结构形式和结构布置
锅炉各受热面的结构及布置形式-图文
锅炉各受热面的结构及布置形式-图文省煤器在锅炉中的主要作用是：①吸收低温烟气的热负以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。
②由于给水在进入蒸发受热而之前先在省煤器内加热，这样就减少了水在蒸发受热面内的吸热量，因此可用省煤器替代部分造价较高的蒸发受热面。
也就是以管径较小、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。
③提高了进入汽包的给水温度，减少于给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力降低。
基于这些原因，省煤器已成为现代锅炉必不可少的部件。
按照省煤器出口工质的状态省煤器可分为沸腾式和非沸腾式两种。
如出口水温低于饱和温度，叫做非沸腾式省煤器，如果水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽，就叫做沸腾式省煤器。
省煤器按所用材质又可分为铸铁式和钢管式，铸铁式耐磨损和耐腐蚀但不能承受高压。
钢管省煤器应用于大型锅炉，它是由许多并列（平行)图6-3错列布置省煤器的结构1—蛇形臂；2—进口联箱；3—出口联箱；4—支架；5—支承梁；6—锅炉钢架；7—炉墙；8—进水管的管径为28～42mm的蛇形管组成。
蛇形管可以顺列也可错列。
为使省煤器受热面结构紧凑，一般总是力求减小管间节距。
管子多数为错列布置。
错列布置省煤器的结构如图6—3所示。
蛇形管的两端分别与进口联箱和出口联箱相连，联箱一般布置在烟道外。
省煤器的管子固定在支架上，支架支承在横梁上而横粱则与锅炉钢架相连接。
省煤器管子一般为光管，为了强化烟气侧热交换和使省煤器结构更紧凑可采用鳍片管、肋片管和膜式受热面，它们的结构如图6—4所示。
焊接鳍片管省煤器所占据的空间比光管式大约少20％～25％，轧制鳍片管省煤器可使外形尺寸减少40％一50％。
鳍片管和膜式省煤器还能减轻磨损。
这主要是因为它比光管省煤器占有空间小，因此在烟道截面不变的情况下，可采用较大的横向节距。
从而使烟气流通截面增大，烟气流速下降磨损减轻。
肋片式省煤器主要特点是热交换面积明显增大，这对缩小省煤器的体积、减少材料消耗很有意义。
2.1 结构形式和结构布置
第三章重型厂房结构设计
上层柱 间支撑
刚性系 杆
屋盖垂 直支撑
下层柱 间支撑
第三章重型厂房结构设计
3）设置规定： 每列柱都必须设置柱间支撑； 多跨厂房的中列柱的柱间支撑宜与其边列柱的柱间支 撑布置在同一柱间； 每列柱顶均要布置刚性系杆； 下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少 纵向温度应力的影响。下层柱间支撑与柱和吊车梁一 起在纵向组成刚性很大的悬臂桁架。为了使纵向构件 在温度发生变化时能较自由地伸缩，尽量减少温度应 力，下层支撑应该设在温度区段中部。只有当吊车位 置高而车间总长度又很短时放在两端才是合理的。此 时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对 厂房纵向刚度却能提高很多时。 当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支 撑（图9.3.1,a）；如果温度区段长度超过90m，则在 它的1/3点处各设一道支撑（图9.3.1,b）
第三章重型厂房结构设计
②合理柱网尺寸：柱网布置应使总的经济效应最佳. ※ 在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重 量不小于50t时，柱距取12m较为经济； ※ 参数较小的厂房取6m柱距较为合适； ※ 当采用轻型围护结构时取大柱距15m，18m及24m较适 宜； ※ 位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。 ③温度收缩缝的设置： ♫ 设置规定：厂房的纵向或横向的尺度超过表9.1.1规 定的数值时应设置温度收缩缝，以避免结构中衍生过 大的温度应力。 ♫ 设置方法：原则上双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝 皆可采用，不过在地震域区宜布置双柱收缩缝。
第三章重型厂房结构设计
（4）支撑构件截面验算 a．支撑构件的长细比验算 支撑的截面尺寸一般由杆件的长细比按构造要 求确定，即首先应满足其容许长细比的要求： max [ ] 式中[λ]为支撑杆件的容许长细比。 计算支撑杆件的λmax时，应符合下列规定： (1)张紧圆钢拉条的长细比不受限制。 (2)十字交叉支撑斜杆的计算长度： 平面内计算长度：取节点中心到交叉点间的距离； 平面外的计算长度：当按拉杆设计时，取节点中心 间的距离l(交叉点不作为节点考虑)； 当按压杆设计时，应按表8.3.1取用。
住宅建筑的平面布置及结构形式
姓名：杨志康学号：111409020230班级：工程管理112班学院：规划与建筑工程学院住宅建筑的平面布置及结构形式住宅的组成规律主要是由行为单元组成室，由室组成户。
根据家庭生活行为单元的不同，可以将户分为居住、辅助、交通、其他四大部分。
按空间使用功能来分，一套住宅可包括居室（起居室、卧室X厨房、卫生间、门厅或过道、贮藏间、阳台等不同的住宅建筑有着不同的平面布置以及结构形式。
下面将依次谈谈各类住宅建筑在进行设计时，平面布置及结构形式上的区别!根据住宅基本平面类型可将住宅建筑分为独立式住宅、联立（并列）式住宅、联排式住宅、单元式住宅、外廊式住宅、内廊式住宅、跃层式住宅等。
按照层数的不同，可将住宅建筑分为四类：低层住宅——1～3层；多层住宅——4～6层；中高层住宅——7～9层；高层住宅——10～30层。
1．低层住宅平面布置（1）基本特点1）能适应面积较大、标准较高的住宅，也能适应面积较小、标准较低的住宅。
因而既可以有独立式、联立（并列）式和联排式，也可以有单元式等平面布置类型。
2）平面布置紧凑，上下交通联系方便。
3）一般组织有院落，使室内外空间互相流通，扩大了生活空间，便于绿化，能创造更好的居住环境。
4）占地面积大，道路、管网以及其他市政设施投资较高。
（2）平面组合形式及其特点1）独院式（独立式卜建筑四面临空，平面组合灵活，采光通风好，干扰少，院子组织和使用方便，但占地面积大，建筑墙体多，市政设施投资较高。
2）双联式（联立式火将两个独院式住宅拼联在一起。
每户三面临空，平面组合较灵活，采光通风好，比独立式住宅节约一面山墙和一侧院子，能减少市政设施的投资。
3）联排式：将独院式住宅拼联至3户以上。
一般拼联不宜过多，否则交通迂回，干扰较大，通风也有影响；拼联也不宜过少，否则对节约用地不利。
2．多层住宅平面布置（1）基本特点1）从平面组合来说，多层住宅必须借助于公共楼梯（规范规定住宅6层以下不设电梯）以解决垂直交通，有时还需设置公共走廊解决水平交通。
屋盖结构的组成和布置
一、无檩屋盖 1.形式和布置
图8-1 无檩屋盖的形式和布置
2.组成： 屋架、天窗架、支撑（水平支撑、垂直支撑）、大型屋面板 3.传力路线： 屋面荷载 4.特点： 屋盖刚度大、整体性好、施工方便，但自重大、抗震性能差。 可用于屋架坡度较小的屋盖。 二、有檩屋盖 1.形式和布置 2.组成： 大型屋面板 屋架（或天窗架）
图8-3 轻钢厂房的形式和布置
图8-3 轻钢厂房的形式和布置
2.组成： 轻质屋面板（压型钢板）、檩条、隅撑、水平支撑、钢架 3.传力路线：
屋面荷载 4.特点：
屋面板
檩条
钢架
轻质、耐火、保温及防水性好，构造简单、施工方便、工业 化生产程度高（材料整齐地装箱，现场犹如搭积木）。 轻钢厂房
轻质屋面板、檩条、拉条、支撑、屋架
3.传力路线：
屋面荷载 檩条 4.特点：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
屋面板
屋架
屋面材料轻，整体性、 刚度差些，有拉条 （甚至斜拉条、撑杆 等）、构造较复杂。 可用于屋架坡度较大 的屋盖。
图8-2 有檩屋盖的形式和布置
拉条的作用:减小檩条的侧向变形和扭转，一般设在檩条腹杆 受压区域。
三、轻钢厂房 1.形式和布置
(完整版)轻型门式刚架结构
荷载组合原则：
▪ 屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者
中的较大值；
▪ 积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大
值同时考虑；
▪ 施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以
外的其他荷载同时考虑；
▪ 多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定； ▪ 当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同
工程实例一：
青岛南车集团，2004年4月投资新建了一座轻 钢结构生产车间，建筑面积5000平方米。于2004年 7月竣工。主体结构采用轻型单跨门式刚架形式， 吊车最大起重量为20吨，中级工作制。
为使立面效果简洁美观，屋面采用有组织内排 水形式。外墙面和屋面板均采用双层压型钢板，两 层压型钢板之间放置了耐火性能较好的岩棉保温隔 热层。
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱
正在建设的门式刚架工程实例
轻钢结构工业厂房
工程实例二： 青岛永源体育用品有限公司加工车间，是由韩
国投资建设的2万平方米轻钢结构多层工业厂房。
主体结构采用轻钢结构框架体系。楼面板采用 钢－混凝土组合楼板。
屋面板采用压型钢板，波浪造型的轻钢结构屋 面梁轻盈、活泼，克服了工业建筑造型单一、立 面造型呆板的缺点。
房屋纵向受力情况及安 装条件确定，一般取 45~60m；
▪ 当房屋高度较大时，柱
间支撑应分层设置；
▪ 端部柱间支撑考虑温度
应力影响宜设置在第二 柱间。
1.3 刚架设计
❖ 1.3.1 荷载及荷载组合 ❖ 1.3.2 刚架的内力和侧移计算 ❖ 1.3.3 刚架柱和梁的设计
1.3.1荷载及荷载组合
➢ 永久荷载：包括结构构件的自重和悬挂在结构上 的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、 吊顶、墙面构件和刚架自重等。
梁、板、柱截面尺寸估算
梁、板、柱截面尺寸估算
今天，我们将讨论如何估算梁、板、柱截面尺寸。
估算梁、板、柱截面尺寸主要受四
大要素影响：结构形式、结构布置、荷载条件和材料性质。
首先讨论结构形式。
梁、板、
柱的布置形式受结构空间状况、受力分布、支承形式、弹性模量、构件长度、构件形状等
条件影响。
其次讨论结构布置。
结构布置指结构中各构件的排列、铰接和联接方法。
针对特定的
结构形式，通过施工经验或专业计算可以得到合理的结构型式。
此外，结构布置也受到建
筑外形、建筑结构、荷载特性等因素的影响。
再次讨论是荷载条件。
荷载条件指的是结构中各构件承受的类型、方向和大小，受荷
载条件影响，我们可以确定梁、板、柱的厚度和尺寸，也可以结合实际工况确定合适的截面。
最后讨论材料性质。
材料性质涉及到梁、板、柱的材料成分及其物理性能。
例如，混
凝土和钢筋混凝土结构通常采用混凝土截面，采用钢筋混凝土作为梁、板、柱的截面，其
截面尺寸应与设计和混凝土的强度有关。
总的来说，梁、板、柱截面尺寸的估算，主要受结构形式、结构布置、荷载条件和材
料性质等四个要素的影响。
针对每一种要素，我们都可以通过综合考虑来选择合理的做法，以便估算出最适合结构的梁、板、柱截面尺寸。
第二章 重型厂房结构设计
平行弦屋架
人字式腹杆
交叉式腹杆
上、下弦杆水平，杆件和节点规格化、便于制造。 屋架的外形和弯矩图分布不接近，弦件内力分布不均 匀。 一般用于托架和支撑体系。
根据不同的条件桁架形式可以有很多变化
三角形屋架弦杆
交角增大，方便制 造，屋架重心降低， 提高了稳定性。
可有效降低屋架对
支撑结构的推力。
6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000
GWJ-2 GWJ-1 GWJ-1
6000
上弦支撑布置图(1:600)
6000 6000 500 6000
GWJ-1 GWJ-2
GWJ-2
150 GWJ-3 150
1
2
6000 6000
2
6000
24000
6000
2.下弦横向水平支撑： 当跨度L≥18m ； 设有悬挂式吊车起重量大于50吨； 厂房内设有较大的振动设备。 与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。 3.纵向水平支撑布置原则 ： 设有支承中间屋架的托架，或设有重级或大 吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时， 应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。
的空间几何不变体系。
三、屋盖支撑的布置原则 1.上弦横向水平支撑：
在有檩条或只采用大型屋面板的屋盖中 都应设置屋架上弦横向水平支撑 设置在房屋的两端 ,一般设在第一个柱 间或设在第二个柱间,间距 Lo≤ 60m。
2 1 2
GWJ-3
500
6000
GWJ-2
6000
GWJ-2 GWJ-1 GWJ-1 GWJ-1 GWJ-2
(2) 可变荷载
包括屋面均布活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷
载，以及悬挂吊车荷载等。
重型厂房设计
图2.2 柱网布置、托架和计算单元
图2.3 吊车尺寸要求
02
吊车跨度Lc； a； b； c。
吊车尺寸要求
01
结构承受的荷载，通常以计算单元表示：按从属面积确定。
计算单元
横向框架形式 形式：单跨、多跨；单坡、双坡、多坡 柱脚：通常做成刚接；横梁与柱子的连接可以是铰接,亦可以是刚接。
图2.4 框架形式
分析工况为：(1)永久荷载；(2)屋面活荷载；(3)左（右）风载；(4)吊车竖向荷载；(5)吊车刹车力
2.2.3 内力组合原则(按GB50009) 承载能力极限状态：基本组合、偶然组合 正常使用极限状态：荷载的标准组合
当屋架的几何尺寸未定时：
2018
对于排架、框架结构，简化内力组合为：
01
2019
受拉弦杆，往往l0y比l0x大得多，此时可采用两短肢相并的不等肢角钢组成的或者等肢角钢组成的T形截面(图2.28b或a)。
1
梯形屋架支座处的斜杆及竖杆，由于l0y=l0x，故可采用图2.28a或c的形式。考虑到扭转影响，前者更容易做到等稳定。
2
屋架中其它腹杆，因l0x=0.8l，l0y=l，即l0y=1.25l0x ，所以一般采用图2.28a两等肢角钢的形式。
柱间支撑的形式—上层柱间支撑
图2.10 上层柱间支撑形式
特点： 由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构； 杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力； 用料经济，自重小； 易于构成各种外形。
应用： 简支桁架、拱、框架，网架及塔架等，屋盖承重结构的梁式桁架叫屋架
桁架的应用
2.1.2 屋架外形及腹杆形式
钢屋架的外形及腹杆形式 外形：三角形、梯形、平行弦等 腹杆形式 单系腹杆：人字式、芬克式、豪式、再分式 复系腹杆：交叉式
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第三章重型厂房结构设计
天窗架
屋架 柱 吊车梁 柱间支撑
第三章重型厂房结构设计
第三章重型厂房结构设计
(3)、支撑体系 包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等，它一方面与 柱、吊车梁等组成单层厂房钢结构的纵向框架，承担 纵向水平荷载；另一方面又把主要承重体系由个别的 平面结构连成空间的整体结构，从而保证了单层厂房 钢结构所必需的刚度和稳定。 (4)、吊车梁和制动梁（或制动桁架） 主要承受吊车竖向及水平荷载，并将这些荷载传 到横向框架和纵向框架上。 (5)、墙架 承受墙体的自重和风荷载。 此外，还有一些次要的构件如梯子、走道、门窗 等。在某些单层厂房钢结构中，由于工艺操作上的要 求，还设有工作平台。
第三章重型厂房结构设计
2）、计算单元 单元宽度一般是相邻柱距的平均值。对于等柱距 且无拔柱的平面布置，显然只需取一个计算单元。 计算单元 图 2-2 柱 网 布 置
第三章重型厂房结构设计
3）、横向框架及其截面选择 ①横向框架结构形式 厂房结构形式的选取不仅要考虑吊车的起重量 , 而且要考虑吊车的工作级别及吊钩类型. 柱脚：重型厂房的柱脚通常做成刚接，这不仅可以削 减柱段的弯矩绝对值且可以增大横向框架的刚度 . 横梁与柱子的连接：可以是铰接或刚接，相应地，称 横向框架为铰接框架或刚接框架。
第三章重型厂房结构设计
上层柱 间支撑
第三章重型厂房结构设计
结构形式和结构 布置
第三章重型厂房结构设计
第一节结构形式和结构布置
一、结构形式 1、 单层厂房钢结构的组成 由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁(或制动桁架)、 各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系(如图）。 这些构件按其作用可分为下面几类： (1)、横向框架 由柱和它所支承的屋架或屋盖横梁 组成，是单层厂房钢结构的主要承重体系，承受结 构的自重、风、雪荷载和吊车的竖向与横向荷载， 并把这些荷载传递到基础。 (2)、屋盖结构 承担屋盖荷载的结构体系，包括横 向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等.
第三章重型厂房结构设计
一般用于预应力混凝土大型屋面板 无檩体系：
等重型屋面，将屋面板直接放在屋 架上。
房屋横向刚度大，整体性、耐久性 好；屋面板自重大，屋盖及下部结构用 料多，对抗震不利。 常用于轻型屋面材料的情况。 有檩体系： 屋架间距灵活，构件重量轻、施工、 安装方便；屋盖构件数量多，整体刚度 差。
第三章重型厂房结构设计
2、柱网布置和计算单元 1）、柱网布置 柱网布置就是确定结构承重柱在平面上的排列，即 确定它们的纵向和横向定位轴线所形成的网格。 跨度：柱纵向定位轴线之间的尺寸； 柱距：柱子在横向定位轴线之间的尺寸； ①布置原则：厂房的柱网布置要综合考虑工艺、结构和 经济等诸多因素来确定，同时还应注意符合标准化模 数的要求。 跨度<=18m时,应以3m为模数,即9m、12m、15m、18m 跨度>18m时，则以6m为模数，即24m、30m、36m。
第三章重型厂房结构设计
②合理柱网尺寸：柱网布置应使总的经济效应最佳. ※ 在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重 量不小于50t时，柱距取12m较为经济； ※ 参数较小的厂房取6m柱距较为合适； ※ 当采用轻型围护结构时取大柱距15m，18m及24m较适 宜； ※ 位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。 ③温度收缩缝的设置： ♫ 设置规定：厂房的纵向或横向的尺度超过表9.1.1规 定的数值时应设置温度收缩缝，以避免结构中衍生过 大的温度应力。 ♫ 设置方法：原则上双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝 皆可采用，不过在地震域区宜布置双柱收缩缝。
第三章重型厂房结构设计
对一些刚度要求较高的厂房(如设有双层吊车,装备 硬钩吊车等),尤其是单跨重型厂房,宜采用刚接框架 在多跨时，特别在吊车起重量不很大和采用轻型围 护结构时，适宜采用铰接框架(如图2-4c)。 ②横向框架截面形式 实腹式柱：实腹式等截面柱的构造简单，加工制作费 用低，较少单独采用，一般用作阶梯形柱的上柱。 只有当厂房高度不超过10m且吊车额定起重量不超过 20t时采用。 格构式柱：是重型厂房阶形下柱的常见型式，图2-6是 其截面的常见类型。 分离式承重柱:厂房高度不大，但吊车额定起重量超过 100t，或吊车吨位不大而厂房高度较大(有刚度要求) 时，宜采用分离式承重柱。
第三章重型厂房结构设计
阶梯形柱： 上柱截面：
通常取实腹式等截面焊接工字形或类型(a)
下柱截面： 依吊车起重量的大小确定(如图2－6) ：
(b)截面常用于吊车起重量较小的边列柱截面 ;
(c)截面用于吊车起重量不超过50t的中列柱;
(d)截面用于吊车起重量超过50t的中列柱;
(e)截面适合于吊车起重量较大的边列柱; (f)截面适合于特大型厂房的下柱截面.
第三章重型厂房结构设计
④托梁(架)的设置： 构件为实腹式时称为托梁，桁架式时称为托架。 托梁(架)的作用： 上承屋架(或其他屋面结构)，下传柱子
第三章重型厂房结构设计
托梁(架)的截面尺寸： 托梁(架)一般作成简支受弯构件托梁可采用焊接 工字型截面，其截面高度可取其跨度的1/10~1/8, 翼缘宽度取截面高度的1/5~1/2.5。托架高度可取 其跨度的1/10~1/5，节间距可取3m. 托架与屋架的连接
阶梯形柱各段连接构造见课本图2－7。
第三章重型厂房结构设计Biblioteka 阶形柱的上柱起重量较小的边柱
起重量≤50t的中柱
图2-6 双肢格构式柱
起重量＞50t的中柱
起重量较大的边柱
特大型厂房的下柱
第三章重型厂房结构设计
3、柱间支撑 1）作用 柱间支撑与厂房钢结构框架柱相连接，其作用为： (1)、组成坚强的纵向构架，保证单层厂房钢结构的 纵向刚度； (2)、承担并传递纵向水平荷载； 承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵 向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受纵向地 震作用，并将这些力和作用传至基础。 (3)、作为框架柱在框架平面外的支点，可减少柱在 框架平面外的计算长度。 2）分类 上层柱间支撑：吊车梁上部的柱间支撑. 下层柱间支撑：吊车梁下部的柱间支撑.