第一篇：建筑构造IP课稿本第10讲单层厂房基本构造、轻钢结构厂房构造
安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)单层厂房基本构造
预备知识：
1． 民用建筑屋面排水方式； 2．民用建筑屋面、地面构造。章节组成： 11.1 单层厂房外墙 11.2 单层厂房屋面 11.3 单层厂房地面
主要知识点：砌体墙、大型板材外墙、轻质板材墙、厂房排水方案、天沟、接缝、构件自防水、厂房地面构造、地面接缝、地面缩缝和分格缝、地面排水、地沟、坡道
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。安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)
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。
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。
11.1.3 轻质板材墙
对不要求保温、隔热的热加工车间、防爆车间、仓库建筑等的外墙，可采用轻质板材墙。
11.1.3.1 彩色涂层钢板
具有绝缘、耐酸碱、耐油等优点，并具有较好的加工性能，可切段、弯曲、钻孔、铆边、卷边。彩色涂层钢板是用自攻螺钉将板固定在型钢墙筋上。竖向布板和横向布板均可。
11.1.3.2 彩色压型钢板复合墙板
以轻质保温材料为芯层，经复合加工而成的轻质、保温墙板，有塑料复合墙板、复合隔热板隔热夹心板等多种。其特点为：质量轻、保温性好、耐腐蚀、耐久、立面美观、施工速度快。复合板的安装是依靠吊件，把板材挂在基体墙身的骨架上，用焊接法把吊件与骨架焊牢。其水平缝为搭接缝，垂直缝为企口缝。
11.2 单层厂房屋面
11.2.1 屋面排水
厂房屋面排水方式应根据气候条件、厂房高度、生产工艺特点、屋面面积大小等因素综合考虑。一般可参考表11-1来选择。11.2.1.1 无组织排水
某些有特殊要求的厂房，如屋面容易积灰的冶炼车间，屋面防水要求很高的铸工车间以及对内排水的铸铁管具有腐蚀作用的炼铜车间、某些化工厂房等均宜采用无组织排水
无组织排水的挑檐长度L要求一般可根据檐口高度H确定，如图11-9。
高低跨厂房的高低跨相交处，若高跨为无组织排水时，在低跨屋面的滴水范围内要加铺一层滴 图11-9 无组织排水 水板做保护层。11.2.1.2 有组织排水
1、挑檐沟外排水：采用该方案时，水流路线的水平距离不应超过20m，以免造成屋面渗水。当厂房为高低跨时，可先将高跨的雨水排至低跨屋面，然后从低跨挑檐沟安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)引入地下。
2、长天沟外排水：多用于单层厂房。在多跨厂房中，可沿纵向天沟向厂房两端山墙外部排水，形成长天沟外排水。长天沟板端部做溢流口，以防止在暴雨时因竖管来不及泄水而使天沟浸水。
3、内排水：严寒地区多跨单层厂房宜选用内排水方案。优点是不受厂房高度限制，屋面排水组织较灵活，适用于多跨厂房，严寒地区采用内排水可防止因结冻胀裂引起屋檐和外部雨水管的破坏。
4、内落外排水：当厂房跨数不多时(如仅有三跨)，可用悬吊式水平雨水管将中间天沟的雨水引导至两边跨的雨水管中，构成内落外排水。优点是可以简化室内排水设施，生产工艺的布置不受地下排水管道的影响，但水平雨水管易被灰尘堵塞，有大量粉尘积于屋面的厂房不宜采用。11.2.2 屋面防水
11.2.2.1 卷材防水屋面节点构造
1、接缝：大型屋面板相接处的缝隙，必须用C20细石混凝土灌缝填实。在无隔热(保温)层的屋面上，屋面板短边端肋的交接缝(即横缝)处的卷材应加以处理，一般采用在横缝上加铺一层干铺卷材延伸层的做法。
2、挑檐：屋面为无组织排水时，可用外伸的檐口板形成挑檐，有时也可利用顶部圈梁挑出挑檐板。挑檐处应处理好卷材的收头，以防止卷材起翘、翻裂。通常可采用卷材自然收头和附加镀锌铁皮收头的方法。
3、纵墙外天沟：南方地区较多采用外天沟外排水的形式，其槽形天沟板一般支承在钢筋混凝土屋架端部挑出的水平挑梁上或钢屋架、钢筋混凝土屋面大梁端部的钢牛腿上。在天沟内应加铺一层卷材。雨水口周围应附加玻璃布两层。外天沟的防水卷材也应注意收头处理，因天沟的檐壁较矮，为保证屋面检修、清灰的安全，可在沟外壁设铁栏杆。
4、中间天沟：设于等高多跨厂房的两坡屋面之间，一般用两块槽形天沟板并排布置。其防水处理、找坡等构造方法与纵墙内天沟基本相同。直接利用两坡屋面的坡度做成的“V”形“自然天沟”仅适用于内排水(或内落外排水)。
图11-15 中间天沟构造
5、长天沟：当采用长天沟外排水时，必须在山墙上留出洞口，天沟板伸出山墙，该洞口可兼做溢水口用，洞口的上方应设置预制钢筋混凝土过梁。长天沟及洞口处应安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)注意卷材的收头处理，如图11-16所示。
图11-16 长天沟外排水构造
6、泛水
（1）山墙泛水 做法与民用建筑基本相同。振动较大的厂房，可在卷材转折处加铺一层卷材，山墙一般应采用钢筋混凝土压顶，以利于防水和加强山墙的整体性。（2）纵向女儿墙泛水 应注意天沟与女儿墙交接处的防水处理。
（3）高低跨处泛水 如在厂房平行高低跨处无变形缝，而由墙梁承受高跨侧墙墙体荷载时，墙梁下需设牛腿。因牛腿有一定高度，因此高跨墙梁与低跨屋面之间必然形成一个大空隙，这段空隙应采用较薄的墙来填充，并做泛水处理，如图11-19所示。
(a)、(b)有天沟高低跨泛水；(c)无天沟高低跨泛水
图11-19 高低跨处泛水
（4）变形缝泛水 屋面的横向变形缝处最好设置矮墙泛水，以免水溢入缝内，缝的上部应设置能适应变形的镀锌铁皮盖缝或预制混凝土压顶板，如图11-20(a)所示。如横向变形缝处不设矮墙泛水，其构造如图11-20(b)所示。安徽广播电视大学建筑工程教学部
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(a)有矮墙泛水；(b)无矮墙泛水 图11-20 屋面横向变形缝示例
11.2.2.2 钢筋混凝土构件自防水屋面
概念：利用钢筋混凝土板本身的密实性，对板缝进行局部防水处理而形成防水的屋面。
特点：具有省工、省料、造价低和维修方便的优点。缺点是混凝土暴露在大气中容易引起风化和碳化，板面后期容易出现裂缝而引起渗漏。油膏和涂料易老化，接缝的搭盖处易产生飘雨等情况。
1、嵌缝式、脊带式防水：板缝嵌油膏防水。若在嵌缝上面再粘贴一层卷材(玻璃布较好)作防水层，则成为脊带式防水，其防水性能较嵌缝式为佳。
2、搭盖式防水：构造原理和瓦材相似,如用F型屋面板做防水构件，板的纵缝上下搭接，横缝和脊缝用盖瓦覆盖(图11-23)。
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图11-23 F板屋面铺设情况及节点构造
11.3 单层厂房地面
11.3.1 地面的组成
主要由面层、垫层和地基组成。另需增加一些其他层次，如结合层、找平层、防水(潮)层、保温层和防腐蚀层等。11.3.1.1 地基
当地基土质较弱或地面承受荷载较大时，对地面的地基应采取加强措施。一般的做法是先铺灰土层，或干铺碎石层，或干铺泥结碎石层，然后辗压压实。11.3.1.2 垫层
其厚度主要根据作用在地面上的荷载经计算确定。当地面直接安装中小型设备、有较大的荷载且不允许面层变形或裂缝，或有侵蚀性介质及大量水的作用时，采用刚性垫层。其材料有混凝土、沥青混凝土、钢筋混凝土等。当地面有重大冲击、剧烈振动作用或储放笨重材料时(有时伴有高温)，采用柔性垫层。其材料有砂、碎石、矿渣、灰土、三合土等。有时也把灰土、三合土作的垫层称半刚性垫层。11.3.1.3 面层
面层直接承受各种物理和化学作用。根据生产特征和对面层的使用要求选择。地面的名称按面层的材料名称而定。11.3.2 地面的类型及构造
按面层材料分：素土夯实、石灰三合土、水泥砂浆、细石混凝土、木板、陶土板等。安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)按使用性质分：一般地面和特殊地面(如防腐、防爆等)。按构造分：整体面层和板、块材面层两类。工业厂房常见地面构造见教材表11-2。
11.3.3 地面细部构造
11.3.3.1 缩缝、分格缝
当采用混凝土作垫层时，垫层应设置纵向、横向缩缝。纵向缩缝根据要求采用平头缝(图11-24a)或企口缝(图11-24b)，其间距一般为3～6m；横向缩缝宜采用假缝(图11-24c)其间距为6～12m。
在混凝土垫层上作细石混凝土面层时，其面层应设分格缝，分格缝应与垫层的缩缝对齐；如采用沥青类面层或块材面层时，其面层可不设缝；设有隔离层的水玻璃混凝土、耐碱混凝土面层的分格缝可不与垫层的缩缝对齐。
图11-24 垫层缩缝
11.3.3.2 地面的接缝
1、变形缝
位置：应与建筑结构的变形缝处理一致，且贯穿地面各构造层(图11-25(a))。在一般地面与振动大的设备(如锻锤、破碎机等)的基础之间应设变形缝；在承受荷载相差较大的两地段间也设置变形缝。
构造要求：变形缝的宽度为20～30mm，用沥青砂浆或沥青胶泥填缝。若面层为块料时，面层不再留缝(图11-25(b))。设有分格缝的大面积混凝土作垫层的地面，可不另设地面伸缩缝。在地面承受荷载较大，经常有冲击、磨损、车辆通过频繁等强烈机械作用的地面边缘须用角钢或钢板焊成护边。
图11-25 地面变形缝构造
2、交界缝
在交界处的垫层中预埋钢板焊接角钢嵌边，或用混凝土预制板加固(图11-26a、b)。当厂房内铺设有铁轨时，应考虑道渣及枕木安装方便，在距铁轨两侧不小于850mm的地带采用板、块材地面。为使铁轨不影响其他车辆和行人的通行，轨顶应与地面相平(图 11-26c)。
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图11-26 不同地面的交界缝
3、地面与墙间的接缝
地面与墙间的接缝处均设踢脚线，有水冲洗的车间需做墙裙，厂房中踢脚线高度不应小于150mm，踢脚线的的材料一般与地面面层相同，但须注意以下几点：(1)混凝土及沥青地面其踢脚线一般采用水泥砂浆；(2)块料地面的踢脚线可采用水磨石；
(3)设有隔离层的地面，其隔离层应延伸至踢脚线的高度，同时还应注意边缘的固结问题；
(4)当有腐蚀介质和水冲洗的车间，踢脚线的高度应为200～300mm，并和地面一次施工减少缝隙。11.3.3.3 地面排水
有腐蚀性液体作用的地段，不应流向柱、设备基础、墙根等处，而要做反向的斜坡。一般排水坡度根据地面材料和适用性质定。
厂房地面排水沟多用明沟，一般沟宽为lOOmm～250mm，沟底最浅处为1OOmm,沟底纵向坡度为0.5％。沟边与墙面或柱边距应≥150mm，并与地面一道施工。沟、地漏四周及地面转角处的隔离层，应适当增加层数。地漏中心线与墙柱边缘距应≦400mm。
11.3.3.4 地沟
厂房内各种管道缆线(如电缆、采暖、压缩空气、蒸汽管道等)需设在地沟中。地沟由沟壁、底板和盖板组成。常用有砖砌地沟和混凝土地沟(见图11-28)。
地沟上一般都设盖板，盖板表面应与地面标高相平。
当地沟穿过外墙时，应做好室内外管沟接头处的构造。
图11-28 地沟
11.3.3.5 坡道
厂房室内外高差一般为150mm。为便于通行车辆，在门口外侧须设置坡道。坡道宽度应大于门洞宽度1200mm，坡度一般为10％～15％，最大不超过30％。当坡安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)度>10％且潮湿，坡道应在表面作齿槽防滑，若有铁轨通入，则坡道设在铁轨两侧。轻钢结构厂房构造
章节组成： 12.1 概述 12.2 门式刚架 12.3 屋架 12.4 檩条
12.5 轻型围护结构
主要知识点：轻型屋面类型、檩条、门式刚架、角钢、T型钢屋架、轻型围护结构
12.1 概 述
概念：轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构形式，它包括所有轻型屋面下采用的钢结构。
特点：有较好的经济指标。不仅自重轻、钢材用量省、施工速度快，而且它本身具有较强的抗震能力，并能提高整个房屋的综合抗震性能。组成：由基础梁、柱、檩条、层面和墙体组成（图12-1）。
图12-1 轻钢结构
承重结构：一般采用门式刚架(图12-2)、屋架(图12-3)和网架(图12-4)为承重结构，其上设檩条、屋面板(或板檩合一的轻质大型屋面板)，下设柱(对刚架则梁柱合一)、基础，柱外侧有轻质墙架，柱内侧可设吊车梁。
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图12-2 门式刚架
图12-3 屋架
12.2 门式刚架
图12-4 网架(一)
12.2.1 刚架的形式及特点
图12-4 网架(二)形式：刚架结构是梁、柱单元构件的组合体，其形式应用较多的为单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架(根据需要可带挑檐或毗屋)，如图12-5所示。
图12-5 门式刚架的形式 安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)特点：
1、采用轻型屋面，不仅可减小梁柱截面尺寸，基础也相应减小。
2、在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。
3、刚架的侧向刚度有檩条的支撑保证，省去纵向刚性构件，并减小翼缘宽度。
4、刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度，做到材尽其用。
5、刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用其屈曲后强度。
6、竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载的作用不应忽视。在轻屋面门式刚架中，地震作用一般不起控制作用。
7、支撑可做得较轻便。将其直接或用水平节点板连接在腹板上，可采用张紧的圆钢。
8、结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。
12.2.2 门式刚架节点构造
12.2.2.1 横梁和柱连接及横梁拼接
门式刚架横梁与柱的连接，可采用端板竖放（图12-6(a)）、端板斜放（图12-6(b)）和端板平放（图12-6(c)）。横梁拼接时宜使端板与构件外缘垂直（图12-6(d)）。
图12-6 刚架横梁与柱的连接及横梁的拼接
主刚架构件的连接应采用高强度螺栓，吊车梁与制动梁的连接宜采用高强度螺栓摩擦型连接。
12.2.2.2 刚架柱脚
门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚宜采用平板式铰接柱脚。当有必要时，也可采用刚性柱脚。12.2.2.3 牛腿
牛腿的构造见图12-9。
图12-9 牛腿的节点构造
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12.3 屋 架
12.3.1 屋架的结构形式
屋架的结构形式主要取决于所采用的屋面材料和房屋的使用要求。
轻型钢屋架：以三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架为主。与普通钢屋架的设计方法原则相同，只是轻型钢屋架的杆件截面尺寸较小，连接构造和使用条件稍有不同。轻型梯形屋架：如图12-10，属平坡屋架，屋面系统空间刚度大，受力合力，施工方便。屋架跨度一般为15～30m，柱距6～12m，通常以铰接支承于混凝土柱顶。屋架的杆件材料一般采用角钢、T型钢、热轧H型钢或高频焊接轻型H型钢以及冷弯薄壁型钢(截面见图12-11)。双角钢可组成T形或十字形截面。
图12-10 轻型梯形钢屋架
图 12-11 冷弯薄壁型钢屋架杆件截面
12.4 檩 条
12.4.1 檩条的形式
檩条宜优先采用实腹式构件，也可采用空腹式或格构式构件。檩条一般为单跨简支构件，实腹式檩条也可是连续构件。12.4.1.1 实腹式檩条
包括槽钢檩条、高频焊接轻型H型钢檩条、卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条、卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条（直卷边Z形和斜卷边Z形），其截面形式如图12-13所示。
图12-13 实腹式檩条 安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)12.4.1.2 空腹式檩条
由角钢的上、下弦和缀板焊接组成，其主要特点是用钢量较少，能合理地利用小角钢和薄钢板，因缀板间距较密，拼装和焊接的工作量较大，故应用较少。12.4.1.3 格构式檩条
可采用平面桁架式、空间桁架式及下撑式檩条。
12.4.2 檩条的连接构造
12.4.2.1 檩条在屋架(刚架)上的布置和搁置
1、为使屋架上弦杆不产生弯矩，檩条宜位于屋架上弦节点处。当采用内天沟时，边檩应尽量靠近天沟。
2、实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对槽钢和Z形钢檀条，宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方向，以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩。
3、桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆，而腹杆和下弦杆宜垂直于地面。
4、脊檩方案。
实腹式檩条应采用双檩方案，屋脊檩条可用槽钢、角钢或圆钢相连，见图12-14。桁架式檩条在屋脊处采用单檩方案时，虽用钢量较省，但檩条型号增多，构造复杂，故一般以采用双檩为宜。
图12-14 脊檩方案(双檩)12.4.2.2 檩条与屋面的连接
檩条与屋面应可靠连接，以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的作用，这对一般不需验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。
檩条与压型钢板屋面的连接，宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。12.4.2.3 檩条的拉条和撑杆
拉条和撑杆的布置参见图12-15，互相采用螺栓连接。
图12-15 拉条和撑杆布置图
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《建筑构造》教案(魏海林)12.5 轻型围护结构
12.5.1 轻型墙面屋面类型
12.5.1.1 压型钢板
采用热镀锌钢板或彩色镀锌钢板，经辊压冷弯成各种波型，具有轻质、高强、美观、耐用、施工简便、抗震、防火等特点。12.5.1.2 太空板
以高强水泥发泡工艺制成的人工轻石为芯材，以玻璃纤维网(或纤维束)增强的上下水泥面层及钢(或混凝土)边肋复合而成的新型轻质墙面和屋面板材，具有刚度好、强度高、延性好等特点，有良好的结构性能和工程应用前途。12.5.1.3 加气混凝土屋面板
是一种承重、保温和构造合一的轻质多孔板材，以水泥(或粉煤灰)、矿渣、砂和铝粉为原料，经磨细、配料、浇筑、切割并蒸压养护而成，具有质量轻、保温效能好、吸声好等优点。因系机械化生产，板的尺寸准确，表面平整，一般可直接在板上铺设卷材防水，施工方便。
12.5.2 压型钢板墙面和屋面节点构造
12.5.2.1 轻型彩色涂色压型钢板墙面节点构造
压型钢板墙面的构造主要解决的问题是：固定点要牢靠、连结点要密封、门窗洞口要做防排水处理。
主要节点包括单块墙板的构造、墙面板的连接构造、墙面板的转角构造、墙身的窗洞口构造。
12.5.2.2 轻型彩色涂层压型钢板屋面节点
主要包括挑檐檐口节点、内天沟节点、屋脊节点、女儿墙泛水节点、屋面变形缝节点
本讲小结
1.单层厂房外墙主要起围护作用，目前使用比较广泛的有砌体墙、大型板材、轻 质板材三大类。大型板材墙的墙板布置方式有横向、竖向和混合布置，它与柱子的连接分柔性连接和刚性连接；轻质板材墙按材料分有石棉水泥波瓦、镀锌铁皮波瓦、塑料波瓦、压型钢（铝）板、玻璃钢波瓦、彩色压型钢板复合板等。
2.厂房屋面排水方式和民用建筑一样，分无组织排水和有组织排水两种。按屋面 部位不同，可分屋面排水和檐口排水两部分，其排水方式应根据气候条件、厂房高度、生产工艺特点、屋面面积大小等因素综合考虑。
3.厂房屋面柔性防水节点重点要处理好泛水、接缝、檐口、天沟等部位。钢筋混 凝土构件自防水屋面也是大型厂房屋面的常用形式，其缝的处理有嵌缝式、脊带式和搭盖式。
4.工业厂房地面的组成与民用建筑基本相同，也是由面层、垫层和地基组成。附加层次有结合层、找平层、防水(潮)层、保温层和防腐蚀层等。另外，要特别注意一些特殊部位的构造处理，如地面的缩缝和分格缝、地面接缝的处理，以及地沟。其它的，还要解决好厂房地面的排水和坡道的设置。安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)5.轻型钢结构是一种近几年来发展起来的一种新型结构形式除基础以外，整个轻型钢结构都是由型钢组成的钢结构。这种钢结构的形式一般采用门式刚架、屋架和网架。
6.门式刚架是梁、柱单元构件的组合体。由单跨、双跨或多跨等多种形式。梁柱构件之间多用高强螺栓连接。
7.轻型钢结构屋架，跨度一般为15-30m，柱距为6-12m。屋架杆件材料一般采用 角钢、T型钢、H型钢及冷弯薄壁型钢，构件之间多系用焊接形式。
8.檩条一般采用实腹式模钢、H型钢、卷边模形冷弯薄壁型钢、卷边Z型冷弯薄壁型钢。
9.轻型钢结构屋面通常采用压型钢板、太空板、加气混凝土板形式。
第二篇：建筑构造IP课稿本第9讲工业建筑概论1
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《建筑构造》教案(魏海林)工业建筑概论
章节组成： 10.1 概论 10.2 单层厂房设计
10.3 单层厂房定位轴线的划分
主要知识点：厂房分类、单层厂房结构组成、运输起重设备、平面布置、厂房高度、采光方式、采光通风天窗、屋顶形式、厂房定位轴线、跨度、柱距
10.1 概论
10.1.1 工业建筑的特点和分类
10.1.1.1 工业建筑的特点
1、厂房的建筑设计在适应生产工艺要求的前提下，应为工人创造良好的生产环境并使厂房满足适用、安全、经济和美观的要求。
2、厂房内部具有较大的敞通空间。
3、当厂房宽度较大时，屋顶上往往设有天窗；屋顶构造复杂，屋顶承重结构袒露于室内。
4、单层厂房多采用钢筋混凝土排架结构承重；多层厂房广泛采用钢筋混凝土骨架承重；特别高大的厂房，或有重型吊车的厂房，或高温厂房，或地震烈度较高地区的厂房，宜采用钢骨架承重。10.1.1.2 工业建筑的分类
1、按厂房的用途分：主要生产厂房、辅助生产厂房、动力类厂房、贮藏类建筑、运输类建筑。
2、按车间内部生产状况分：热加工车间、冷加工车间、有侵蚀性介质作用的车间、恒温恒湿车间、洁净车间。
3、按厂房层数分：单层厂房、多层厂房、混合层次厂房。
10.1.2 单层厂房的结构组成
采用钢筋混凝土排架结构，其结构构件的组成见图10-3。10.1.2.1 承重结构
1、横向排架 由基础、柱、屋架组成，主要是承受厂房的各种荷载。
2、纵向连系构件 由吊车梁、圈梁、连系梁、基础梁等组成，与横向排架构成骨架，保证厂房的整体性和稳定性；纵向构件主要承受作用在山墙上的风荷载及吊车纵向制动力，并将这些力传递给柱子。
3、支撑系统构件 屋架支撑和柱间支撑系统，支撑构件主要传递水平风荷载及吊车安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)产生的水平荷载，起保证厂房空间刚度和稳定性的作用。
图10-3 单层厂房构件部位示意
10.1.2.2 围护结构
包括外墙、屋顶、地面、门窗、天窗、地沟、散水、坡道、消防梯、吊车梯等。10.1.2.3 厂房内部的起重运输设备
1、单轨悬挂式吊车
吊车由运行部分和起升部分组成。单轨悬挂式吊车适用于小型起重量的车间，一般起重量为1～2t。
2、梁式吊车
梁式吊车由起重行车和支承行车的横梁组成。吊车轨道可悬挂在屋架下弦上或支承在吊车梁上。确定厂房高度时，应考虑该吊车净空高度的影响，结构设计时应考虑吊车荷载的影响。
3、桥式吊车(图10-6)由桥架和起重小车两大部分组成。桥架由两榀钢桁架或钢梁制作，支承在吊车梁的轨道上，沿厂房纵向运行；起重小车支承在桥架上，沿厂房横向运行。
桥式吊车跨度用LK表示(即桥架车轮间距离)，厂房跨度用L表示，LK＝L-2e，e表示吊车轨道中心线与纵向定位轴线之间的距离，常采用750mm。
吊车有单钩、双(或主、副)钩之分，Q＝5t，表示单钩吊车；Q＝20t／5t，表示主钩起重量为20t，副钩起重量为5t。
其它运输设备：例如电动平板车、电瓶车、载重汽车、火车等。安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)1-钢梁;2-运行装置;3-轨道;4-提升装置;5-吊钩;6-操纵开关;7-吊车梁
图10-5 梁式吊车
(a)桥式吊车立面图(b)桥式吊车平面图
图10-6 桥式吊车
10.2 单层厂房设计
10.2.1 单层厂房平面设计
10.2.1.1 厂房平面形式和生产工艺的关系
厂房平面形式与工艺流程、生产特征、生产规模等有直接的关系。常用的平面形式有矩形、方形、L形、II形和山形等。10.2.1.2 柱网的选择和尺寸的确定
柱网:厂房中，承重结构的柱子在平面上排列时所形成的网格(见图10-9)。柱网的选择，其实质是选择厂房的跨度与柱距。
跨度:屋架或屋面梁的跨度，即纵向定位轴线的间距。柱距:相邻两柱之间的距离，即横向定位轴线的间距。安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)
图10-9 单层厂房平面柱网布置示意
柱距和跨度尺寸必须符合国家规范《厂房建筑模数协调标准》(GBT6—86)的有关规定。当屋架跨度≤18m时，采用扩大模数30M的数列；当屋架跨度>18m时，采用扩大模数60M的数列。当工艺布置有明显优越性时，跨度尺寸可采用21m、27m、33m。单层厂房的柱距应采用扩大模数60M的数列，采用钢筋混凝土或钢结构时，常采用6m柱距，有时也可采用12m柱距。单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M的数列。
10.2.2 单层厂房剖面设计
10.2.2.1 生产工艺对剖面设计的影响
生产设备体形、工艺流程、生产特点、加工件的大小和重量以及垂直起重运输工具的种类和起重量等都直接影响厂房的剖面形式。10.2.2.2 厂房高度的确定
厂房的高度：指厂房室内地坪到屋顶承重结构下表面之间的距离。在一般情况下，常以柱顶标高来衡量厂房的高度，屋顶承重结构是倾斜的，其计算点应算到屋顶承重结构的最低点。
1、无吊车厂房的柱顶标高
通常指最大生产设备及其使用、安装、检修时所需的净空高度。一般不低于3.10m，柱顶高度应符合300mm的整倍数或100mm的倍数（砖石结构承重）。
2、有吊车厂房的柱顶标高
柱顶标高 HH1H2
轨顶标高 H1h1h2h3h4h
5轨顶至柱顶高度 H2h6h7
h1——需跨越最大设备，室内分隔墙或检修所需的高度；
h2——起吊物与跨越物间的安全距离，一般为400mm～500mm； h3——被吊物体的最大高度；
h4——吊索最小高度，根据加工件大小而定，一般大于1000mm； ≤18m 安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)h5——吊钩至轨顶面的最小距离，由吊车规格表中查得；
h6——吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由吊车规格表中查得； h7——屋架下弦至小车顶面之间的安全间隙。根据吊车起重量大小h7分别定为300mm、400mm、500mm。如屋架下弦悬挂有管线等其他设施时，还需另加必要尺寸。
钢筋混凝土结构的柱顶标高应符合300mm数列，轨顶标高按600mm数列确定，牛腿标高按300mm数列确定。柱子埋入地下部分也需满足模数化要求。
在工艺有高低要求的多跨厂房中，当高差值不大于1.2m时，不宜设置高度差；在不采暖的多跨厂房中高跨一侧仅有 图10-11 厂房高度的组成
一个低跨，且高差不大于1.8m时，也不宜设置高度差。所以，剖面设计中应尽量采用平行等高跨。
10.2.2.3 室内外地坪标高
室内外高差宜小，一般取100～150mm。应在大门处设置坡道。
当厂房内地坪有两个以上不同的地坪面时，主要地坪面的标高为±0.000。10.2.2.4 采光方式
1、侧面采光
分单侧采光和双侧采光两种。单侧采光的有效进深(当生产为中等精细程度)约为侧窗口上沿至工作面高度H的2.0倍。
在有桥式吊车的厂房中，常将侧窗分上下两段布置，分别为高侧窗和低侧窗。高侧窗下沿距吊车梁顶面一般取600mm左右。低侧窗下沿(窗台)应略高于工作面的高度，工作面高一般取1.0m左右。
2、顶部采光
在屋顶处设置天窗。顶部采光容易使室内获得较均匀的照度，采光率比侧窗高。
3、混合采光
当厂房很宽，侧窗采光不能满足整个厂房的采光要求时，采用混合采光方式。10.2.2.5 采光天窗的选择
1、矩形天窗
形式：沿厂房纵向升起局部屋面，在高、低屋面的垂直面上开设采光窗而形成。特点：当窗扇朝向南北时，室内光线均匀，直射光较少。受污染程度小，易于防水。窗可开启，有一定的通风作用。缺点是增加了厂房的体积和屋顶承重结构的集中荷载，屋顶结构复杂，造价高，抗震性能不好。
构造尺寸：合适的天窗宽度为1/2～1/3厂房跨度。两天窗的边缘距离l应大于相邻天窗高度和的1.5倍，即l1.5(h1h2)。
2、锯齿形天窗
形式：将厂房屋盖做成锯齿形，在两齿之间的垂直面上设采光窗而形成。
特点：采光效率比矩形天窗高。窗开启时，能兼起通风的作用。天窗窗口常采用北向或接近北向，阳光不会直射入室内，室内光线均匀稳定。锯齿形天窗多适用于要安徽广播电视大学建筑工程教学部
《建筑构造》教案(魏海林)求光线稳定和需要调节温湿度的厂房，如纺织厂、印染厂、精密仪器制造车间等。
3、横向下沉式天窗
形式：将相邻柱距的屋面板上下交错布置在屋架的上下弦上，通过屋面板位置的高差作采光口形成。
特点：可根据使用要求每隔一个或几个柱距灵活布置，采光效率与纵向矩形天窗相近，但造价较矩形天窗低；当厂房为东西向时，横向下沉式天窗为南北向，朝向好，有利于采光和通风，多适用于朝向为东西向的冷加工车间；也适用于要求通风量大的热加工车间。但是窗扇形式受屋架限制，构造复杂，厂房纵向刚度差。
4、平天窗
形式：在屋面板上直接设置采光口而形成。
特点：采光效率最高，而且构造简单，布置灵活（可以成点、成块或成带、片布置），施工方便，造价低（约为矩形天窗的1/3~1/4）。但直射光多易产生眩光，窗户一般不开启，起不到通风作用；在寒冷地区玻璃由于热阻小而易结露，形成水滴下落，影响使用；玻璃表面易积尘、积雪，且玻璃破碎易伤人。为便于排水，减少积尘，在实践中还出现了三角形天窗(图10-19)即将玻璃面抬高(一般与水平面夹角30°～45°)，宽为3～6m，需要设天窗架，其优缺点接近平天窗。
5、折板屋顶和壳体屋顶采光天窗的布置
用于单跨或宽度不大的厂房中，其采光可利用侧窗解决。当厂房较宽时，其采光方式，除采用平天窗外，还可采用如图所示的办法解决。
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