第12章 单层厂房§12.1 单层厂房的结构型式、结构组成和结构布置 12.1.1 单层厂房的结构型式第三章单层厂房结构 3.1 概述混合结构钢筋混凝土结构2 单层厂房的分类对无吊车或吊车吨位不超过5t 、跨度在15m 以内、柱顶标高不超过8m 且无特殊工艺要求的小型厂房，可采用混合结构对有重型吊车、跨度大于36m 或有特殊工艺要求的大型厂房，可采用全钢结构或由钢筋混凝土柱与钢屋架组成的结构————（1）按生产规模可分为：大型、中型和小型；（2）按主要承重材料可分为：钢结构——除上述情况以外的单层厂房均可采用混凝土结构。

而且除特殊情况之外，一般均采用装配式钢筋混凝土结构第三章单层厂房结构3.1 概述2 单层厂房的分类排架结构门式刚架结构（3）按承重结构体系可分为：排架结构和刚架结构12.1.2 单层厂房的结构组成与传力路线 1、结构组成第三章单层厂房结构3.2 结构组成1 结构组成单层厂房结构是由一些构件组成的一个复杂的空间受力体系，可将结构整体分为以下几个子结构体系:单层厂房结构1. 屋面板2. 天沟板3. 天窗架4. 屋架5. 托架6. 吊车梁7.排架柱8. 抗风柱9. 基础10. 连系梁11. 基础梁12. 天窗架垂直支撑13. 屋架下弦横向水平支撑14.屋架端部垂直支撑15. 柱间支撑第三章单层厂房结构3.2 结构组成屋盖结构—— 有檩体系无檩体系——由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑组成，有时还包括有天窗架和托架等构件——由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成屋盖结构1 结构组成第三章单层厂房结构3.2 结构组成——横向排架结构由横梁、横向柱列及其基础所组成的平面骨架，是厂房的基本承重结构。

厂房承受的竖向荷载及横向水平荷载主要通过横向平面排架传至基础及地基横向平面排架组成及荷载图1 结构组成围护结构——位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、连系梁、基础梁等构件。

这些构件所承受的荷载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载第三章单层厂房结构单层厂房结构中，纵向平面排架和横向平面排架间主要通过屋盖结构和支撑体系相连接而形成空间结构，各构件及其作用为单层厂房结构构件及其作用当柱距比屋架间距大时，用以支撑屋架，并将荷载传给柱托架形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传来的荷载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋架天窗架屋面排水并承受屋面积水及天沟板上的构造层自重、施工荷载等，并将它们传给屋架天沟板支撑在屋架（屋面梁）或檩条上承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用屋面板构件作用构件名称1 结构组成第三章单层厂房结构与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，并将它们传给柱屋架或屋面梁屋构件作用构件名称结构组成单层厂房结构所承受的荷载分为竖向荷载和水平荷载两大类。

竖向荷载包括屋面上的恒载、活载、各承重结构构件及围护结构等非承重构件自重、吊车自重及吊车竖向活荷载等。

水平荷载包括横向及纵向风载、吊车的横向水平荷载和纵向水平荷载以及水平地震作用等。

单层厂房结构的传力途径见图12-6的单层厂房传力路线示意图。

由图12-6可看出，单层厂房结构所承受的各种荷载，大部分都传递给排架柱，再由排架柱传至基础及地基。

所以，排架柱是受力最为复杂、最重要的受力构件。

在有吊车的厂房中，吊车梁也是非常重要的承重构件，设计时应予以重视。

图12-6 单层厂房传力路线示意图 12.1.3 单层厂房的结构布置第三章单层厂房结构 3.3 结构布置工业设计要求方案设计阶段技术设计阶段施工图阶段确定柱网布置等平面问题1 厂房结构的设计步骤一个建设项目的设计，一般包括工艺设计、建筑设计、结构设计和设备设计（如水、暖、电等）等几方面。

就单层厂房结构设计而言，可分为方案设计、技术设计和施工图绘制等三个阶段。

——{确定结构形式、标高等剖面问题选择结构构件类型确定结构布置——{确定结构计算简图荷载计算及排架内力分析结构构件（柱、基础等）设计——{结构布置图（屋面、柱、基础等）构件布置与配筋图节点大样图1、柱网与定位轴线 （1）柱网柱网布置就是确定柱子纵向定位轴线之间的尺寸（跨度）和横向定位轴线之间的尺寸（柱距）。

柱网布置的一般原则是：符合生产工艺和正常使用的要求；建筑和结构方案经济合理；在施工方法上具有先进性和合理性；符合厂房建筑统一化标准化的基本原则；适应生产发展和技术进步的要求。

厂房跨度在18m 及以下时，应采用3m 的倍数；在18m 以上时，应采用6m 的倍数。

厂房柱距一般采用6m 或6m 的倍数。

当工艺布置和技术经济有明显的优越性时，也可扩大柱距，采用21m 、27m 和33m 跨度和9m 柱距或其他柱距。

（2）纵向定位轴线 321,2B B B e e L L K ++=+=（3）横向定位轴线2、变形缝变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。

（1）伸缩缝当房屋的长度或宽度过大时，为减小房屋结构中的温度应力，应设置伸缩缝。

伸缩缝最大间距见表12-1。

沿厂房的横向伸缩缝应从基础顶面开始，将相邻两个温度区段的上部结构构件完全分开，并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在温度变化时，沿纵向可自由变形。

伸缩缝处应采用双排柱、双屋架（屋面梁），伸缩缝处双柱基础可不分开，做成连在一起的双杯口基础。

（2）沉降缝当相邻厂房高度相差悬殊（10m以上）、地基土的压缩性有显著差异、厂房结构（或基础）类型有明显不同、厂房各部分的施工时间先后相差较长时，为避免由于地基不均匀沉降在结构中产生附加应力使结构破坏，应设置沉降缝。

沉降缝应从屋顶至基础完全分开，以使缝两侧结构发生不同沉降时互不影响，从而保证房屋的安全和使用功能。

沉降缝的最小宽度不得小于50m m，沉降缝可兼做伸缩缝。

（3）防震缝防震缝是为了减轻地震震害而采取的措施之一，当相邻跨厂房高度相差悬殊、厂房结构类型和刚度有明显不同时，应设置防震缝将房屋划分为简单规则的结构单元，使其在地震作用下互不影响。

3、单层厂房的支撑支撑的主要作用是加强厂房结构的空间刚度，保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全，有效传递纵向水平荷载（风荷载、吊车纵向水平荷载及地震作用等）；同时还起着把风荷载、吊车水平荷载和水平地震作用等传递到相应承重构件的作用。

单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑。

（1）屋盖支撑3.3 结构布置2 屋盖支撑布置（1）上弦横向水平支撑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。

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。

第三章单层厂房结构3.3 结构布置上弦横向水平支撑布置2 屋盖支撑布置第三章单层厂房结构3.3 结构布置（2）下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。

下弦横向水平支撑布置2 屋盖支撑布置3.3 结构布置（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的纵向水平桁架。

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：当设有软钩桥式吊车且厂房高度大、吊车起重量较大，应在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或局部设置一道；当已设有下弦横向水平支撑时，为保证厂房空间刚度，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2 屋盖支撑布置第三章单层厂房结构 3.3 结构布置（4）垂直支撑构成：由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，形式为十字交叉形或W 形。

作用：保证屋架受荷后在平面外的稳定；传递纵向水平力。

布置：应与下弦横向水平支撑布置在同一柱间内。

当厂房跨度小于18m 且无天窗时，一般可不设垂直支撑和水平系杆；当厂房跨度18～30m 、屋架间距为6m 、采用大型屋面板时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置一道垂直支撑；当屋架跨度大于30m 时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨度1/3左右的节点处设置两道垂直支撑。

2 屋盖支撑布置第三章单层厂房结构3.3 结构布置垂直支撑和水平系杆布置图2 屋盖支撑布置3.3 结构布置（5）水平系杆构成：分为上弦水平系杆和下弦水平系杆。

作用：上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定；下弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时屋架下弦侧向颤动。

布置：当屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的水平系杆。

刚性系杆（压杆）：凡设在屋架端部主要支承节点处和屋架上弦屋脊节点处的通长水平系杆，均应采用刚性系杆；当屋架横向水平支撑设在伸缩缝区段两端的第二柱间内时，第一柱间内的水平系杆均应采用刚性系杆。

柔性系杆（拉杆）：其余均可采用柔性系杆。

2 屋盖支撑布置第三章单层厂房结构3.3 结构布置（6）天窗架支撑构成：包括天窗架上弦横向水平支撑、天窗架间的垂直支撑和水平系杆。

作用：保证天窗架上弦的侧向稳定；将天窗端壁上的风荷载传给屋架。

布置：纵向位置（柱间）：一般天窗架上弦横向水平支撑和垂直支撑均设置在天窗端部第一柱间内。

横向位置（道）：一般垂直支撑设置在天窗两侧。

水平系杆：在未设置上弦横向水平支撑的天窗架间设置；应在上弦节点处设置柔性系杆；对有檩屋盖体系，檩条可以代替柔性系杆。

2 屋盖支撑布置第三章单层厂房结构3.3 结构布置天窗架支撑布置2 屋盖支撑布置（2）柱间支撑第三章单层厂房结构 3.3 结构布置3 柱间支撑布置构成：由交叉钢杆件组成，交叉倾角宜取45°，支撑钢构件的截面尺寸需经承载力和稳定计算确定。

柱间支撑是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件。

作用：提高厂房的纵向刚度和稳定性；将吊车纵向水平制动力、山墙及天窗端壁的风荷载、纵向水平地震作用等传至基础。