结构组成 排架结构有三个主要部分组成:形成跨度的屋面结构、竖向支撑结构、基础结构。
屋盖垂直支撑是指布置在屋架(屋面梁)间或天窗架(包括挡风板立柱)间的支撑。系杆分刚性(压杆)和柔性(拉杆)两种。系杆设置在屋架上、下弦及天窗上弦平面内。
屋架上弦支撑是指排架每个伸缩缝区段端部的横向水平支撑,它的作用是:在屋架上弦平面内构成刚性框,增强屋盖的整体刚度,保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳定,同时将抗风柱传来的风荷载传递到(纵向)排架柱顶。 当采用钢筋混凝土屋面梁的有檩屋盖体系时,应在梁的上翼缘平面内设置横向水平支撑,并应布置在端部第一柱距内以及伸缩缝区段两端的第一或第二个柱距内。当采用大型屋面板且连接可靠、能保证屋盖平面的稳定并能传递山墙风荷载时,则认为大型屋面板能起上弦横向支撑的作用,可不再设置上弦横向水平支撑。 对于采用钢筋混凝土拱形及梯形屋架的屋盖系统,应在每一个伸缩缝区段端部的第一或第二个柱距内布置上弦横向水平支撑。当排架设置天窗时可根据屋架上弦杆件的稳定条件,在天窗范围内沿排架纵向设置连系杆。 屋架(屋面梁)下弦支撑包括下弦横向水平支撑和纵向水平支撑两种。下弦横向水平支撑的作用是承受垂直支撑传来的荷载,并将山墙风荷载传递至两旁柱上。 当排架跨度l≥18m时,下弦横向水平支撑应布置在每一伸缩缝区段端部的第一个柱距内。当l<18m且山墙上的风荷载由屋架上弦水平支撑传递时,可不设屋盖下弦横向水平支撑。当设有屋盖下弦纵向水平支撑时,为保证排架空间刚度,必须同时设置相应的下弦横向水平支撑。 下弦纵向水平支撑能提高排架的空间刚度,增强排架间的空间作用,保证横向水平力的纵向分布。当排架柱距为6m,且排架内设有普通桥式吊车,吊车吨位≥10t(重级)或吊车吨位≥30t等情况时,应设置下弦纵向水平支撑。 屋架垂直支撑除能保证屋盖系统的空间刚度和屋架安装时结构的安全外,还能将屋架上弦平面内的水平荷载传递到屋架下弦平面内。所以垂直支撑应与屋架下弦横向水平支撑布置在同一柱间内。在有檩屋盖体系中,上弦纵向系杆是用来保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定的(即防止局部失稳),并可减小屋架上弦杆的计算长度。 当排架跨度为(18~30)m,屋架间距为6m,采用大型屋面板时,应在屋架跨度中点布置一道垂直支撑。对于拱形屋架及屋面梁,因其支座处高度不大,故该处可不设置垂直支撑,但需对梁支座进行抗倾覆验算,如稳定性不能满足要求时,应采取措施。梯形屋架支座处必须设置垂直支撑。当屋架跨度超过30m,间距为6m,采用大型屋面板时,应在屋架跨度l/3左右附近的节点处设置两道垂直支撑及系杆。 在一般情况下,当屋面采用大型屋面板时,应在未设置支撑的屋架间相应于垂直支撑平面的屋架上弦和下弦节点处,设置通长的水平系杆。对于有檩体系,屋架上弦的水平系杆可以用檩条代替(但应对檩条进行稳定和承载力验算),仅在下弦设置通长的水平系杆。 垂直支撑一般在伸缩缝区段的两端各设置一道。当屋架跨度不大于18m,屋面为大型屋面板的一般排架中,无天窗时可不设置垂直支撑和水平系杆;有天窗时,可在屋脊节点处设置一道水平系杆。 当厂房需要天窗时,屋面设置天窗架;当特殊的原因使柱距加大时,由于纵向屋面板不能加长,因此屋架也不能移位,就必须设置托架保证屋架的支撑。
排架结构的柱 排架结构的柱截面可以采用多种形式,但不论哪种形式,在建筑跨度方向上的尺度均应大于长度方面的尺度;目前常用的有实腹矩形柱、工字形柱、双肢柱等。
实腹矩形柱的外形简单,施工方便,但混凝土用量多,经济指标较差。 工字形柱的材料利用比较合理,目前在单层厂房中应用广泛,但其混凝土用量比双肢柱多,特别是当截面尺寸较大(如截面高度h≥1600mm)时更甚,同时自重大,施工吊装也较困难,因此使用范围也受到一定限制。 双肢柱有平腹杆和斜腹杆两种,前者构造较简单,制作也较方便,在一般情况下受力合理,而且腹部整齐的矩形孔洞便于布置工艺管道。当承受较大水平荷载时宜采用具有桁架受力特点的斜腹杆双肢柱。但其施工制作较复杂,若采用预制腹杆则制作条件将得到改善。双肢柱与工形柱相比较,混凝土用量少,自重较轻,柱高大时尤为显著,但其整体刚度差些,钢筋构造也较复杂,用钢量稍多。
凡属下列情况之一者,应设置柱间支撑: 1)厂房内设有悬臂吊车或3t及以上悬挂吊车; 2)厂房内设有重级工作制吊车,或设有中级、轻级工作制吊车,起重量在10t及以上; 3)厂房跨度在18m以上或柱高在8m以上; 4)纵向柱列的总数在七根以下; 5)露天吊车栈桥的柱列。