第2章 中、重型厂房结构设计

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在冶金，造船，机械制造等行业、有许多重型厂房，它们的显著特点是跨度大、高度大、吨位大。例如冶金工业的转炉车间，装配一个容积400m3的转炉时，共跨度可达30m，多层部分的高度可达80m，整个厂房占地面积达30000m2，吊车的起重量可达450t。在机械制造行业，有高度60m，吊车起重量高达1200t的重型厂房。综合分析可靠性，耐久性和经济性表明，这种重型工业厂房最适宜采用全钢结构建造。随着我国钢产量的增加，一些中型厂房也会采用全钢结构或钢屋盖结构。本章内容以重型厂房为主要对象，同时也论及中型厂房结构和一般钢桁架。

2.1 结构形式和结构布置 2.1.1 一般说明

在房屋建筑学中，已经学习了厂房的类别及平面、剖面和立面建筑设计的基本知识。重型厂房一般取单层刚(框)架结构形式，但也有一部分为多层刚架者。图2—1是典型单层单跨厂房构造简图，其屋顶既可采用钢屋架—大型屋面板结构体系，亦可采用钢屋架—檩条—轻型屋面板结构体系，或横梁—檩条—轻型屋面板结构体系。

图2—1 单层厂房构造简图

1—柱；2—屋架；3—吊车梁；4—天窗架；5—柱间支撑 吊车是厂房中常见的起重设备，按照吊车使用的繁重程度(亦即吊车的利用次数和荷载大小)，国家标准《起重机设计规范》(GB3811)将其分为八个工作级别，称为A1—A8。

吊车的工作制等级与工作级别的对应关系 表2—1

工作制等级 工作级别 轻级 A1—A3 中级 A4,A5 重级 A6,A7 特重级 A8

2.1.1.1 柱网布置和计算单元

厂房的柱网布置要综合考虑工艺、结构和经济等诸多因素来确定，同时还应注意符合标准化模数的要求。一般地，在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重量不小于50t时，柱距取12m较为经济；参数较小的厂房取6m柱距较为合适。如果采用轻型围护结构，

则取大柱距15m，18m及24m较适宜。位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。在一些工业部门．为了满足工艺要求，厂房亦可呈多跨形式(如图2—2所示)。

图2—2 柱网布置

国家规范要求，在厂房的纵向或横向的尺度较大时，一般应按表2—2在平面布置中设置温度收缩缝，以避免结构中衍生过大的温度应力。超出表中数值时，应考虑温度应力和温度变形影响。双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝原则上皆可采用，不过在地震城区宜布置双柱收缩缝。

温度区段长度表 （m） 表2—2 纵向温度区段（垂结构情况 直屋架或构架跨度方向） 横向温度区段 （屋架或构架跨度方向） 柱顶为刚接 柱顶为铰接