第12章单层厂房
单层厂房常见问习题解答
欢迎共阅第12章单层厂房常见问题解答1．单层厂房的特点如何？答：承载能力方面的特点：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。
设计方式方面的特点：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。
本章主要讲述常用的装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房。
2．单层厂房的结构体系及其组成如何？答：单层厂房的结构体系及其组成：（1）屋盖和墙体维护结构体系种，无檩屋盖由大型屋面板、屋面梁或屋架檩条、面活荷载、雪荷载和其它荷载）（2）横向排架结构体系（3）纵向排架结构体系3（1吨位可达12-2所示的单跨结构和（2，顶节点为刚接时称为二铰门式刚架（图12-4b）。
刚架结构具有构件种类少，制作较简单，结构轻巧，室内有较大空间的优点，但由于横梁在荷载作用下会产生水平推力，产生跨变，在梁柱节点处易产生早期裂缝。
所以门式刚架一般适用于吊车起重量不超过10吨，跨度不超过16-34m的金工，机修，装配等车间或仓库。
4．单层厂房的传力途径如何？答：为了说明作用在厂房上的荷载是如何传递到地基的，结合上述的体系，将荷载分为竖向荷载和水平荷载，其荷载的传递路线如图12-6所示。
由荷载的传递路线可以看出，作用在厂房结构上的大部分荷载（屋盖上的竖向荷载，吊车上的竖向荷载和横向水平荷载，横向风荷载或横向地震作用，部分墙体和墙梁的自重以及柱上的设备等荷载）都是通过横向排架传给基础、再传到地基中去。
所以，一般单层厂房中，横向排架是主要承重结构，屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件。
5．什么称为单层厂房的柱网？什么是单层厂房的柱网布置？纵向定位轴线与横向定位轴线如何表示？答：承重柱和承重墙在平面上构成的网格称为柱网。
柱网布置就是确定柱子的跨度（即纵向定位轴线之间的距离）和柱距（即横向定位轴线之间的距离）。
第12章(单层厂房)习题参考答案
习题“单层厂房”习题参考答案习题“单层厂房”习题参考答案
习题12.2 1.求q 1柱顶离室外地面)01.1105.10=−()→()→
3.计算参数mm 1
c
E A 柱（左柱）：B 柱（右柱）：由附录A 柱：
4.在柱顶虚加不动铰支座
由附录371
.011=C 柱)←)5.撤销附加的不动铰支座，反向施加相加后进行剪力分配
W
第12章单层厂房
7.绘制弯矩图和剪力图
B
＋
＋13.73
＋9.74
＋29.69
＋8.45
习题
＋176.74
补充习题
1.确定
已知
由附录 B 柱C3=1.26 2.计算各柱顶剪力
)←
V V V ()
←−==kN 40.15A R V ()→=kN 70.13B V ()
→=kN C V 或直接计算：
＋128.50
补充习题＝399.42＋0.9（57.45＋
126.35＋0＋0）＝564.84－M max 及相应＝399.42＋0.9（654.85＋0＋
0）＝988.79
＝－0.62＋0.9（－20.62＋
22.88＋39.02）＝36.53
＋M max 及相应
N 、V
、V
(任意两种或两种以上活荷载)
荷载组合内力组合A 柱单位：kN ）
＝399.42＋0＝399.42
＝－0.62－32.09＝－32.71－M max 及相应
N 、V ＝399.42＋0＝399.42＝－0.62＋39.02＝38.40＋M max 及相应
N 、V 、V
荷载组合内力组合续表
第12章单层厂房。
最新建筑结构 上册 第2版 教学课件 宗兰 宋群 主编 第12章单层厂房幻灯片
（2）上柱自重F2 ，其大小可根据截面尺寸、钢筋混凝土容重及上
柱高度计算，其作用位置见附图；
（3）下柱自重F3 ，其大小可根据截面尺寸、钢筋混凝土容重及下
柱高度（含牛腿，近似）计算，其作用位置见附图；
（4）吊车梁和轨道零件自重F4 ，其大小可根据标准图集或生产
厂家的说明书查得，其作用位置见附图；
（5）支承在柱外牛腿上的维护墙自重F5 ，其大小可根据墙体截面
吊车荷载：竖向荷载（自重+起吊重量）
水平荷载（水平刹车力，分横向和纵向）
（1）作用在排架（柱）上的吊车竖向荷载设计值 Dmax,Dmin
小车开到极限位置时轮子受到的压力（轮压），由附图根据
平衡条件得：
2 (p m k a p x m ,k ) i nG ,1 ,K G 2 ,K G 3 ,K
14
12-8、图12-9、 （2）柱间支撑：将各榀排架柱沿厂房纵向连系起来，传递荷载纵
向水平至基础，各种类型见图12-10、图12-11 4.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的功能和布置原则 （1）抗风柱（见附图） 布置位置：山墙上（具体构造见图12-12） 主要作用：将作用在山墙上的纵向风荷载传递给柱和基础。
（2）雪荷载
按公式（s13-1Q）2 计算，式中符号见相应说明；
（3）屋面积灰荷载
按厂房类型查荷载Q 3规范；
（4）屋面活荷载组合原则：
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3.吊车荷载
主要考虑四轮吊车；
吊车分级：A.轻级（工作制），使用较少；B.中级（工作制），
使用较多；C.重级或特重级（工作制），使用时满载
且十分频繁。按总工作循环次数分成10个利用等级。
建筑结构 上册 第2版 教学 课件 宗兰 宋群 主编 第12
单层厂房教学课件资料
3. 厂房内部空间的利用 厂房高度对工程造价有直接的影响，充分利用厂房内部空间，降低厂方 高度，可以有效地降低造价。
六、厂房内部起重运输设备
有三大类： 水平运输〔地面〕：板车、电瓶车、火车、
汽车 空间运输：吊车 输送带
吊车种类
悬挂式单轨吊车 梁式吊车 桥式吊车
一、单轨悬挂式吊车 一般由悬挂在屋架下弦的型钢轨道和吊车组 成，型钢轨道可以布置为直线或曲线。
6.圈梁 单层厂房中的圈梁可以加强砖墙与柱子之间的联系，保证墙体的稳
定性，提高厂房构造的整体刚度。 圈梁一般布置在厂房的吊车梁四周和柱顶；对振动较大或有抗震要
求的构造，沿墙高每隔4m左右设置圈梁一道。 当厂房高度较大时，应按要求增加圈梁数量。联系梁假设能水平交
圈，可视同为圈梁。
7.抗风柱 由于单层厂房山墙的面积大，受较大的风荷载作用，在山墙处设置抗 风柱能增加墙体的刚度和稳定性。 抗风柱应到达屋架上位高度，以便抗风柱与屋架间的连接。
桥式吊车一般在桥 架的一端设司机室。
2. 纵向定位轴线
1）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系 在有吊车的厂房中： 为使吊车与结构规格相协调，有如下关系
式中：
LKL2e
L—纵向定位轴线间的距离，即厂房跨度；
LK —吊车跨度，即吊车轮距；
e—纵向定位轴线至吊车轨道中心线的距离，
一般取750㎜；当吊车起重量大于50t或有构造要
求时，取1000mm。
二、梁式吊车 梁式吊车有支承式和悬挂式两种形式。 悬挂式梁式吊车是在屋架下弦悬挂平行双轨，吊车装于轨道 下部；支承式梁式吊车是在两列柱牛腿上设吊车梁，吊车装 在轨道上部。
三、桥式吊车 桥式吊车由起重行
车和桥架组成。 桥架车支承在吊车
第12章 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房构造
非承重的围护墙通常不做墙 身基础，下部墙身通过基础梁将 荷载传至柱下基础；
上部墙身支承在连续梁上， 连墙体与柱子的连接
（1）外墙与厂房柱一般采用 拉结筋连接：沿柱高度方向 每隔500 mm ～600 mm伸出 2φ6钢筋砌入砖缝内，以达 到锚拉作用。 （2）圈梁的布置原则：振动 较大的厂房如锻工车间、压 缩机房等，沿墙高每隔4m左 右设一道，其它厂房在柱顶 及吊车梁附近设置，特别高 大的厂房则应适当增加。
为防止吊车在运行时刹车不及可能对结构的冲撞，应在 吊车梁端部设置止冲装置，即车档。
9、抗风柱 由于单层厂房山墙的面积大，受较大的风荷载作用，在
山墙处设置抗风柱能增加墙体的稳定性。
10、支撑 支撑的作用是增加厂房结构的空间刚度，保证结构构件
在安装和使用过程中的稳定和安全，主要有柱间支撑和屋盖 支撑。
3、内墙面与地坪交接处，做200mm高的1：2水泥砂浆踢脚线。
4、厂房四周的室外地面，要做散水或明沟；外墙面与室外地面接近部
分设置勒脚。散水、明沟及勒脚的做法同民用建筑部分。
二、板材外墙
1、板材的类型
规 格： 长度：4500mm、6000mm、7500mm、12000mm四种； 宽度：900mm、1200 mm、1500mm、1800mm四种。 板厚度为：160 mm ～240 mm。
第12章 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房构造
第一节 结构组成
装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房结构组成
装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房结构组成
1、柱下基础 柱下基础一般采用预制或现浇的杯口基础，以便插
入预制的柱子。
2、基础梁 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房外墙，墙下不设
建筑构造第12章 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房构造
3、内墙面与地坪交接处，做200mm高的1：2水泥砂浆踢脚线。
4、厂房四周的室外地面，要做散水或明沟；外墙面与室外地面接近部 分设置勒脚。散水、明沟及勒脚的做法同民用建筑部分。
二、板材外墙
1、板材的类型
规 格： 长度：4500mm、6000mm、7500mm、12000mm四种； 宽度：900mm、1200 mm、1500mm、1800mm四种。 板厚度为：160 mm ～240 mm。
山墙与柱子的连接
嵌砖砌筑墙体
2、墙体与屋架的连接
（二）墙身变形缝
1、温度伸缩缝
伸缩缝处墙体与柱子的连接
伸缩缝处墙体与柱子的连接
2、防震缝 防震缝的缝宽约50 mm ～150 mm。
3、沉降缝
单层厂房沉降缝可参照民用建筑沉降缝的设置要求和构 造做法。 当温度伸缩缝、防震缝和沉降缝同时需要时，应统一考 虑，温度伸缩缝或沉降缝须满足防震缝的要求。
墙体设置在柱中间时可以节约土地和砖料，应注 意墙内边与吊车梁的关系，有吊车时，墙内边不应超 出上柱的内边，以保证吊车梁的安装。 墙体在柱外侧的构造简单、施工方便，可以避免
产生“热桥”，有较好的热工性能。
非承重的围护墙通常不做墙 身基础，下部墙身通过基础梁将
荷载传至柱下基础；
上部墙身支承在连续梁上， 连续梁将荷载通过柱子传至基础。
一、屋面的特点
1、单层厂房屋面面积 大，屋面上常设置各种天 窗、天沟、檐沟、雨水斗 及雨水管等，构造较复杂。
2、承受生产机械的振
动、吊车的冲击荷载，屋 面要有足够的刚度、强度 和整体性、耐久性。
3、单层厂房屋面一 般仅在柱顶标高较低的 厂房屋面采取隔热措施， 柱顶标高在8m以上时可
不考虑隔热。
建筑结构第12章单层厂房
横向排架的计算内容为：确定计算简图、荷载计算、控制截面
内力计算和组合，配筋根据偏心受力构件计算。
9
一.计算简图（见附图）
1.排架计算简图的基本假定
（1）柱下端固接于基础顶面，上端与屋架或屋面梁铰接；
（2）屋面梁或屋架无轴向变形，即轴向刚度无限大的杆；
2.排架几何尺寸
（1）柱总高H=柱顶标高+基底标高的绝对值-基础高度；
（3）纵向排架（见图13-5）
A.组成：纵向柱列+连系梁+吊车梁+柱间支承+基础
B.作用：承受竖向荷载和纵向荷载（风载与吊车纵向水平刹车力）
（4）吊车梁（见附图）
A.支承在牛腿上
B.承受吊车竖向荷载和水平刹车力
3
（5）支撑（见附图）
A.分类：屋盖支撑和柱间支承
B.作用：屋盖支撑水平连接各榀屋架、柱间支承连接相邻柱，形成
7
（2）圈梁、连系梁、过梁和基础梁 A.圈梁：布置于墙体内，用于增强房屋的整体刚度，如图所示； B.连系梁：用于增强厂房的纵向刚度，布置位置如图；
连系梁
（外）牛腿
柱
墙体 圈梁
柱纵向受力钢筋
拉筋
8
C.过梁：布置在墙体洞口上，支撑其上部墙体荷载；
D.基础梁：布置在基础顶面，支撑其上部墙体荷载，见图13-22。
1
和不等高等情况；（见图12-1）
架结构：柱与横梁刚接、柱与基础铰接，有三铰刚架（静定）
和两铰刚架（超静定）。（见图12-1）
重点：装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房的主要设计问题，
其余类型的厂房，原理相同或相似。
节.单层厂房的结构组成和结构布置
构组成（见图12-2）
）屋盖结构
混凝土第十二章思考题参考答案
第十二章思考题及习题1和5答案12.1单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件?单层厂房中的支撑分几类?支撑的主要作用是什么?答：主要承重构件有：屋盖结构、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础单层厂房中的支撑：屋架间垂直支撑、横向、纵向水平支撑以及天窗架支撑和柱间支撑支撑的主要作用是：增强空间刚度及稳定性，传递风荷载和水平吊车荷载。
2.2排架内力分析的目的是什么?排架内力分析的步骤是怎样的?排架内力分析的目的是：为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，作为设计柱的依据；同时，柱底截面的最不利内力，也是设计基础的依据，并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图（M图、N图及V图）。
排架内力分析的步骤是：等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力分配法，步骤如下：（1）在柱顶水平集中力F作用下等高排架在柱顶作用一水平集中力F，在F作用下，柱顶产生水平位移。
沿柱顶将横梁与柱切开，在切口处代之一对剪力，如图2-4-16(b)所示。
取横梁为脱离体，由平衡条件有：又知，在单位水平力F=1作用下，柱顶水平侧移为。
反之要使柱顶产生单位水平位移即u=1，则需在柱顶施加的水平集中力。
如图2-4-17所示。
对于相同材料的柱，柱越粗，所需的越大,即所需施加的水平力越大。
反映了柱子抵抗侧移的能力,故称为柱子的抗侧刚度。
切开后的排架拄顶作用有水平力，在作用下产生柱顶位移为，根据上面分析可得等高排架，当各跨横梁EA时，有：将(2)、(3)式代入(1)式，得：由此可得：将(5)式代回(2)式得：式中称为第i根柱的剪力分配系数，它等于i柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值,且。
值可按附图１计算，由可求出分配系数，从而求出各柱顶剪力，最后按静定悬臂柱求出在已知作用下的柱截面内力。
附图１由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。
（2）在任意荷载作用下均布风荷载作用下，如图2-4-18(a)所示。
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•
递到纵向柱列。
•
(2) 支撑上部墙体
• •
• 过梁：支撑门窗洞口上部墙体，预制构件
• 基础梁：支撑围护墙体，预制构件
•
基础梁直接搁置在柱基础杯口上，施工时在支座处应坐浆。
• 12.2排架计算 • 单层厂房结构实际上是空间结构，可简化为平面结构进行计算。在横
向按横向平面排架计算，在纵向按纵向平面排架计算。并且近似地认 为各自独立工作。
• 3.单层厂房的支撑 • 屋盖支撑、柱间支撑
• (1) 屋盖支撑： • 上、下弦水平支撑、垂直支撑、纵向水平系杆
• 上、下弦水平支撑：布置在屋架（屋面梁）上、下弦平面内及天窗
•
架上弦平面内。节间应与屋架节间相适应。
• • 垂直支撑：布置在屋架（屋面梁）间或天窗架间 • • 系 杆：刚性系杆（压杆）、柔性系杆（拉杆）
• (3)纵向平面排架: 纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑、基础
•
——保证厂房的纵向稳定性和刚性
• 纵向平面排架承受：纵向风载、吊车纵向水平荷载、
•
纵向水平地震作用、温度应力
• (4)吊车梁: 简支在柱牛腿上。承受吊车竖向荷载、吊车横向或纵向
•
水平荷载
• (5)支撑：屋盖支撑、柱间支撑
•
加强厂房结构的空间刚度、保证结构的稳定和安全，
• 抗风柱计算简图：
• (2) 圈梁、连系梁、过梁、基础梁
圈梁：置于墙体内，宽度为墙厚，高度>=120mm，
现浇（或预制）构件。圈梁应与柱拉接
•
作用：增强房屋整体刚度，防止基础不均匀沉降或较大振动荷
•
载对厂房的不利影响
• 连系梁：两端搁置在柱牛腿上，连接采用螺栓连接或焊接，预制构件
•
作用: (1) 连系纵向柱列，增强厂房纵向刚度，把风荷载传
•
下部与基础连接：采用插入基础杯口的固接方式
•
简化支座：固定端
•
上部与屋架连接：水平方向能可靠传递水平抗风柱
•
沉降不均匀而产生不利影响。
•
连接方式：弹簧板连接、有竖向长孔的螺栓 连接 P92
•
简化支座：简支
• 抗风柱上柱采用矩形，>=350mmx350mm
•
下柱一般采用工字形或矩形
• 同时柱顶应设置通长刚性连系杆以传递荷载，当屋架端部设有下弦连 系杆时，也可不设柱顶连系杆。
屋盖支撑屋盖上弦系杆
屋盖上弦水平支撑
屋盖下弦 水平支撑
屋盖下弦系杆
屋盖下弦水平支撑
屋盖垂直支撑
•图
柱间支撑
抗风柱
• 4.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁
• (1)抗风柱：抵抗山墙的风荷载，主要承受风荷载
•
设置在屋架（屋面梁）上、下弦及天窗上弦平面内
• 柱间支撑：上部柱间支撑、中部柱间支撑、下部柱间支撑
•
作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，将作用于厂房纵向的水
•
平荷载（包括风荷载、吊车纵向水平制动力等）可靠地传
•
到基础。
• 柱间支撑应设置在厂房中央，上部柱间支撑在厂房两端第一个柱距内 • 应同时设置——有利于温度变化或混凝土收缩。
• 刚架结构：装配式钢筋混凝土刚架、钢结构门式刚架。
•
柱和横梁刚接成一个构件，柱与基础通常为铰接。
• 刚架顶点做成铰接：三铰刚架（静定结构）
•
做成刚接：两铰刚架（超静定结构） 。
• 刚架立柱和横梁常采用变截面形式。
• 12.1.2单层厂房的结构组成与传力路线
• 1.结构组成
• (1)屋盖结构：屋面板、屋架（屋面梁）
•
将风荷载、吊车水平荷载或水平地震作用可靠地传递
•
到相应的结构构件上。
• (6)基础：承受柱和基础梁传来的荷载，将其传至地基。
• (7)围护结构：墙、连系梁、抗风柱、基础梁
•
承受构件自重及墙面上风载
• 2.传力路线
• 按排架结构传力
• 12.1.3单层厂房的结构布置
• 1.柱网与定位轴线
• (1)柱网
• 纵向排架柱较多，抗侧刚度较大，每根柱内力不大，一般不必计算， 柱纵向按构造配筋。
• 仅计算横向排架。
• 排架计算的目的是为柱和基础设计提供内力数据 • 主要内容为： • 确定计算简图、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。 • 有时还应计算排架结构水平位移。
• 12.2.1计算简图 • 计算单元：相邻柱距中心线截出的典型区段
计算单元
• 计算简图： 柱总高H=柱顶标高＋基础底面标高的绝对值－初步拟定的基础高度 上柱高度Hu＝柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁支撑处 的吊车梁高 上、下部柱的截面弯曲刚度根据预先假定的柱的截面形状和尺寸确定。 （先确定柱截面） 12.2.2荷载计算
第12章 单层厂房
12.1 单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置 12.1.1 单层厂房的结构形式——排架结构、刚架结构 • 排架结构：由屋架、柱和基础组成。柱与屋架铰结，与基础刚接。 • 排架可做成等高、不等高、锯齿形等多种形式 • 装配式结构(构件预制)
• 跨度可超过30m，高度可达(20～30)m或更高。 • 吊车吨位可达150t甚至更大。
•
包括屋盖支撑、[天窗架、托架]
• 屋盖结构包括：无檩屋盖体系、有檩屋盖体系
•
无檩屋盖体系：大型屋面板直接支撑在屋架(屋面梁)上。
•
整体性强
•
有檩屋盖体系: 小型屋面板或瓦材直接支撑在檩条上，檩条再
•
支撑在屋架(屋面梁)上。整体性较弱
• (2)横向平面排架: 横梁（屋架或屋面梁）、横向柱列、基础
•
——基本承重结构
• 详见p87
• (3)横向定位轴线 • 中柱通过柱截面中心 • 端柱中心线离山墙内边缘600，横向定位轴线位于山墙内边缘 • 图12-9
• 2.变形缝 • 伸缩缝、沉降缝、防震缝 • 沉降缝：将结构从基础至上部结构全部分开 • 伸缩缝、防震缝：仅上部结构分开，基础连成整体 • 伸缩缝、沉降缝均应满足防震缝缝宽的要求。
• 跨度：承重柱或承重墙的纵向定位轴线的距离
• 柱距：承重柱或承重墙的横向定位轴线的距离
• 柱网：纵向定位轴线与横向定位轴线在平面上构成柱网。
•
柱网布置应满足生产和使用要求，并应满足模数要求。 p87
• (2)纵向定位轴线
• 跨度 L 与吊车轨距 Lk 之间的关系为：
L Lk 2e
e B1 B2 B3
• 斜线部分也为排架负荷面积（荷载从属面积） • 假定： • (1) 柱下端固接于基础顶面； • (2) 柱上端与屋面梁或屋架铰接； • (3) 屋面梁或屋架没有轴向变形。
• 柱计算轴线取上部和下部柱截面重心的连线，屋面梁或屋架用一根没 有轴向变形的刚杆表示。
•图
计算单元
l12 l2 2
l1
l2
• 抽柱