝设置

伸缩缝

如果厂房的长度或宽度过大,当气温变化时,厂房结构地上部分热胀冷缩大,而地下部分受温度变化影响小,基本上不产生温度变形。这样,厂房上部结构的伸缩受到限制,结构内部产生温度应力。当温度应力较大时,可使屋面、墙体等开裂,影响厂房的正常使用。

为了减少温度变化对厂房的不利影响,需要沿厂房的横向或纵向设置伸缩缝,将厂房结构分成若干个温度区段。温度区段的划分应尽可能简单规整,并应使伸缩缝的数量最少。温度区段的长度(伸缩缝之间的距离)与结构类型及其所处的环境条件有关。

《混凝土结构设计规范》规定,装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距,在室内或土中时为100 m;在露天时为70 m。对于下列情况,伸缩缝的最大间距宜适当减小:

(1) 从基础顶面算起柱高低于8 m。

(2) 屋面无保温隔热措施;

(3) 经常处于高温作用或位于气温干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁的地区。

厂房的横向伸缩缝应从基础顶面开始;伸缩缝处采用双柱、双屋架(屋面梁),纵墙和各构件间留出一定宽度的缝隙。对厂房的纵向伸缩缝,一般做法是将伸缩缝一侧的屋架或屋面梁用滚轴式支座与柱相连。

沉降缝

一般不设。下列情况之一设:

¢相邻部位高差很大;

¢相邻跨吊车起重量悬殊;

¢下卧土层有很大变化;

¢各部分施工时间相差很长。

沉降缝应将厂房从屋顶至基础完全分开,以使缝两侧结构发生不同沉降时不致影响厂房的使用功能。沉降缝可兼起伸缩缝的作用。

抗震缝

地震区的单层厂房为减轻震害,应考虑设置防震缝。当厂房的建筑平面、立面复杂或结构相邻部分的刚度、高度相差较大时,需采用防震缝将其分开。防震缝从基础顶面开始沿厂房全高设置,其宽度需符合一定的要求,以避免地震时相邻部分互相碰撞,导致厂房破坏。地震区厂房中设置的伸缩缝或沉降缝均应符合防震缝的要求。


支撑布置

为了使厂房的各个构件相互联系,形成空间骨架来抵抗外部作用,必须加设支撑系统。

厂房的支撑系统包括屋盖支撑和柱间支撑两大部分,其主要作用是:

(1) 在施工和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性和安全。

(2) 保证厂房结构的空间整体性。

(3) 为主体结构构件提供侧向支撑,减少其计算长度。

(4) 将某些局部性水平荷载(如风荷载、吊车水平荷载或地震作用)传递到主要承重结构构件上。

1 屋盖支撑布置

屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、纵向水平系杆、天窗架支撑等。

(1)上弦横向水平支撑

构成:沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平桁架。

作用:保证屋架上弦的侧向稳定性;增强屋盖的整体刚度;作为山墙抗风柱的顶端水平支座,承受由山墙传来的风荷载和其他纵向水平荷载,并传至厂房纵向柱列。

布置:当屋盖为有檩体系,或屋盖为无檩体系,但屋面板与屋架的连接质量不能保证且抗风柱与屋架上弦连接,每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置;当设有天窗,且天窗通过厂房端部的第二柱间或通过伸缩缝,应在第一或第二柱间的天窗范围内设置,并在天窗范围内沿纵向设置1~3道通长的受压系杆,将天窗范围内各榀屋架与上弦横向水平支撑连系起来。

(2)下弦横向水平支撑

下弦横向水平支承

沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的水平桁架 。

作用:将山墙风荷载及纵向水平荷载传至纵向柱列;防止屋架下弦侧向振动。

布置:当屋架下弦设有悬挂吊车,或厂房内有较大振动,或山墙风荷载通过抗风柱传至屋架下弦,应在每一伸缩缝区段两端的第一或第二柱间设置,宜与上弦横向水平支撑设置在同一柱间。

(3)纵向水平支撑

构成:由交叉角钢、直杆和屋架下弦第一节间组成纵向水平桁架

作用:加强屋盖结构的横向水平刚度;保证横向水平荷载的纵向分布,加强厂房的空间工作;保证托架上弦的侧向稳定。

布置: (1) 厂房内设有硬钩桥式吊车。 (2) 厂房内设有软钩桥式吊车,且厂房高大,吊车吨位较重时。 (3) 厂房设有5 t及以上锻锤时。 (4) 厂房内设有5 t以上的壁行吊车时。 (5) 厂房内设有托架时, 应尽可能与横向水平支撑连接,以形成封闭的水平支撑系统。

纵向水平支撑布置


构件组成

以钢筋混凝土单层厂房排架结构为例,它主要由承重构件和维护构件两部分组成:

承重构件

1)柱。承受屋架、吊车梁、支撑、连系梁和外墙传来的荷载,并把它传给基础。

2)基础。承受基础梁和柱子传来的全部荷载,并传至地基。

3)屋架。屋盖结构的主要承重构件,承受屋盖上的全部荷载,再由屋架传给柱子。

4)屋面板。直接承受板上的各类荷载,并将荷载传给屋架。

5)吊车梁。设置在柱子的牛腿上,承受吊车和起重、运行中所有的荷载,并将其传给柱子。

6)基础梁。承受上部砖墙的重量,并把它传给基础。

7)连系梁。是厂房纵向柱列的水平连系构件,用以增加厂房的纵向刚度,承受风荷载或上部墙体的荷载,并把它传给纵向列柱。

8)支撑系统构件。

维护结构

1)屋面。它是厂房维护结构的主要部分,受自然条件直接影响,必须处理好屋面的排水、防水、保温、隔热等方面问题。

2)外墙。厂房外墙通常采用自承重墙形式,除承自重和风荷载外,主要起防风、防雨、保温、隔热、遮阳、防火等作用。

3)门窗,起交通、采光、通风作用。

4)地面。它满足生产使用要求,提供良好的劳动条件


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