单层工业厂房的结构设计
目录
一、设计条件3
二、计算简图的确定5
三、荷载计算7
四、力计算10
五、最不利荷载组合19
六、柱截面设计25
七、牛腿设计29
八、柱的吊装验算32
九、基础设计35
一、设计条件
1.1项目概述
某厂装配车间为单跨钢筋混凝土厂房，跨度24m，长66m，柱顶标高12.4m，轨顶标高10.0m，厂房设有天窗，使用两台5~20t中间作业吊车。防水层采用聚氨酯防水胶，维护墙采用240mm厚双面砖墙，钢门窗，混凝土地面，室外高差150mm。建筑剖面见图1。
1.2结构设计数据
自然条件：基本风压值为20.55/KNm。
地质条件：天然地面下1.2米处为老土层，修正后的地基承载力为
2120/KNm，地下水位在地面下2.5米。
1.3 吊车使用情况
车间设有两台200/50KN中级工作制吊车，轨顶标高为10.0米，吊车的主要参数如下表：
起重
Q(KN) 吊车宽度
B(m) 轮距()Km
吊车总重
G(KN) 小车重
kg（KN）
最大轮压
max()pKN 最小轮压
min()pKN
200/50 5.60 4.40 225 77.2 202 60
注：minmaxp()/2GQp
1.4车间标准件的选择
屋顶板
采用1.5X6m预应力钢筋混凝土屋面板，标注其自重(含填缝)。
该值必须为1.4kN/m2。
1.4.2沟板
天沟板标准重量为17.4KN/块(含积水重量)。
天窗框架
门窗用钢筋混凝土天窗框架的自重荷载标准，以及每个天窗框架到屋顶框架的支柱
该值为36KN。
屋顶桁架
采用预应力钢筋混凝土折线屋架，标准重量106KN/跨。
屋架支撑
屋架支撑自重标准值为0.05kN/m2。
吊车梁
起重机为预应力钢筋混凝土吊车梁，高度为 1200mm，自重标准值为44.2kN/根。轨道部件重量的标准值为1kN/m，
轨道垫层的高度为200毫米。
房屋建筑学13单层厂房基本构造、轻钢结构厂房构造
11 单层厂房基本构造
11.1 单层厂房外墙
11.1.1 砌体墙
砌体墙在单层工业厂房中，除跨度小于15m，吊车吨位小于5t时，作为承重和围护结构之用外，一般只起围护作用。砖墙的厚度一般为240mm和365mm，其它砌体墙厚度200～300mm。
11.1.1.1 墙体的位置
由于墙体属于自承重墙，墙下不单作条形基础，而是通过基础梁将砖墙的重量传给基础。当墙身的高度大于15m时，应加设连系梁来承托上部墙身。
墙身一般在柱子外侧，形成封闭结合。也可以把墙体砌在柱子中间，以增加排架的刚度，对抗震有利。
11.1.1.2 砌体墙与柱子的连接
围护墙应与柱子牢固拉接，还应与屋面板、天沟板或檩条拉接。拉接钢筋的设置原 5 则是：上下间距为500～620mm，钢筋数量为2Φ6，伸入墙体内部不少于500mm。
11.1.2 大型板材墙
墙板的类型
按墙板的性能分：保温墙板和非保温墙板；
按墙板的材料、构造和形状分：钢筋混凝土槽形板、烟灰膨胀矿渣混凝土平板、钢丝网水泥折板、预应力钢筋混凝土板等。
11.1.2.1 墙板布置
1、墙板横向布置：墙板长度和柱距一致，利用柱来作墙板的支承或悬挂点，竖缝由柱身遮挡，不易渗透风雨，是应用较多的一种方式。
2、墙板竖向布置：不受柱距限制，布置灵活，遇到穿墙孔洞时便于处理。但墙板的固定须设置连系梁，其构造复杂，竖向板缝多，易渗漏雨水。
3、墙板混合布置：布置较为灵活，但板型较多，难以定型化，并且构造较为复杂。 5 厂房的山墙上形成山尖形，从立面设计要求可作出多种处理方案。
11.1.2.2 墙板与柱的连接构造
1、柔性连接：通过设置预埋铁件和其他辅助件使墙板和排架柱相连接。适用于地基构成不均匀、沉降较大或有较大振动影响的厂房。
2、刚性连接：在柱子和墙板中先分别设置预埋铁件，安装时用角钢或Ф6的钢筋焊接连牢。宜用于地震设防烈度≤7度的地区和地基构成均匀，振动影响不大的厂房。
勘察设计与装饰 广东建材２０１２年第９期
单层厂房结构设计
梁劲松
（长沙百川建筑设计有限公司）
摘 要：单层厂房的设计是各类厂房设计中最基本、应用最广泛的。工业厂房轮廓尺寸大，同时要承 受机械设备的振动及吊车等荷载，因此设计时应综合考虑各种影响因素，才能保证厂房的正常使用。 关键词：厂房设计；单层厂房；结构设计
１单层厂房所对应的结构组成及布置
１．１总体结构组成
装配式钢筋混凝土的排架结构是当前单层厂房结
构设计中最基本、应用较为普遍的一种结构形式。这种
结构形式受力明确，所以在设计及施工方面都表现得十
分方便。它主要包含以下几方面的内容：
首先从主体架构上讲，单层厂房的设计主要包含屋
表１单层钢结构厂房板件宽度比限值 构件 构件名称 ７度 ８度 ９度 工字形截面翼缘外伸部分 １３ １１ １Ｏ 箱形截面两腹板间翼缘 ３８ ３６ ３６ 箱形截面两腹板 柱 ７０ ６５ ６０ （Ｎｃ／Ａｆ￣０．２５） Ｎ ／Ａｆ≥０．２５ ５８ ５２ ４８ 圆管外径与壁比 ６０ ５５ ５０ 工字形截面翼缘外伸部分 ｌ１ １０ ９ 箱形截面两腹板间翼缘 ３６ ３２ ３０ 粱 箱形截面两腹板 ８５ ｐ，～ ８０ ｐ，～ ７２ ｐ—～ （Ｎｂ／Ａｆ＜０．３７） １２０ ｐ １１０ ｐ １００ ｐ Ｎｂ／Ａｆ≥０．３７ ４０ ３９ ３５ 注：①表列数值适用于Ｑ２３５钢，当材料为其他钢号时，应乘以 、 ３５７ ；②Ｎ 、Ｎ 分别为柱，梁轴向力；Ａ为相应构件截面积；ｆ 为钢材抗拉强度设计值；③Ｐ＝ＮＪＡｆ 盖结构。屋盖结构主要构成部分分为无檩及有檩两种较
为简单的体系；其次是柱子，柱子承受来自屋架、吊车
梁、外墙以及支撑传递过来的荷载，再把它们传给基础
部分；第三部分是吊车梁，这一部分将两端的简支最终
固定在柱子对应的牛腿上，以承受吊车竖向和水平方向
的荷载。支撑、基础以及基础上的围护结构等几部分也
是构成单层厂房设计的重要组成部分。
6 单层厂房
1．单层厂房中的主要受力构件是什么？单层厂房按结构形式可分为哪两种？
答：单层厂房中的主要受力构件是横梁(屋面梁或屋架)、柱和基础。
单层厂房按结构形式可分为排架结构和刚架结构：柱与横梁刚接时叫做刚架结构；柱与横梁铰接，而与基础为刚接时叫做排架结构。由于排架结构受力明确，设计、施工方便，因此，大多数钢筋混凝土单层厂房采用排架结构。
2．单层厂房通常由哪几部分组成？
答：单层厂房通常由屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架、吊车梁、支撑、基础和维护结构等几部分组成，
3．排架结构的屋盖分为哪两种，分别由什么组成？
答：排架结构分无檩体系和有檩体系两种。无檩体系由大型屋面板、屋面梁或屋架及屋盖支撑组成，有檩体系是由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成。屋盖结构有时还有天窗架、托架等构件。
4．横向平面排架由哪些组成？为什么说横向平面排架是厂房的基本承重结构？
答：由横梁(屋面梁或屋架)、横向柱列和基础组成，是厂房的基本承重结构。厂房结构承受的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、地震力)主要通过横向平面排架传至基础和地基
5．纵向平面排架由哪些组成？纵向平面排架的作用如何？
答：纵向平面排架是由连系梁、吊车梁、纵向柱列、基础和柱间支撑等组成。
纵向平面排架的作用是：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、纵向地震力、以及温度应力等，
6．厂房支撑的作用主要是什么？
答：支撑的作用主要是： (1)在施工和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性；
(2)保证厂房结构的纵向和横向水平刚度，以及空间整体性；
(3)将水平荷载传给主要承重结构和基础。
7．单层厂房的支撑包括哪两部分？
答：单层厂房的支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。
8．屋盖支撑由什么组成，各有什么作用？
答：屋盖支撑包括设置在上、下弦平面内的横向支撑和设置在下弦平面内的纵向水平支撑，以及设置在屋面梁或屋架间的垂直支撑和水平系杆。
