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2.5 单层厂房的屋盖结构选型2.5.1概述目前单层厂房屋盖结构的形式基本上分为无檩和有檩两种体系。
无檩体系是将大型屋面板直接焊在(一般不少于三个焊点)屋架或屋面梁上而形成的屋盖结构。
这种屋盖的整体性 和刚度均较好，构件种类和数量较少，故安装工序少，施工速度快，适用广泛，在具有较大吨位吊车和有较大振动的大中型及重型厂房中经常使用。
有檩体系是将小型屋面板或屋面瓦放在檩条上，檩条支承在屋架上而形成的屋盖结构。
这种屋盖的构件小而轻，便于运输和吊装，虽然整体刚度较小，但在保证板与檩条、檩条与屋架均已牢固连接的前提下，可满足一般中小型厂房的使用要求。
除上述两种常用的屋盖结构外，工业厂房中还采用了多种形式的板梁合一的屋盖体系，如T 形板、拱形弧、V 形折板和马鞍形壳板等；其中以T 形板使用得最多。
本节将主要介绍屋面构件、屋面梁和屋架、板梁合一结构、天窗架及托架的常用形式及选用方法。
2.5.2屋盖构件1.屋面板单层厂房中常用的屋面板有预应力混凝土屋面板(槽形板)、预应力混凝土F 形屋面板，预应力混凝土单肋板、钢丝网水泥波形瓦、石棉水泥瓦及钢筋混凝土挂瓦板等，详见表2-11。
其中应用最广泛的是预应力混凝土屋面板。
预应力混凝土屋面板由面板、横肋和纵肋组成，其传力系统类似梁板结构所介绍的平面楼盖，其中板、横肋和纵肋分别相当于平面楼盖中的板、次梁和主梁。
其常见的平面尺寸有m 65.1⨯，也有采用m 93⨯、m 95.1⨯和m 123⨯的。
屋面板一般承受防水屋面恒载和积灰荷载、雪荷载及施工检修荷载等活载。
设计时可根据其柱网布置、屋面荷载等情况分别选用全国性和地区性标准图集，如G410等。
2.檩条檩条起着支承小型屋面板并将屋面荷载传给屋架的作用。
它与屋架应连接牢固，并与支撑构件共同组成整体，保证厂房的空间刚度，可靠地传递水平荷载。
檩条一般有倒L 形檩条、T 形檩条两种，其材料可为普通混凝土，也可为预应力混凝土，其常见类型见表2-12。
厂房结构设计这一次的设计主要包括以下几个步骤：1.厂房的平面结构体系的布置2.结构构件的选型3.吊车荷载以及其他荷载的初步分析4.施工图的绘制设计内容：1．确定上、下柱的高度及截面尺寸；2．选用屋面板、天窗架、屋架、基础梁、吊车梁及轨道连接件；3．绘制施工图（1）结构平面的布置（2）结构剖面的布置一、 结构平面布置查阅资料得知，在结构平面布置中，厂房的跨度在18m 和18m 以下，一般取3m 的倍数（300M ）；在18m 以上，一般取6m 的倍数（600M ）。
必要时也允许采用21m ，27m ，33m 的跨度。
厂房的柱距，一般取6m 或6m 倍数（600M ），个别也有取9m 的柱距。
结构平面的主要尺寸都由轴线标示。
跨度方向的轴线成为纵向定位轴线，以A 、B 、C …..标示；柱距方向的轴线成为横向定位轴线，以1、2、3………标示。
轴线的尺寸应符合上述模数的规定。
所以，在本次结构设计中选择18m 的柱距。
一） 定位轴线轴线尺寸均采用标志尺寸或标志尺寸的倍数。
1、纵向定位轴线屋架（屋面大梁）的标志尺寸为3m 的倍数，是与大型屋面板的标志宽度相配合的，而纵向定位轴线亦与屋架（屋面大梁）的标志尺寸相吻合。
纵向定位轴线还与吊车和柱子截面尺寸有关。
为了吊车和柱子间的构造连接以及吊车安全行驶的需要，吊车的轨距K L 要小于厂房的标志跨度L L (亦即纵向定位轴线的间距），使得吊车轨道中心离开纵向定位轴线一段距离。
工程中大量遇到的吊车轨距多是5.1-=L L K m ，例如K L 为13.5m ，16.5m ，22.5m 等，吊车轨道中心至纵向定位轴线的距离为（2/)K L L -=750mm 。
当厂房为等高多跨时，中柱的上柱中心线一般与纵向定位轴线重合。
当相邻两跨有高度差时，纵向定位轴线一般与较高部分厂房柱的外皮重合。
纵向定位轴线：查表1-1《起重运输机械专业标准ZQ1—62》可得，B 1=0.25m ，L k =22.5m ，B 2≥0.08m 。
(一)组成一般由屋面梁(或屋架)、屋面板、檩条、托架、天窗架、屋盖支撑系统等组成。
1．屋面根据材料的不同分为：由轻型板材组成的有檩体系和由大型屋面板(预制)组成的无檩体系。
2．有檩体系是在屋面梁(或屋架)上铺设檩条，檩条上放置轻型板材而成。
檩条的间距1．0～5．0m，视轻型板材的承载能力而定，支承檩条的屋架间距一般为6．0～12．Om，屋面坡度为1／20～1/50。
3．无檩体系是指在屋面梁或屋架上，直接放置预制大型钢筋混凝土预制板的屋盖。
大型屋面板的尺寸一般为1．5m×6．Om、3．O m×6．Om，屋架间距为6．Om，屋面坡度为1／10～1/12。
(二)屋盖支撑系统1．屋盖结构的支撑系统，通常由下列支撑组成：(1)屋架和天窗架的横向支撑；还可分为屋架和天窗架的上弦横向支撑以及屋架下弦(2)屋架的纵向支撑；还可分为屋架上弦纵向支撑和屋架下弦纵向水平支撑。
(3)屋架和天窗架的垂直支撑。
(4)屋架和天窗架的水平系杆；还可分为屋架和天窗架上弦水平系杆以及屋架下弦水平系杆。
所有支撑应与屋架、托架、天窗架和檩条(或大型屋面板)等组成完整的体系。
2．屋盖结构的支撑形式一般可按以下要求采用：(1)屋架和天窗架的上弦横向支撑，屋架下弦横向水平支撑和屋架上弦纵向支撑以及屋架下弦纵向水平支撑，一般采用十字交叉的形式。
(2)屋架和天窗架的垂直支撑，可参考图10-35(a)-(d)的形式选用；其中，图10—35(c)一般用于天窗架两侧的垂直支撑，图10-35(d)为兼作檩条的垂直支撑。
(3)屋架和天窗架的水平系杆，包括柔性系杆(拉杆)和刚性系杆(压杆)，通常，柔性系杆采用单角钢，刚性系杆采用由两个角钢组成的十字形截面。
在有檩屋盖体系中，檩条可兼作横向支撑的承压杆(刚性杆)。
此时，充任支撑承压杆的檩条应计算其所承受的轴心力。
3．屋盖结构支撑是屋盖结构的一个组成部分，它的作用是将厂房某些局部水平荷载传递给主要承重结构，并保证屋盖结构构件在安装和使用过程中的整体刚度和稳定性。
屋盖结构体系Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】第九章单层厂房钢结构§9-4屋盖结构体系9.4.1钢屋盖结构的形式、组成及布置钢屋盖结构通常由屋面、檩条、屋架、托架和天窗架等构件组成。
根据屋面材料和屋面结构布置情况的不同，可屋盖结构体系和有檩屋盖结构体系。
一、无檩屋盖结构体系无檩屋盖结构体系(图9.1.1,a)中屋面板通常采用钢筋混凝土大型屋面板、钢筋加气混凝土板等。
屋架的间距应的长度配合一致，通常为6m。
这种屋面板上一般采用卷材防水屋面，通常适用于较小屋面坡度，常用坡度为1:8~此常采用梯形屋架做为主要承重构件。
？无檩体系屋盖屋面构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，施工速度快，且屋盖刚度大，整体性能好；但屋大，常要增大屋架杆件和下部结构的截面，对抗震也不利。
二、有檩屋盖结构体系有檩屋盖结构体系（图）常用于轻型屋面材料的情况。
如压型钢板、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮等。
屋架为6m；当柱距大于或等于12m时，则用托架支承中间屋架，一般适用于较陡的屋面坡度以便排水，常用坡度为1因此常采用三角形屋架做为主要承重构件。
当采用较好的防水措施用压型钢板做屋面时，屋面坡度也可做到1:12或时也可用H型钢梁做为主要承重构件。
有檩体系屋盖可供选用的屋面材料种类较多，屋架间距和屋面布置较灵活，自重轻，用料省，运输和安装较轻便的种类和数量多，构造较复杂。
在选用屋盖结构体系时，应全面考虑房屋的使用要求、受力特点、材料供应情况以及输条件等，以确定最佳方案。
三、天窗架形式四、托架形式当钢屋盖以平面桁架作为主要承重构件时，各个平面桁架（屋架）要用各种支撑及纵向杆件（系杆）连成一个空变的整体结构，才能承受荷载。
这些支撑及系杆统称为屋盖支撑。
它由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦支撑、垂直支撑及系杆组成（图9.4.3）。
下面分别介绍各类支撑及系杆的位置、组成、形式及计算和构造。
装配式单层单跨厂房结构设计计算书㈠、设计资料（抄写任务书中的内容） ㈡、结构选型：建议选用的结构形式：1、 屋面板：选自[G410㈠]，见图20板重： 1.3kN/ m 2 (沿斜面) 嵌缝重：0.1kN/ m 2 (沿斜面)2、3、 4、5、 预应力钢混筋凝土折线形屋架选自[G415㈠]，屋架轴线图尺寸如图23所示。
每榀屋架重60.5kN 。
图 23 6、 屋盖支撑：选自[G415㈠]重量为：0.05kN/ m 2 (沿水平面)7、 基础梁：选自[G320]，b ×h=250×450mm ， 每根自重：16.90kN 8、吊车梁：选自[G323㈠]，见图24每根自重：50kN轨道及垫层重：0.6kN/ m9、连系梁与过梁，截面与尺寸见剖面图。
10、柱间支撑：选自[G142.1]11、基础采用单独杯形基础，基础顶面标高为：-0.6m。
12、柱子尺寸：a）、柱子高度：上柱高H u =11.4－7.8=3.6 m下柱高H l=7.8+0.6=8.4 m(基础顶面标高-0.6m)柱总高H=b）、柱截面尺寸：建议上柱为方形截面，b×h=400×400mm，下柱为工字形截面，b×h×h f =400×800×150mm，牛腿尺寸、柱下端矩形截面部分高度尺寸见图25。
柱截面几何特征值为：A1 =1.6×105 m m2I1 =2.13×10 9 m m4A=1.775×105 m m2I=14.38×10 9 m m4⑵、柱在标高11.10 m以上连系梁及墙体重G2K连系梁重：0.3 ×0.24×6×25 =10.8 kN墙体重： 4.5×1.7×6 =45.9 kNG2k=56.70 kNG2k对上柱轴线的偏心距e2=0.2+0.12=0.32 m⑶、吊车梁及轨道重：G3KG3k=G3k对下柱轴线的偏心距e3=0.75－0.4=0.35 m⑷、柱自重：上柱自重G4k=G4k对下柱轴线的偏心距e4=0.40－0.2=0.2 m下柱自重G5k= (0.2+0.4+0.6×2)×0.4×0.8×25+6.6×0.1775×25+0.2×0.42×25+0.22×0.5×0.4×25=44.68 kN2、屋面可变荷载：Q k⑴、屋面施工活载：Q1k=⑵、雪载：Q‘1k=由于降雪时一般不会上屋面进行施工或维修，因此设计时雪载和屋面施工活载不必同时考虑，仅选用两者中的较大者，即选：Q1k=⑶、屋面积灰荷载：Q“1k=Q k= Q1k+Q“1k=3、风荷载：（由学生完成）风载高度变化系数：柱顶以下为μZ1，按柱顶高度 H=11.4+0.15=11.55 m取值；柱顶以上为μZ2，按屋面平均高度H=11.4+0.15+0.5×(16.92－11.4)=14.31 m取值。
第六章木结构的设计和构造第一节一般规定第6.1.1条设计木结构时，应符合下列要求：一、宜选用以木材为受压或受弯构件的结构型式，如钢木桁架或撑托式结构。
对于在干燥过程中容易翘裂的落叶松、云南松等树种木材，当用作桁架时，宜采用钢下弦；若采用木下弦，对于原木，其跨度不宜大于15m；对于方木不应大于12m，且应采取有效的防止裂缝危害的措施。
二、为了尽量利用短小木材和低等级木材，宜积极创造条件采用胶合木构件或胶合木结构。
三、木屋盖宜采用外排水。
若必须采用肉排水时，不应采用木制天沟。
四、必须采取通风和防潮措施，以防木材腐朽和虫蛀。
五、合理地减少构件截面的规格，以符合工业化的要求。
六、应保证木结构特别是钢木桁架在运输和安装过程中的强度、刚度和稳定性，必要时应在施工图中提出注意事项。
第6.1.2条在可能造成风灾的台风地区和山区风口地段，木结构的设计，应从构造上采取有效措施，以加强建筑物的抗风能力。
如：尽量减小天窗的高度和跨度；做成短出檐或封闭出檐；瓦面（特别在檐口处）宜加压砖或座灰；两端山墙宜作成硬山；节点处檩条与桁架（或山墙）、桁架与墙（或柱）、门窗框与墙体等均应锚固。
第6.1.3条在结构的同一节点或接头中有两种或多种不同刚度的连接时,计算上只考虑一种连接传递内力,不应考虑几种连接的共同作用。
第6.1.4条杆系结构中的主要木构件，当有对称削弱时,其净截面面积不应小于毛截面面积的50%；当有不对称削弱时，其净截面面积不应小于毛截面面积的60%。
第6.1.5条木结构中钢拉杆和拉力螺栓及其钢垫板，宜用3号钢制作。
圆钢拉杆和拉力螺栓的直径，应按计算确定。
但不宜小于12mm。
钢拉杆和拉力螺栓方形钢垫板的尺寸，可按下列公式计算：一、垫板面积（）二、垫板厚度（mm）式中Ｎ——轴心拉力设计值（N）；——木材斜纹承压强度设计值（N/）,按轴心拉力设计值N与垫板下木构件木纹方向的夹角,由本规范第3.2.2条的公式确定；ｆ——钢材抗弯强度设计值（N/）。
第二章工业建筑天窗构造单层厂房天窗构造主要内容1、矩形天窗2、矩形通风天窗3、平天窗4、下沉式天窗5、锯齿形天窗在大跨度和多跨的单层厂房中，为了满足天然采光和自然通风的要求，常在厂房屋顶上设置各种类型的天窗。
天窗架天窗架是天窗的承重构件，它支承在屋架的上弦，常用钢筋混凝土或型钢制作。
钢筋混凝土天窗架与钢筋混凝土屋架配合使用，它的形式一般为П形或W形，也可做成双Y形钢天窗架的重量轻、制作及吊装均方便，除用于钢屋架上外，也可用于钢筋混凝土屋架上。
钢天窗架常用的形式有桁架式和多压杆式两种。
常用钢筋砼天窗架的尺寸天窗扇高度（标志尺寸）（mm）天窗架宽度（mm）天窗架高度（mm）1200 6000 2070 1500 6000 2370 2×900 6000；9000 2670 2 ×1200 6000；9000 3270 2 ×1500 9000 3870天窗扇矩形天窗设置天窗扇的作用是采光、通风和挡雨,常采用钢材制作。
钢天窗扇的开启方式有两种：(1)上悬式、(2)中悬式；高度：900、1200、1500特点：上悬式钢天窗扇防雨性能较好，通风较差;中悬式钢天窗扇通风流畅，防雨性能欠佳布置方式：上悬钢天窗扇可布置成通长和分段两种。
中悬钢天窗扇只能分段设置，在一个柱距内设一樘窗扇天窗侧板在天窗扇下部需设置天窗侧板，侧板的作用是防止雨水溅入车间及防止因屋面积雪挡住天窗扇。
天窗侧板可采用钢筋混凝土槽板，也可采用是采用钢筋混凝土小板。
当屋面为有檩体系时，侧板常采用石棉瓦、压型钢板等轻质材料。
天窗端壁矩形天窗两端的承重围护构件称为天窗端壁。
通常采用：(1)预制钢筋混凝土端壁板，用于钢筋混凝土屋架。
(2) 钢天窗架石棉水泥瓦端壁，多用于钢屋架。
天窗屋顶与檐口天窗的屋顶构造一般与厂房屋顶构造相同。
当采用钢筋混凝土天窗架，无檩体系的大型屋面板时，其檐口构造有两类：①带挑檐的屋面板。
无组织排水的挑檐出挑长度一般为500 mm，若采用上悬式天窗扇，因防雨较好，故出挑长度可小于500 mm；若采用中悬式天窗扇时，因防雨较差，其出挑长度可大于500 mm。
一 适用范围1.1 本图集适用于采用 1.5⨯6.0m 预应力混凝土屋板,窗间距均为m 6的单层工业厂房。
1.2 本图集的天窗架(包括窗档)适用于非抗震区和抗震设防烈度为9~6度。
1.3 本图集适用于构件表面温度≤C 0150的场所。
当温度高于C 0150时，应采取隔热防护措施。
1.4 本图集未考虑用于有较强烈侵蚀性介质按有关规范或规程处理。
1.5 不适用于湿度较大的车间。
如遇上述情况，应由选用者自行处理。
1.6 本图集编制内容为：1) 天窗架跨度分6m 、9m 和12m 三种：6m 跨度天窗架有 m 2.11⨯，m 5.11⨯，m 9.02⨯，m 2.12⨯ 四种窗扇高度；9m 跨度天窗架有 m 9.02⨯，m 2.12⨯，m 5.12⨯ 三种窗扇高度；12m 跨度天窗架有 m 2.12⨯，m 5.12⨯ 二种窗扇高度。
以上，除m 6跨度天窗架，窗扇高m 2.11⨯，m 9跨度天窗架，窗扇高m 5.12⨯外，均考虑了配置挡风板的情况。
2) 天窗架主要配合梯形钢屋架 ( 05G511 ) 使用，其中6m 、9m 跨度天窗架还可以配合混凝土屋架或梁使用。
6m 跨度天窗架上弦坡度为1，立柱的支座板坡度为1，3) 天窗架的侧立柱截面除6m 跨度1⨯1.2m ; 9m 跨度2⨯1.5m 窗扇高度是按启闭式上悬 (或中悬)天窗无档风扳时绘制的外，均按启闭式上悬(或中悬)天窗并有档风板时绘制的。
4) 厂房端部天窗架采用的封板(包括横档等构件) 自重标准值为0.82m kN ，具体构造 详见98J830(三)。
1.7 本图集与以下图集配合使用：1)《梯形钢屋架》05G5112)《m m 65.1⨯预应力混凝土屋面板》04G4103)《预应力混凝土折线形屋架》04G415-10~64)《钢筋混凝土折线形屋架》04G314-1.25)《钢天窗架建筑构造》00J621(一)6)《平屋面建筑构造(一)》99J201(一)；7)《天窗挡风板及挡雨片》05CJ8368)《悬挂运输设备轨道》98G359(四)．9)《钢天窗电动开窗机》99J83810)《屋面检修钢梯》89J431二 主要设计依据有关现行设计、施工规范和规程。
