單層廠房

單層廠房具有形成高大的使用空間，容易滿足生產工藝流程要求，內部交通運輸組織方便，有利於較重生產設備和產品放置，可實現廠房建築構配件生產工業化以及現場施工機械化等特點。因此，單層廠房在冶金、機械製造、電機製造、化工以及紡織等工業建築中得到廣泛的應用。鋼筋混凝土單層廠房的常用結構形式有排架結構和剛架結構。

排架結構由屋架或屋面梁、柱和基礎組成。通常，排架柱與屋架或屋面梁為鉸接，而與其下基礎為剛結。按照廠房的生產工藝和使用要求不同，排架結構可設計為單跨或多跨、等高或不等高等多種形式。

對於跨度較大以及對相鄰廠房有較大幹擾的車間，應採用單跨廠房；對於跨度較小且生產工藝和使用要求相同或相近的一些車間，可組合成一個多跨廠房。多跨廠房有利於提高廠房結構的橫向剛度，減少柱的截面尺寸，節省材料，提高土地利用率，減少公共設施及工程管道等。但多跨廠房需設置天窗等解決通風和採光問題。

單層多跨廠房一般應設計成等高廠房，以使結構受力明確，設計和計算簡單；構件種類規格少，施工方便。但當生產工藝要求的相鄰跨高差較大時，則應設計成不等高廠房。

單層廠房中的排架結構，根據其所用材料不同，分為:

鋼筋混凝土—磚排架：由鋼筋混凝土屋架或屋面梁、燒結普通磚柱和基礎組成。其承載能力和抗震性能均較低，故一般用於跨度不大於15 m。柱頂標高不大於6.6 m、無吊車或吊車起重量小於5 t的中小型工業廠房。

鋼筋混凝土排架：由鋼筋混凝土的屋架或屋面梁、柱及基礎組成。由於其具有較高的承載能力和較好的抗震性能，因此，可用於跨度不大於36 m、檐高不大於20 m、吊車起重量不超過200 t的大型工業廠房。

鋼—鋼筋混凝土：排架由鋼屋架、鋼筋混凝土柱和基礎組成。其承載能力和抗震性能較鋼筋混凝土排架好，可用於跨度大於36 m、吊車起重量超過250 t的重型工業廠房。

鋼架結構通常由鋼筋混凝土的橫樑、柱和基礎組成。剛架柱與橫樑為剛接，與基礎常為鉸接。剛架結構按橫樑形式的不同，分為折線形門式剛架((a)、(b))和拱形門式剛架( (c))。

剛架結構的優點是樑柱整體結合，構件種類少，製作簡單，跨度和高度較小時比鋼筋混凝土排架結構節省材料。但其缺點是樑柱轉折處因彎矩較大而容易產生裂縫；同時，剛架柱在橫樑的推力作用下，將產生相對位移，使廠房的跨度發生變化。因此，剛架結構在有較大起重量的吊車廠房中的應用受到了一定的限制。剛架結構一般僅適用於無吊車或吊車起重量不大於10 t、跨度不大於18 m的中小型廠房或倉庫等建築。

（1）從建築上講，要求構成較大的空間。單層廠房是冶金、機械等車間的主要型式之一。為了滿足在車間中放置尺寸大、較重型的設備生產重型產品，要求單層廠房適應不同類型生產的需要，構成較大的空間。

（2）從結構上講，要求單層廠房的結構構件要有足夠的承載能力。由於產品較重且外形尺寸較大。因此作用在單層廠房結構上的荷載、廠房的跨度和高度都往往比較大，並且常受到來自吊車、動力機械設備的荷載的作用，要求單層廠房的結構構件要有足夠的承載能力。

（3）為了便於定型設計，單層廠房常採用構配件標準化、系列化、通用化、生產工廠化和便於機械化施工的建造方式。

一般來說，單層廠房屬於特殊廠房，只有一些特殊的行業才需要實用單層廠房，比如說，五金塑膠，機械設備，印刷紙品，模具等行業。

第一，從高度上：

單層廠房滴水位高度很重要，有的廠房高4-5米，有的6-7米，有個可高達11-12米或更高。一般越高的廠房建築起來會越困難，所需材料成本等也會越貴。

第二，從外部建築結構上：

1.簡易鐵皮：就是最簡單的，用鐵皮比較隨意搭建的廠房。

2.鋼結構廠房：鋼結構廠房裡面又分彩鋼結構或普通鋼結構。彩鋼結構的比普通的要好很多。

3.混泥土結構：是用磚頭建牆，混泥土封頂，這種結構安全性、隔熱性都要比上兩種好。

第三，從內部結構上：

分為有牛腿和沒有牛腿的，有牛腿的車間才可以裝天車（也稱行車），這在工業生產中是很重要的一環，如果有機器設備要裝天車的，就一定要有牛腿才能使用。

牆、邊柱與縱向定位軸線的關係：

*柱距6米、無吊車或Q≤20t邊柱外緣和牆內緣與軸線重合，稱封閉結合。

*柱距6米、32t≤Q≤50t邊柱外緣和牆內緣與軸線之間加聯繫尺寸D=125mm，稱非封閉結合。

*柱距12米、或Q≥50t聯繫尺寸D=250、500。

排架結構是目前最基本、最普遍的結構形式，有屋面（或屋面梁），柱和基礎組成，柱與屋架鉸接，與基礎剛接。根據生產工藝和使用要求的不同，排架結構可做成等高，不等高和鋸齒形等多種形式。

排架結構其跨度可超過30m，高度可達20~30m或者更高，吊車噸位可達150t甚至更大。排架結構傳力明確，構造簡單，施工亦較方便。

是柱與橫樑剛體接成一個構件，柱與基礎通常為鉸接。剛架的優點是樑柱合一，構件種類少，製作較簡單，且結構輕巧。當跨度和高度較小時，其經濟指標稍優於排架結構。剛架的缺點是剛架較差，承載後會產生跨變，樑柱轉角處易產生早期裂縫，所以對於有較大噸位吊車的廠房，剛架的應用受到一定的限制。

如果廠房的長度或寬度過大，當氣溫變化時，廠房結構地上部分熱脹冷縮大，而地下部分受溫度變化影響小，基本上不產生溫度變形。這樣，廠房上部結構的伸縮受到限制，結構內部產生溫度應力。當溫度應力較大時，可使屋面、牆體等開裂，影響廠房的正常使用。

為了減少溫度變化對廠房的不利影響，需要沿廠房的橫向或縱向設置伸縮縫，將廠房結構分成若干個溫度區段。溫度區段的劃分應儘可能簡單規整，並應使伸縮縫的數量最少。溫度區段的長度(伸縮縫之間的距離)與結構類型及其所處的環境條件有關。

《混凝土結構設計規範》規定，裝配式鋼筋混凝土排架結構的伸縮縫最大間距，在室內或土中時為100 m；在露天時為70 m。對於下列情況，伸縮縫的最大間距宜適當減小：

(1) 從基礎頂面算起柱高低於8 m。

(2) 屋面無保溫隔熱措施；

(3) 經常處於高溫作用或位於氣溫乾燥地區、夏季炎熱且暴雨頻繁的地區。

廠房的橫向伸縮縫應從基礎頂面開始；伸縮縫處採用雙柱、雙屋架(屋面梁)，縱牆和各構件間留出一定寬度的縫隙。對廠房的縱向伸縮縫，一般做法是將伸縮縫一側的屋架或屋面梁用滾軸式支座與柱相連。

一般不設。下列情況之一設：

¢相鄰部位高差很大；

¢相鄰跨吊車起重量懸殊；

¢下卧土層有很大變化；

¢各部分施工時間相差很長。

沉降縫應將廠房從屋頂至基礎完全分開，以使縫兩側結構發生不同沉降時不致影響廠房的使用功能。沉降縫可兼起伸縮縫的作用。

地震區的單層廠房為減輕震害，應考慮設置防震縫。當廠房的建築平面、立面複雜或結構相鄰部分的剛度、高度相差較大時，需採用防震縫將其分開。防震縫從基礎頂面開始沿廠房全高設置，其寬度需符合一定的要求，以避免地震時相鄰部分互相碰撞，導致廠房破壞。地震區廠房中設置的伸縮縫或沉降縫均應符合防震縫的要求。

為了使廠房的各個構件相互聯繫，形成空間骨架來抵抗外部作用，必須加設支撐系統。

廠房的支撐系統包括屋蓋支撐和柱間支撐兩大部分，其主要作用是：

(1) 在施工和使用階段保證廠房結構的幾何穩定性和安全。

(2) 保證廠房結構的空間整體性。

(3) 為主體結構構件提供側向支撐，減少其計算長度。

(4) 將某些局部性水平荷載(如風荷載、吊車水平荷載或地震作用)傳遞到主要承重結構構件上。

1 屋蓋支撐布置

屋蓋支撐包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、縱向水平支撐、垂直支撐、縱向水平系桿、天窗架支撐等。

（1）上弦橫向水平支撐

構成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架上弦桿構成的水平桁架。

作用：保證屋架上弦的側向穩定性；增強屋蓋的整體剛度；作為山牆抗風柱的頂端水平支座，承受由山牆傳來的風荷載和其他縱向水平荷載，並傳至廠房縱向柱列。

布置：當屋蓋為有檁體系，或屋蓋為無檁體系，但屋面板與屋架的連接質量不能保證且抗風柱與屋架上弦連接，每一伸縮縫區段端部第一或第二柱間布置；當設有天窗，且天窗通過廠房端部的第二柱間或通過伸縮縫，應在第一或第二柱間的天窗範圍內設置，並在天窗範圍內沿縱向設置1～3道通長的受壓系桿，將天窗範圍內各榀屋架與上弦橫向水平支撐連繫起來。

（2）下弦橫向水平支撐

沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦桿構成的水平桁架。

作用：將山牆風荷載及縱向水平荷載傳至縱向柱列；防止屋架下弦側向振動。

布置：當屋架下弦設有懸掛吊車，或廠房內有較大振動，或山牆風荷載通過抗風柱傳至屋架下弦，應在每一伸縮縫區段兩端的第一或第二柱間設置，宜與上弦橫向水平支撐設置在同一柱間。

（3）縱向水平支撐

構成：由交叉角鋼、直桿和屋架下弦第一節間組成縱向水平桁架

作用：加強屋蓋結構的橫向水平剛度；保證橫向水平荷載的縱向分佈，加強廠房的空間工作；保證托架上弦的側向穩定。

布置： (1) 廠房內設有硬鉤橋式吊車。 (2) 廠房內設有軟鉤橋式吊車，且廠房高大，吊車噸位較重時。 (3) 廠房設有5 t及以上鍛錘時。 (4) 廠房內設有5 t以上的壁行吊車時。 (5) 廠房內設有托架時，應儘可能與橫向水平支撐連接，以形成封閉的水平支撐系統。

以鋼筋混凝土單層廠房排架結構為例，它主要由承重構件和維護構件兩部分組成：

承重構件

1）柱。承受屋架、吊車梁、支撐、連繫梁和外牆傳來的荷載，並把它傳給基礎。

2）基礎。承受基礎梁和柱子傳來的全部荷載，並傳至地基。

3）屋架。屋蓋結構的主要承重構件，承受屋蓋上的全部荷載，再由屋架傳給柱子。

4）屋面板。直接承受板上的各類荷載，並將荷載傳給屋架。

5）吊車梁。設置在柱子的牛腿上，承受吊車和起重、運行中所有的荷載，並將其傳給柱子。

6）基礎梁。承受上部磚牆的重量，並把它傳給基礎。

7）連繫梁。是廠房縱向柱列的水平連繫構件，用以增加廠房的縱向剛度，承受風荷載或上部牆體的荷載，並把它傳給縱向列柱。

8）支撐系統構件。

維護結構

1）屋面。它是廠房維護結構的主要部分，受自然條件直接影響，必須處理好屋面的排水、防水、保溫、隔熱等方面問題。

2）外牆。廠房外牆通常採用自承重牆形式，除承自重和風荷載外，主要起防風、防雨、保溫、隔熱、遮陽、防火等作用。

3）門窗，起交通、採光、通風作用。

4）地面。它滿足生產使用要求，提供良好的勞動條件。