单层厂房钢结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁(或制动桁架)、各种支撑以及墙架等构件组成的空间体系。这些构件按其作用可分为下面几类:
(a)无檩屋盖;(b)有檩屋盖
(1)横向框架。由柱和它所支承的屋架或屋盖横梁组成,是单层厂房钢结构的主要承重体系,承受结构的自重、风、雪荷载和吊车的竖向与横向荷载,并把这些荷载传递到基础。
(2)屋盖结构。承担屋盖荷载的结构体系,包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。
(3)支撑体系。包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等,它一方面与柱、吊车梁等组成单层厂房钢结构的纵向框架,承担纵向水平荷载;另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构,从而保证了单层厂房钢结构所必需的刚度和稳定。
(4)吊车梁和制动梁(或制动桁架)。主要承受吊车竖向及水平荷载,并将这些荷载传到横向框架和纵向框架上。
(5)墙架。承受墙体的自重和风荷载。
此外,还有一些次要的构件如梯子、走道、门窗等。在某些单层厂房钢结构中,由于工艺操作上的要求,还设有工作平台。
二、柱网和温度伸缩缝的布置
1、柱网布置
柱网布置就是确定单层厂房钢结构承重柱在平面上的排列,即确定它们的纵向和横向定位轴线所形成的网格。单层厂房钢结构的跨度就是柱纵向定位轴线之间的尺寸,单层厂房钢结构的柱距就是柱子在横向定位轴线之间的尺寸。
(a)各列柱距相等;(b)中列柱有抽柱
进行柱网布置时,应注意以下几方面的问题:
(1)应满足生产工艺要求。厂房是直接为工业生产服务的,不同性质的厂房具有不同的生产工艺流程,各种工艺流程所需主要设备、产晶尺寸和生产空间都是决定跨度和柱距的主要因素。柱的位置(包括柱下基础的位置)应和地上(地下)设备、机械及起重运输设备等相协调。此外,柱网布置尚应考虑未来生产发展和生产工艺的可能变动。
(2)应满足结构的要求。为了保证车间的正常使用,使厂房具有必要的刚度,应尽量将柱布置在同一横向轴线上,以便与屋架或横梁组成横向框架,提供尽可能大的横向刚度。
(3)应符合经济合理的原则。柱距大小对结构的用钢量影响较大,较经济的柱距可通过具体方案比较确定,例如,在柱子较高、跨度较大而吊车起重量又较小的车间中,采用大柱距可能是经济合理的。为了降低制作和安装钢结构厂房工作量,应尽量实现结构构件的统一化和标准化,满足《厂房建筑统一化基本规则》的规定:当单层厂房钢结构跨度小于或等于18 m时,应以3m为模数,即9m、12 m、15 m、18 m;当厂房跨度大于18 m时,则以6m为模数,即24 m、30 m、36 m。但是当工艺布置和技术经济有明显的优越性时,也可采用21 m、27 m、33 m等。厂房的柱距一般采用6m较为经济,当工艺有特殊要求时,可局部抽柱,即柱距做成12 m;对某些有扩大柱距要求的单层厂房钢结构也可采用9m及12 m柱距。