排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾點(diǎn)問(wèn)題分析

【摘要】排架結(jié)構(gòu)主要用于單層工業(yè)廠房，是構(gòu)成整體的空間結(jié)構(gòu)，是廠房的重要載重體系。本文主要詳細(xì)地分析工業(yè)廠房的排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)設(shè)計(jì)人員提出相關(guān)意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、廠房、問(wèn)題、分析

排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是通過(guò)屋架（或屋面梁）、柱、基礎(chǔ)等柱組成橫向平面排架，再由縱向構(gòu)件將平面排架接連起來(lái)，縱向構(gòu)件主要有屋面板、吊車梁、支撐等等。

排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自身的平面內(nèi)承重力和剛度都較強(qiáng)。但是排架間的承載力則較弱，為了避免風(fēng)荷載的一個(gè)推移，發(fā)生側(cè)面移動(dòng)，在兩個(gè)支架之間必須加上對(duì)應(yīng)的支撐。排架結(jié)構(gòu)有多種形式，可分為等高、不等高等。排架結(jié)構(gòu)的材料也不一樣，可分為：鋼—鋼筋混凝土、鋼筋混凝土和鋼筋混凝土一磚等。排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮幾個(gè)因素：基本體系、計(jì)算方法、排架柱、抗風(fēng)柱、支撐設(shè)置、維護(hù)抗風(fēng)柱的拉結(jié)。

一、基本體系

排架結(jié)構(gòu)的基本體系包括 屋蓋結(jié)構(gòu)、橫向排面結(jié)構(gòu)、縱向排面結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)。屋蓋結(jié)構(gòu)有兩個(gè)體系，分別無(wú)檁體系和有檁體系。屋蓋結(jié)構(gòu)主要的組成物件為屋面板、屋架、檁條、屋蓋支撐。無(wú)檁體系沒(méi)有檁條，并且其屋面板為大型屋面板。有檁體系有檁條，屋面面板為小型。有檁體系由于其剛度小整體性差，故僅適合于小型廠房。設(shè)置有屋面板的天窗架及其支撐，可以滿足廠房的通風(fēng)和采光需求。為了生產(chǎn)工作或要求抽柱時(shí)，廠房設(shè)計(jì)人員則需在抽柱的屋架下安裝托架。其組成物件的作用各不相同：屋面板主要是直接承載屋面活荷載、積灰荷載、雪荷載、風(fēng)荷載等，并將重量傳給支構(gòu)件；天窗架承受天窗傳接的重量，并且將其傳給屋架；檁條除了承受荷載并且傳給屋架，同時(shí)能夠加強(qiáng)屋蓋的剛度；屋架承受屋蓋全部荷載，將其傳至排架柱頂；托架承受其上屋架傳來(lái)的荷載，并傳給支承柱。總之，屋蓋結(jié)構(gòu)除起承力作用外，還起著圍護(hù)作用。

橫向平面排架組成的構(gòu)件為一系列橫向柱列、橫梁和基礎(chǔ)。橫向平面排架主要承受廠房結(jié)構(gòu)的豎向荷載和橫向水平荷載，并且將其承受的荷載傳達(dá)給基礎(chǔ)和地基。由于廠房的主要承力結(jié)構(gòu)是橫面排架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)運(yùn)算，以確保其穩(wěn)定性。

縱向平面排架的組成物件為縱向柱列、連系梁、吊車梁、柱間支撐及基礎(chǔ)等。其作用除了保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向剛度和穩(wěn)定性和承受廠房結(jié)構(gòu)的縱向水平荷載，還把其傳給基礎(chǔ)。縱向排面結(jié)構(gòu)僅采用構(gòu)造措施即可，一般不需要計(jì)算，。但當(dāng)其遇到縱向柱子少于7根或考慮防地震時(shí)，就要計(jì)算縱向平面排架。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成要件，分別為縱橫墻、圈梁、基礎(chǔ)梁、抗風(fēng)柱等。來(lái)自于自重或墻重以及風(fēng)荷載的重量被這些構(gòu)建承受。

二 計(jì)算方法

橫向平面排架（簡(jiǎn)稱橫向排架）承擔(dān)主要承受單層廠房結(jié)構(gòu)受到的荷載。橫向排架以廠房縱向等間距排列；除吊車荷載外，結(jié)構(gòu)自重、雪荷載、風(fēng)荷載等均勻分布于沿縱向。因此，廠房橫向排架所承受的荷載和受力強(qiáng)度均相等。在計(jì)算時(shí)，憑借相鄰柱距的中線，我們可以取出有代表性的一截作為計(jì)算單元。這一單元的橫向排架承擔(dān)該計(jì)算單元范圍內(nèi)的全部荷載。由于吊車的大車可以縱向推移，因此，不能按計(jì)算單元考慮吊車梁傳接給排架柱的吊車荷載。

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以做三條基本假定：第一、排架柱下面堅(jiān)固地相接于基礎(chǔ)上面；第二、排架柱頂端與屋架或屋面梁交接；第三、橫梁成軸向變形的剛性連桿可忽略不計(jì)。

三、排架柱

排架柱有矩形和工字形截面柱及雙肢柱等常用形式。為了保證廠房在使用過(guò)程中不出現(xiàn)較大的變形，排架柱的截面尺寸不僅要求滿足截面的承載力，還要具備較強(qiáng)的剛度。對(duì)于排架柱的截面尺寸，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)和資料，進(jìn)行參考設(shè)計(jì)。

另外，在考慮排架柱形式時(shí)，實(shí)際情況一般有這樣的規(guī)定。當(dāng)其截面高度h小于或等于500 毫米時(shí)，采用矩形截面柱；當(dāng)高度在600到800毫米時(shí)，采用矩形或工字形；當(dāng)高度在900到1200毫米時(shí)，采用工字形；當(dāng)1300 毫米至1500 毫米時(shí)，采用工字形或雙肢柱；當(dāng)高度大于1600 毫米時(shí)，采用雙肢柱。

四、抗風(fēng)柱、

設(shè)置抗風(fēng)柱將山墻分為若干個(gè)區(qū)域，在單層廠房的端橫墻（山墻）受面積較大的強(qiáng)風(fēng)時(shí)，就需要承受較強(qiáng)的風(fēng)荷載，將其直接傳給縱向的柱列，另外一部分則憑借連接抗風(fēng)柱與屋架上弦或下弦傳給其下基礎(chǔ)。，為了加強(qiáng)抗風(fēng)柱風(fēng)荷載傳接作用，使其可靠地傳達(dá)屋架直至縱向柱列的風(fēng)荷載，抗風(fēng)柱與屋架既要保證連接，又要允許兩者有豎向移位的選擇性避免廠房與抗風(fēng)柱由于下降不均勻產(chǎn)生不利的影響。

廠房的跨度和高度對(duì)廠房的建設(shè)有一定的影響。當(dāng)廠房的跨度和高度較大時(shí)，應(yīng)在其里面?zhèn)认蛟O(shè)置鋼筋混凝土材料的抗風(fēng)柱，并將鋼筋與山墻相連接。相反，廠房的跨度為九米到十二米并且高度在小于8 米時(shí)，抗風(fēng)柱將選擇使用與山墻同時(shí)砌筑的磚壁柱。抗風(fēng)柱與屋架既要可靠的連接，以保證把風(fēng)荷載有效地傳給屋架直至縱向柱列；又要允許兩者之間具有一定豎向位移的可能性，以防廠房與抗風(fēng)柱沉降不均勻時(shí)產(chǎn)生不利的影響。在實(shí)際工程中，抗風(fēng)柱與屋架常采用橫向有較大剛度，而豎向又可位移的鋼制彈簧板連接。如在設(shè)計(jì)鋼筋混凝土抗風(fēng)柱時(shí)，上柱宜采用矩形截面大于或等于350x350的面積；下柱可采用寬度大于350 mm，截面高度大于600 mm，且h大于He/25的矩形截面或工字形截面（He為抗風(fēng)柱基礎(chǔ)頂至和屋架連）

五、支撐設(shè)置

所有的支撐體系需要按照設(shè)計(jì)要求并且依據(jù)合理的計(jì)算方式。當(dāng)房屋考慮防震要求時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定。

（1）一般，設(shè)置上、下柱間支撐在廠房的中部，且上柱支撐與下柱支撐間有配套的設(shè)置；

（2）如果有吊車或八度和九度時(shí)，那么我們應(yīng)該在廠房單元兩端增加上柱支撐的設(shè)置；

（3）如果廠房單元較長(zhǎng)或八度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地和九度時(shí)，那么我們可設(shè)置兩道柱間支撐在廠房單元中部三分之一的區(qū)段內(nèi)。

（4）應(yīng)采用鋼型，交叉式的柱間支撐，并且其斜桿與水平面的夾角不大于55°。

（5）支撐桿件的長(zhǎng)度與粗細(xì)度不宜超過(guò)具體情況的相關(guān)科學(xué)數(shù)值。

（6）在交叉點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置厚度不應(yīng)小于10mm的節(jié)點(diǎn)板，并且焊接斜桿與交叉節(jié)點(diǎn)板 及端節(jié)點(diǎn)板

六、維護(hù)墻與抗風(fēng)柱的拉結(jié)

單層廠房的整體空間受力結(jié)構(gòu)由屋蓋結(jié)構(gòu)、橫向及縱向平面排架、圍護(hù)結(jié)構(gòu)四部分組成。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分為縱墻、橫墻（山墻）、圈梁、基礎(chǔ)梁、抗風(fēng)柱。來(lái)自墻重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載被圍護(hù)墻承受。抗風(fēng)柱主要承接的風(fēng)荷載由廠房端橫墻（山墻）傳來(lái)，接著并將其傳給基礎(chǔ)及屋蓋結(jié)構(gòu)。縱墻和橫墻主要是承自重砌體墻，但是有的大型廠房也可以采用預(yù)制板。廠房結(jié)構(gòu)受到的風(fēng)荷載由墻體傳接給柱子。

結(jié)束語(yǔ)：分析排架結(jié)構(gòu)的幾個(gè)問(wèn)題，有利于我們研究實(shí)際操作中遇到的疑難問(wèn)題，將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐之中，領(lǐng)悟其精髓使知識(shí)靈活運(yùn)用，更有助于解決實(shí)際生活中的房子排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，提高自身的技術(shù)水平。

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