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20兔币
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1、单元概述单元概述：由于民用建筑和工业建筑有许多相同之处，因此对共性的地方本章不再赘述，本章主要介绍单层工业厂房的主要结构构件，如基础、基础梁、柱、屋架等，然后简要介绍了单层工业厂房的外墙、侧窗、大门、屋面、天窗、地面及其他设施。天窗的构造是本章的难点。学习目标：学习目标：1、掌握单层厂房基础与基础梁的类型与构造。2、掌握排架柱、抗风柱、屋架（屋面梁）、屋面板、吊车梁、连系梁与圈梁的构造。3、了解单层厂房的支撑系统。4、了解厂房外墙、侧窗的类型。5、掌握厂房大门的类型及构造。6、掌握厂房天窗的组成及构造。7、了解厂房地面、吊车梯、作业平台梯。学习重点：学习重点：1、主要结构构件如基础、柱、屋架、
2、吊车梁等。2、大门的类型及构造。3、天窗的组成及构造。教学建议：教学建议：本章建议采用现场教学法和比较法结合教学，由于工业建筑学生接触较少，会感觉很抽象，所以教师最好把课堂搬到施工现场，针对工程实际例子进行讲解，然后再与民用建筑对比，看看有什么共同点和不同点，再结合相关的建筑规范、建筑标准图集等资料教学，会达到最佳的教学效果。10.1 单层工业厂房的主要结构10.1.1基础与基础梁10.1.1.1 10.1.1.1 基础的类型基础的类型 单层工业厂房的基础一般做成独立式基础，其形式有锥台形基础、板肋基础、薄壳基础等（图101）。当上部结构荷载较大，而地基承载力较小时，如采用杯形基础，由于底面积
3、过大，致使相邻基础很近时，则可采用条形基础；或地基土的层理构造复杂，为防止基础的不均匀沉降，也可以采用条形基础。当地基的持力层离地表很深，上部结构的荷载又很大，且对地基的变形限制较严时，可考虑采用桩基础等。图图10-1 独立基础独立基础 10.1.1.2 独立式基础构造 1.现浇柱下基础 基础与柱均为现场浇筑，但不同时施工。10-2 现浇柱下基础现浇柱下基础 2 2.预制柱下杯形基础预制柱下杯形基础 当柱为预制时，基础的当柱为预制时，基础的顶部做成杯口形式，柱顶部做成杯口形式，柱安装于杯口内，这种基安装于杯口内，这种基础称为杯形基础础称为杯形基础。10-3 预制柱下杯形基础预制柱下杯形基础 1
4、0.1.1.3基础梁 设置基础梁的原因：一般厂房将外墙或内墙砌筑在基础梁上，基础梁端架设在相邻独立基础的顶面，可使内、外墙和柱一起沉降，墙面不易开裂 基础梁：标志长度：6m截面形式：上宽下窄的梯形截面有预应力、非预应力钢筋混凝土两种 10-4 基础梁截面形式基础梁截面形式基础梁搁置的构造要求1）基础梁顶面标高应至少低于室内地坪50mm，高于室外地坪100mm。2）基础梁一般直接搁置在基础顶面上，当基础较深时，可采用加垫块、设置高杯口基础或在柱下部分加设牛腿等措施，如10-5所示。3）基础产生沉降时，基础梁底的坚实土将对梁产生反拱作用；寒冷地区土壤冻胀也将对基础梁产生反拱作用，因此在基础梁底部应
5、留有50100mm的空隙，寒冷地区基础梁底铺设厚度300mm的松散材料，如矿渣、干砂，如10-6所示。10-5 基础梁的搁置10-6 基础梁的防冻措施10.1.2 排架柱排架柱与抗风柱与抗风柱10.1.2.1 排架柱 排架柱是厂房结构中的主要承重构件之一。它主要承受屋盖和吊车梁等竖向荷载、风荷载及吊车产生的纵向和横向水平荷载，有时还承受墙体、管道设备等荷载。1、柱的类型 单层工业厂房钢筋混凝土柱，基本上可分为单肢柱和双肢柱两大类。单肢柱截面形式有矩形、工字形及空心管柱。双肢柱截面形式是由两肢矩形柱或两肢空心管柱，用腹杆（平腹杆或斜腹杆）连接而成（图107）图图10-7 柱子的类型柱子的类型(a
6、)矩形柱矩形柱；(b)工字形柱；工字形柱；(c)双肢柱；双肢柱；(d)管柱管柱2.柱的构造1）工字形柱图图10-8 工字形柱截面构造尺寸工字形柱截面构造尺寸 2）双肢柱图图10-9 双肢柱截面构造尺寸双肢柱截面构造尺寸3）牛腿要求如下：1)牛腿外缘高度hk应大于或等于h/3，且不小于200mm。2)支承吊车梁的牛腿，其支承板边与吊车梁外缘的距离不宜小于70mm（其中包括20mm的施工误差）。3)牛腿挑出距离d大于100mm时，牛腿底面的倾斜角宜小于或等于45，当d小于等于100mm时，可为0。10-10 实腹式牛腿的构造3.柱的预埋件图图10-11 柱的预埋件柱的预埋件10.1.2.2抗风柱
7、抗风柱与屋架的连接多为铰接，在构造处理上必须满足以下要求：水平方向应有可靠的连接，以保证有效地传递风荷载。在竖向应使屋架与抗风柱之间有一定的相对竖向位移的可能性。屋架与抗风柱之间一般采用弹簧钢板连接，或用螺栓连接。图图10-12 抗风柱与屋架的连接抗风柱与屋架的连接 1.屋盖承重结构 屋架（屋面梁）是屋盖结构的主要承重构件，它直接承受屋面荷载，有些厂房的屋架（屋面梁）还承受悬挂吊车、管道或其他工艺设备的荷载。其类型如图10-13所示。屋架与柱的连接方法有焊接和螺栓连接。10.1.3 10.1.3 屋屋 盖盖 图图10-13 屋架的形式屋架的形式(a)钢筋混凝土屋面梁；钢筋混凝土屋面梁；(b)预
8、应力钢筋混凝土屋面梁预应力钢筋混凝土屋面梁；(c)预应力钢筋混凝土三预应力钢筋混凝土三铰拱屋架；铰拱屋架；(d)钢筋混凝土组合屋架；钢筋混凝土组合屋架；(e)预应力钢筋混凝土拱形屋架；预应力钢筋混凝土拱形屋架；(f)预预应力钢筋混凝土梯形屋架应力钢筋混凝土梯形屋架 ；(g)预应力钢筋混凝土折线形屋架预应力钢筋混凝土折线形屋架 2.屋盖覆盖构件 屋面板的类型如图10-14所示。每块板与屋架（屋面梁）上弦相应处预埋铁件相互焊接，其焊点不少于三点，板与板缝隙均用不低于C15细石混凝土填实。图图10-14 屋面板的类型屋面板的类型(a)大型屋面板；大型屋面板；(b)预应力预应力F形屋面板；形屋面板；(
9、c)预应力混凝土夹心保温屋面板；预应力混凝土夹心保温屋面板；(d)钢筋混凝土槽瓦钢筋混凝土槽瓦 10.1.4 吊车梁、联系梁和圈梁 1、吊车梁、吊车梁当单层工业厂房设有桥式吊车（或梁式吊车）当单层工业厂房设有桥式吊车（或梁式吊车）时，需要在柱子的牛腿处设置吊车梁。吊车时，需要在柱子的牛腿处设置吊车梁。吊车梁是单层工业厂房的重要承重构件之一。梁是单层工业厂房的重要承重构件之一。吊车梁一般为钢筋混凝土梁，截面形式有等吊车梁一般为钢筋混凝土梁，截面形式有等截面（图截面（图1015）和变截面（图）和变截面（图1016）两）两种。种。吊车梁的类型：吊车梁按材料不同有钢筋混凝土梁和钢梁两种，常采用钢筋混凝
10、土梁。钢筋混凝土梁按截面形式不同有等截面和变截面两种，如图10-34、图10-35所示。图10-16 变截面吊车梁2、连系梁连系梁是柱与柱之间在纵向的水平连系构件，其作用是加强厂房的纵向刚度，传递山墙传来的风荷载有设在墙内和不在墙内两种，其截面形式有矩形和L形连系梁与柱子的连接，可以采用焊接或螺栓连接。图10-17 连系梁与柱的连接3、圈梁圈梁是连续、封闭、在同一标高上设置的梁，作用是将砌体同厂房排架柱、抗风柱连在一起，加强厂房的整体刚度及墙的稳定性圈梁应在墙内，位置通常设在柱顶、吊车梁、窗过梁等处截面高度应不小于180mm，配筋数量主筋为412，箍筋为6，间距200mm圈梁应与柱子伸出的预埋
11、筋进行连接 图10-18 圈梁与柱的连接10.1.5 支撑系统支撑能够保证厂房结构和构件的承载力、稳定和刚度，并有传递部分水平荷载的作用。支撑有屋盖支撑和柱间支撑两大部分。屋盖支撑包括横向水平支撑（上弦和下弦横向水平支撑）、纵向水平支撑（上弦或下弦纵向水平支撑）、垂直支撑和纵向水平系杆等（图1019）。图图1019 屋盖支撑屋盖支撑10.2 外墙、侧窗和大门10.2.1砖及砌块墙砖及砌块墙是指用烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、混凝土砌块和轻骨料混凝土砌块砌筑的墙。为使墙体与柱子间有可靠的连接，通常的做法是在柱子高度方向每隔500mm甩出两根 6钢筋，砌筑时把钢筋砌在墙的水平缝里。图图10-
12、21 墙与柱的连接墙与柱的连接 10.2.1.2 板材墙体1.板材墙的类型1）单一材料的墙板（1）钢筋混凝土槽形板 空心板 槽形板也称肋形板，其钢材和水泥的用量较省，但保温隔热性能差，且易积灰。空心板的钢材 水泥用料较多，但双面平整，不易积灰，并有一定保温隔热能力，如图10-22所示。（2）配筋轻混凝土墙板 优点是保温性能好，但有龟裂或锈蚀钢筋等缺点，故一般需加水泥砂浆等防水面层，如图10-23所示。图10-22 钢筋混凝土槽形板、空心板 图10-23 配筋轻混凝土墙板（2）组合墙板 组合墙板一般做成轻质高强的夹心墙板，芯层采用高效热工材料制作，面层外壳采用承重防腐蚀性能好的材料制作，板缝处热
13、工性能差。图图10-24 组合墙板组合墙板2.板材墙体的布置与构造（1）横向布置（2）竖向布置 （3）混合布置 图10-25 墙板布置（1）柔性连接 在大型墙板上预留安装孔，同时在柱的两侧相应位置预埋铁件，在板吊装前焊接连接角钢，并安上螺栓钩，吊装后用螺栓钩将上下两块板连接起来，这种连接对厂房的振动 和不均匀沉降的适应性较强。2）墙板与柱的连接构造 图图10-26 螺栓挂钩柔性连接构造螺栓挂钩柔性连接构造（2）刚性连接 用角钢直接将柱与板的预埋件焊接连接，这种方法构造简单，连接刚度大，增加了厂房的纵向刚度。不适用于烈度为7度以上的地震区或可能产生不均匀沉降的厂房。图图10-27 刚性连接构造刚
14、性连接构造3）墙板板缝的处理 板缝可分为水平缝和垂直缝。水平缝可做成平口缝、高低错口缝。垂直板缝可做成直缝、单腔缝、双腔缝。图10-28 板缝构造处理3、轻质板材墙 用轻质的石棉水泥板、瓦楞铁皮、塑料铁皮、铝合金板等材料做成的墙。这种墙一般起围护作用，墙身自重也由厂房骨架来承担，适用于一些不要求保温、隔热的热加工车间、防爆车间和仓库建筑的外墙。4、开敞式外墙南方地区的热加工车间，为了获得良好的自然通风和迅速散热，常常做成开敞式外墙。其构造主要是挡雨遮阳板，目前常用的有石棉水泥瓦挡雨板和钢筋混凝土挡雨板。10.2.2 侧窗侧窗 侧窗的类型侧窗的类型平开窗：构造简单，开关方便，通风效果好，并便于做
15、成双层窗，于外墙下部，作为通风的进气口。中旋窗；窗扇沿水平轴转动，开启80 ，有利于泄压，并便于机械开关或绳索手动开关，常用于外墙上部。但中悬窗构造复杂，开关扇周边的缝隙易漏雨和不利于保温。固定窗：构造简单，节省材料，多设在外墙中部，主要用于采光，对有防尘要求的车间其侧窗也多做成固定窗。立转窗：窗扇沿垂直轴转动，并可根据不同的风向调节开启角度，通风效果好，多用于热加工车间的外墙下部，作为进风口。上旋窗：一般向外开，防雨性能好，但启闭不如中旋窗轻便，并且开启角小，通风效果差，常用于厂房上部做高侧窗。图10-29 侧窗组合示例 厂房大门主要用于生产运输和人流通行，厂房大门主要用于生产运输和人流通行
16、，因此大门的尺寸应根据运输工具的类型、运输因此大门的尺寸应根据运输工具的类型、运输货物的外形尺寸及通行方便等因素确定。一般货物的外形尺寸及通行方便等因素确定。一般门的尺寸应比装满货物时的车辆宽出门的尺寸应比装满货物时的车辆宽出60060010001000mmmm，高出高出400400600600mmmm。10.2.3 大门 大门的类型（1）平开门 构造简单，开启方便，为便于疏散和节省车间使用面积，平开门通常向外开启，但需设置雨篷，以保护门扇和方便出入，受力状态较差，易产生下垂或扭曲变形。（2）折叠门 由几个较窄的门扇通过铰链组合而成，开启时通过门扇上下轮沿导轨左右移动并折叠在一起。占空间较少，适用于较大的门洞口。（3）推拉门 门的开关是通过滑轮沿导轨向左右推拉，门扇受力状态好，构造简单，不易变形，但密闭性较差，不宜用于密闭要求高的车间。（4）上翻门 开启时门扇随水平轴沿导轨上翻至门顶过梁下面，不占使用空间。这种门可避免门扇的碰损，多用于车库大门。（5）升降门 升降门开启时门扇沿导轨向上升，门洞高时可沿水平方向将门扇分为几扇。不占使用空间，只需在门洞上部留有足够的上升高度，开启宜采用电动