建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)講義:?jiǎn)螌訌S房的結(jié)構(gòu)體系2
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四、單層工業(yè)廠房的屋蓋結(jié)構(gòu)
(一)組成
一般由屋面梁(或屋架)、屋面板、檁條、托架、天窗架、屋蓋支撐系統(tǒng)等組成。
1.屋面根據(jù)材料的不同分為:由輕型板材組成的有檁體系和由大型屋面板(預(yù)制)組成的無檁體系。
2.有檁體系是在屋面梁(或屋架)上鋪設(shè)檁條,檁條上放置輕型板材而成。檁條的間距1.0~5.
3.無檁體系是指在屋面梁或屋架上,直接放置預(yù)制大型鋼筋混凝土預(yù)制板的屋蓋。 大型屋面板的尺寸一般為1.
(二)屋蓋支撐系統(tǒng)
1.屋蓋結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng),通常由下列支撐組成:
(1)屋架和天窗架的橫向支撐;還可分為屋架和天窗架的上弦橫向支撐以及屋架下弦
(2)屋架的縱向支撐;還可分為屋架上弦縱向支撐和屋架下弦縱向水平支撐。
(3)屋架和天窗架的垂直支撐。
(4)屋架和天窗架的水平系桿;還可分為屋架和天窗架上弦水平系桿以及屋架下弦水 平系桿。
所有支撐應(yīng)與屋架、托架、天窗架和檁條(或大型屋面板)等組成完整的體系。
2.屋蓋結(jié)構(gòu)的支撐形式一般可按以下要求采用:
(1)屋架和天窗架的上弦橫向支撐,屋架下弦橫向水平支撐和屋架上弦縱向支撐以及 屋架下弦縱向水平支撐,一般采用十字交叉的形式。
(2)屋架和天窗架的垂直支撐,可參考圖10-35(a)-(d)的形式選用;其中,圖10―35(c)一般用于天窗架兩側(cè)的垂直支撐,圖10-35(d)為兼作檁條的垂直支撐。
(3)屋架和天窗架的水平系桿,包括柔性系桿(拉桿)和剛性系桿(壓桿),通常,柔性系桿采用單角鋼,剛性系桿采用由兩個(gè)角鋼組成的十字形截面。
在有檁屋蓋體系中,檁條可兼作橫向支撐的承壓桿(剛性桿)。此時(shí),充任支撐承壓桿的檁條應(yīng)計(jì)算其所承受的軸心力。
3.屋蓋結(jié)構(gòu)支撐是屋蓋結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分,它的作用是將廠房某些局部水平荷載 傳遞給主要承重結(jié)構(gòu),并保證屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用過程中的整體剛度和穩(wěn)定性。
(1)屋架和天窗架上弦橫向支撐,主要是保證屋架和天窗架上弦的側(cè)向穩(wěn)定,當(dāng)屋架上弦橫向支撐作為山墻抗風(fēng)柱的支承點(diǎn)時(shí),還能將水平風(fēng)力或地震水平力傳到縱向柱列。
屋架下弦橫向水平支撐,當(dāng)作為山墻抗風(fēng)柱的支承點(diǎn)時(shí),或當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車 和其他懸掛運(yùn)輸設(shè)備時(shí),能將水平風(fēng)力或懸掛吊車等產(chǎn)生的水平力或地震水平力傳到縱向 柱列;同時(shí)能使下弦桿在動(dòng)荷載作用下不致產(chǎn)生過大的振動(dòng)。
(2)屋架的縱向支撐通常和橫向支撐構(gòu)成封閉的支撐體系,加強(qiáng)整個(gè)廠房的剛度。屋 架下弦縱向水平支撐能使吊車產(chǎn)生的水平力分布到鄰近的排架柱上,并承受和傳遞縱墻墻 架柱傳來的水平風(fēng)力或地震水平力。當(dāng)廠房設(shè)有托架時(shí),還能保證托架的平面外穩(wěn)定。
(3)屋架的垂直支撐及水平系桿主要是保證屋架上弦桿的側(cè)向穩(wěn)定和縮短屋架下弦桿 平面外的計(jì)算長(zhǎng)度。屋架端部的垂直支撐,承受由屋架橫向支撐傳來的水平風(fēng)力或縱向地 震水平力;中部的垂直支撐主要是保證安裝時(shí)屋架位置的正確性。當(dāng)下弦橫向水平支撐和 垂直支撐設(shè)置在廠房?jī)啥嘶驕囟壬炜s縫區(qū)段兩端的第二個(gè)屋架間時(shí),則第一個(gè)屋架間的下弦水平系桿,除能縮短屋架下弦平面外的計(jì)算長(zhǎng)度外,當(dāng)山墻抗風(fēng)柱與屋架下弦連接時(shí), 尚有傳遞山墻水平風(fēng)力和穩(wěn)定抗風(fēng)柱的作用。
(4)天窗架的垂直支撐及水平系桿除了保證天窗架的側(cè)向穩(wěn)定外,對(duì)于天窗架側(cè)立柱 處的垂直支撐,還能承受和傳遞由天窗架上弦橫向支撐傳來的水平風(fēng)力和縱向地震水平 力;天窗中部的垂直支撐主要是為了安裝的需要而設(shè)置的。
4.在進(jìn)行屋蓋結(jié)構(gòu)支撐的布置時(shí),應(yīng)考慮:廠房的跨度和高度,柱網(wǎng)布置,屋蓋結(jié)構(gòu)形式,有無天窗,吊車類型、起重量和工作制,有無振動(dòng)設(shè)備,有無特殊的局部水平荷載等因素。
通常,每一溫度伸縮縫區(qū)段,或分期建設(shè)的工程,應(yīng)分別設(shè)置完整的支撐系統(tǒng)。
5.在無檁屋蓋體系中,當(dāng)采用寬度為1.
(1)每塊屋面板與屋架上弦桿或天窗架上弦桿的焊接應(yīng)保證三點(diǎn)焊牢,在廠房端部或 溫度伸縮縫處,當(dāng)不可能焊接三點(diǎn)時(shí),允許沿屋面板縱肋一側(cè)焊接兩點(diǎn)。
(2)當(dāng)屋架間距為
(3)屋面板肋間的空隙,應(yīng)用150-200號(hào)的細(xì)石混凝土灌實(shí)。
(4)跨度為
6.屋架橫向支撐的設(shè)置:
屋架橫向支撐包括上弦橫向支撐和下弦橫向水平支撐;下弦橫向水平支撐一般應(yīng)與上 弦橫向支撐設(shè)置在同一屋架間內(nèi)。
在通常情況下,無論是有檁或無檁屋蓋體系均應(yīng)設(shè)置屋架上弦橫向支撐。
在有檁屋蓋體系中,上弦橫向支撐中的承壓桿(剛性系桿)可采用檁條代替。但此時(shí),充任承壓桿的檁條除應(yīng)符合壓桿允許長(zhǎng)細(xì)比的要求外,還應(yīng)根據(jù)下述兩種情況分別求其所承受的軸心力,并取兩者中較大者對(duì)檁條驗(yàn)算。
一是,當(dāng)屋架上弦平面內(nèi)作用有沿房屋縱向的水平荷載時(shí),求作用于檁條的最大軸心 力;
二是,取與剛性系桿(承壓檁條)兩端相連接的兩榀屋架上弦桿的毛截面面積(C┫) 的20倍(對(duì)于Q235鋼)或30倍(對(duì)于16Mn鋼)作為作用于檁條的軸心力(kN)。
凡屬下列情況之一者,一般宜設(shè)置屋架下弦橫向水平支撐。
(1)屋架跨度≥
(2)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車(或懸掛運(yùn)輸設(shè)備),或廠房?jī)?nèi)設(shè)有橋式吊車或振動(dòng)設(shè)備時(shí);
(3)山墻抗風(fēng)柱支承于屋架下弦時(shí);
(4)采用有彎折下弦的鋼屋架時(shí);
(5)當(dāng)屋架設(shè)有通長(zhǎng)的下弦縱向水平支撐時(shí)。
7.屋架的上弦橫向支撐和下弦橫向水平支撐,一般宜設(shè)在廠房?jī)啥嘶驕囟壬炜s縫區(qū)段兩端的第一個(gè)屋架間內(nèi)(圖10-36)或第二個(gè)屋架間內(nèi)。當(dāng)溫度伸縮縫區(qū)段的長(zhǎng)度大于
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