单层排架厂房结构介绍

一、单层厂房的特点及结构形式：

在工业建筑中，单层厂房是最普遍采用的一种结构形式，主要用于冶金、机械、化工、纺织等工业厂房。这类厂房一般设有较重的机械和设备，产品较重且轮廓尺寸较大，大型设备可以直接安装在地面上，便于产品的加工和运输。单层厂房便于定型设计、构配件的标准化、通用化、生产工业化、施工机械化。

单层厂房，生产工艺流程较多，车间内部运输频繁，地面上放置较重的机械设备和产品。所以单层厂房不仅要满足生产工艺的要求，还要满足布置起重运输设备、生产设备及劳动保护要求。因此其特点一般跨度大、高度高，结构构件承受的荷载大，构件尺寸大，耗材多，同时设计时还要考虑动荷载作用。

单层厂房按承重结构的材料大致可分为：混合结构、混凝土结构和钢结构。

一般来说，无吊车或吊车起重量≤50kN、跨度≤15m、柱顶标高≤8m，无特殊工艺要求的小型厂房，可采用混合结构(砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架)；当吊车起重量≥2500kN、跨度≥36m的大型厂房或有特殊工艺要求的厂房(如设有100kN以上锻锤的车间以及高温车间的特殊部位等)，一般采用钢屋架、钢筋混凝土柱或全钢结构；其他大部分厂房均可采用混凝土结构，一般应优先采用装配式和预应力混凝土结构。

排架结构：是由屋架(或屋面梁)、柱、基础等构件组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。根据生产工艺和使用要求的不同，排架结构可做成等高、不等高等多种形式（如图17-2所示）；根据结构的材料的不同，排架可分为：钢—钢筋混凝土排架、钢筋混凝土排架和钢筋混凝土一砖排架。此类结构能承受较大的荷载作用，在冶金和机械工业厂房中广泛应用，其跨度可达30m，高度可达20～30m，吊车吨位可达150t或150t以上。

钢架结构的主要特点：是梁与柱刚接，柱与基础通常为铰接。因梁、柱整体结合，故受荷载后，在刚架的转折处将产生较大的弯矩，容易开裂；另外，柱顶在横梁推力的作用下，将产生相对位移，使厂房的跨度发生变化，故此类结构的刚度较差，仅适用于屋盖较轻的厂房或吊车吨位不超过lOt,跨度不超过lOm的轻型厂房或仓库等。

二、排架结构的组成及传力途径

单层厂房由如图17-3所示的屋面板、屋架、吊车梁、连系梁、柱、基础等构件组成。（上一张图）

1．屋盖结构：屋盖结构分无檩和有檩两种体系，前者由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋盖支撑)组成；后者由小型屋面板、檩条、屋架(包括屋盖支撑)组成。屋盖结构有时还有天窗架、托架，其作用主要是维护和承重(承受屋盖结构的自重、屋面活载、雪载和其他荷载，并将这些荷载传给排架柱)，以及采光和通风等。

2.横向平面排架：横向平面排架由横梁(屋面梁或屋架)和横向柱列(包括基础)组成，它是厂房的基本承重结构。厂房结构承受的竖向荷载(结构自重、屋面活载、雪载和吊车竖向荷载等)及横向水平荷载(风载和吊车横向制动力、地震作用)主要通过它将荷载传至基础和地基，如图17-4所示。

3．纵向平面排架：由纵向柱列(包括基础)、连系梁、吊车梁和柱间支撑等组成，其作用是保证厂房结构的纵向稳定性和刚度，并承受作用在山墙和天窗端壁并通过屋盖结构传来的纵向风载、吊车纵向水平荷载(如图17-5所示)、纵向地震作用以及温度应力等。

4．吊车梁：简支在柱牛腿上，主要承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传至横向或纵向排架。

5.支撑：包括屋盖和柱间支撑，其作用是加强厂房结构的空间刚度，并保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全，同时起传递风载和吊车水平荷载或地震力的作用。

6.基础：承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基。

7.围护结构：包括纵墙和横墙(山墙)及由墙梁、抗风柱(有时还有抗风梁或抗风桁架)和基础梁等组成的墙架。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。

三、荷载及传荷路线 ：

作用在厂房上的荷载有可变荷载和永久荷载两大类。
可变荷载又称活载，包括吊车竖向荷载，纵、横向水平制动力，屋面活荷载，风荷载等。
永久荷载又称恒载，包括各种结构构件(如屋面板、屋架等)的自重及各种制造层的重量等。
横向排架和纵向排架的传力途径如图17-6所示：

四、排架结构的设计内容：

排架结构中主要的承重构件是屋面板、屋架、吊车梁、柱和基础。其中柱和基础，一般需要通过计算确定。屋面板、屋架、吊车梁以及其他大部分组成构件均有标准图或通用图，可供设计时选用。因此，排架设计的主要内容是：

1. 选用合适的标准构件；
2. 进行各组成构件的结构布置；
3. 分析排架的内力；
4. 为柱、牛腿及柱下基础配筋；
5. 绘结构构件布置图以及柱和基础的施工图。

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