《学习情境21建筑制》PPT课件.ppt

建筑识图与 建筑构造,新世纪高职高专教材编审委员会 组编 主编 闫培明,新世纪高职高专 建筑工程技术类课程规划教材,JIANZHU SHITU YU JIANZHU GOUZAO,学习情境21 单层工业厂房的设计与构造,21.1 工业厂房建筑的分类与特点,21.2 厂房内部的起重运输设备,21.3 单层工业厂房的平面设计,21.4 单层工业厂房的剖面设计,21.5 单层工业厂房的构造,目 录,学习情境21 单层工业厂房的设计与构造,知识目标,能力目标,教学方法,建议学时,具有初步设计单层厂房与构造的能力。,具有初步设计单层厂房与构造的能力。,4学时,1.了解工业厂房建筑的分类； 2.熟悉工业厂房建筑的特点； 3.了解厂房内部的起重运输设备； 4.掌握单层厂房的组成； 5.理解单层工业厂房的平面、剖面设计的基本原理； 6.掌握单层工业厂房的外墙、屋顶、天窗、地面、大门和侧窗等构造做法,任务21.1 工业厂房建筑的分类与特点,工业建筑也称工业厂房，是产品生产及工人操作的场所，是为工业生产服务的。因此，工业厂房首先必须满足生产工艺的要求，能够布置和保护生产设备，并为工厂创造良好的生产环境和劳动保护条件，以利提高产品质量和劳动生产率。另外，工业厂房内一般都有笨重的机器设备、起重运输设备（吊车）等，因而大多采用单层厂房，以便将这些大型设备安装在地面，方便产品加工与运输。,任务21.1 工业厂房建筑的分类与特点,1. 按层数分 有单层厂房、多层厂房及层次混合的厂房等。 （1）单层工业厂房：是指层数仅为一层的工业厂房，主要适用于一些生产设备或振动比较大，原材料或成品比较重的机械、冶金等重工业厂房。,任务21.1 工业厂房建筑的分类与特点,（2）多层工业厂房：是指层数在2层以上的厂房，常用的层数为2-6层。其最大的特点是生产在不同标高楼层上进行，每层之间不仅有水平的联系，还有垂直方向的联系。,任务21.1 工业厂房建筑的分类与特点,（3）层次混合的工业厂房：是指在同一厂房内既有单层跨，又有多层跨。,任务21.1 工业厂房建筑的分类与特点,2.按用途分 有主要生产用房、辅助生产用房、后勤管理用房等。 （1）主要生产用房：生产全厂主要成品和半成品的车间； （2）辅助生产用房：配合或直接为主要生产车间服务的车间； （3）后勤管理用房：主要是指工厂中的办公、科研及生活设施等建筑 。,任务21.1 工业厂房建筑的分类与特点,3.按生产状况分 有热加工车间、冷加工车间、有侵蚀性介质作用的车间、恒温恒湿车间、洁净车间等。 （1）热加工车间：生产中集中散发大量余热； （2）冷加工车间：生产操作是在正常温、湿条件下进行的； （3）恒温恒湿车间：为保证产品质量，厂房内要求有稳定的温、湿度条件； （4）洁净车间：在成产过程中，产品对室内空气的洁净度要求很高，除通过净化处理，厂房围护结构应保证严密，以免大气灰尘的侵入。,任务21.1 工业厂房建筑的分类与特点,由于生产工艺复杂、生产环境要求多样，和民用建筑相比工业厂房在设计配合、使用要求、室内通风与采光、屋面排水及构造方面具有以下特点： （1）厂房平面要根据生产工艺的特点设计 （2）厂房内部空间大 （3）厂房的建筑构造比较复杂 （4）厂房骨架的承载力较大,任务21.2 厂房内部的起重运输设备,单轨悬挂吊车是在屋顶承重结构下部悬挂梁式钢轨，轨梁布置为直线或可转弯的曲线，在轨梁上设有可移动的滑轮组，沿轨梁水平移动，利用滑轮组升降起重。,任务21.2 厂房内部的起重运输设备,梁式吊车的起重量有1t、2t、3t、5t四种，包括悬挂式与支承式两种类型。,任务21.2 厂房内部的起重运输设备,桥式吊车通常是在厂房排架柱上设牛腿，牛腿上搁置吊车梁，吊车梁上安装钢轨，钢轨上设置能沿着厂房纵向滑移的双榀钢桥架（或板梁），桥架上设支承小车，小车能沿桥架横向滑移。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,单层厂房中的荷载有动荷载和静荷载两大类。动荷载主要来自吊车运行时的启动和刹车力，还有地震荷载、风荷载等。静荷载包括建筑物的自重、吊车的自重和雪荷载、积灰荷载等。根据上述荷载的传递路线，可将荷载分为竖向荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载三部分。,竖向荷载,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,横向水平荷载,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,纵向水平荷载,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,单层工业厂房主要由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊车梁、连系梁、柱和基础等构件组成。其中，横向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等构件组成横向承重体系，称为横向排架；纵向柱列、连系梁、柱间支撑、柱基等构件组成纵向承重体系，称为纵向排架。 1.屋盖结构 屋盖结构由屋面板、天窗架、屋架（或屋面梁）和托架组成。 2.吊车梁 主要承受吊车荷载（包括竖向荷载、横向和纵向水平荷载），并通过牛腿把它传给横向排架或纵向排架，同时起着连系纵向柱列的作用。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,3.支撑 包括柱间支撑和屋盖支撑，其主要作用是加强结构的空间刚度和稳定性，同时传递风荷载、吊车纵向水平荷载。 4.连系梁、基础梁和抗风柱 连系梁和基础梁一方面承受外墙的荷载，另一方面也起着形成纵向排架的作用。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,5.基础 基础承受排架以及基础梁传来的荷载，并将这些荷载传给地基。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,1. 影响平面形式的因素 （1）厂房在总平面图中的位置，拟建厂房地段的形状、大小、地形、地貌； （2）生产工艺流程； （3）厂房的生产规模及生产特征； （4）运输根据的类型； （5）厂房结构类型； （6）地区气象条件。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,2. 单层厂房平面轮廓形式 常见的平面形式有矩形、方形、L形、T形和山形等。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,在工业厂房建筑中，承重结构的柱子在平面上排列时所形成的网格称为柱网。柱网的尺寸是由柱距和跨度组成的。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,1. 柱网尺寸的确定 柱网尺寸的选择，首先应根据生产工艺与设备布置的要求，并根据建筑材料、结构形式、施工技术水平、经济效益以及建筑工业化和建筑空间上的要求来确定。 （1）跨度尺寸的确定 通过对生产工艺设备及运输通道、人员活动空间的计算来确定厂房的跨度。 （2）柱距尺寸的确定 单层厂房主要采用装配式钢筋混凝土结构体系，其基本柱距是6m。,任务21.3 单层工业厂房的平面设计,2. 柱网尺寸的经济分析 柱网尺寸经济性比较主要有两方面：一是单位面积造价和材料的消耗量；一是厂房面积的有效利用程度。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,单层厂房剖面设计是在平面设计的基础上进行的，主要解决建筑空间如何满足生产工艺的各项要求，并为提高建筑工业化创造条件。 剖面设计应满足以下要求：适应生产需要的足够空间；良好的采光和通风条件；屋面排水和满足室内保温隔热的围护结构；经济合理的结构方案。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,单层厂房的高度是指厂房室内地坪到屋顶承重结构下表面之间的距离。在一般情况下，它与柱顶距地面的高度基本相等，所以常以柱顶标高来衡量厂房的高度 1.无吊车厂房 在无吊车设备的厂房中，厂房的高度，主要取决于厂房内最高的生产设备及其安装检修所需的净高。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,2.有吊车厂房,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,（1）轨顶标高H1 H1=h1+h2+h3+h4+h5 式中 h1 生产设备、室内分隔墙或检修时所需的最大高度； h2 吊车与越过设备(或分隔墙)之间的安全距离(一般为400500mm)； h3 吊件的最大高度； h4 吊索最小高度，根据起吊物件大小和起吊方式而定，一般大于1000mm； h5 吊钩至轨顶面的最小尺寸，有吊车规格表中查得。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,（2）轨顶至柱顶高度H2 H2= h6+h7 式中 h6 吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由吊车规格表中查得； h7 屋架下弦至小车顶面的安全距离。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,（2）轨顶至柱顶高度H2 H2= h6+h7 式中 h6 吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由吊车规格表中查得； h7 屋架下弦至小车顶面的安全距离。 （3）柱顶标高H H=H1+H2,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,厂房的采光有天然采光和人工照明两种，白天室内利用天然光线获得照明的称为天然采光。由于天然光线质量好，又不耗费电能，而且是人们长期习惯和喜爱的工作环境，因此单层厂房大多采用天然采光。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,1. 天然采光的基本要求 （1）满足采光系数最低值的要求 室内工作面应有一定的光线，光线的强弱是用“照度”（即单位面积上所接受的光通量）来衡量的。 C En/Ew100 式中： En室内工作面上某点照度lx； Ew同一时刻室外全云天地面上的天空扩散照射下的照度lx。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,生产车间工作面上的采光系数最低值不应低于工业企业采光设计标准中规定的数据，见表21-3。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,工作面上采光系数是否满足设计要求，应选择厂房的典型剖面工作面上采光最不利点进行检验。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,（2）均匀的照度 为了减轻眼睛对于光照条件的频繁变化所引起的视觉疲劳，室内照度应当分布均匀，而采光口的类型、位置、朝向及透光材料等都会对照度的均匀性有直接影响。 （3）避免眩光 眩光是由于亮度过高或亮度对比过强所引起的不舒适感。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,2. 采光方式和采光口的选择 单层厂房的采光方式根据采光所在的位置不同，有侧面采光、顶部采光和混合采光三种方式。 （1）侧面采光 侧面采光是利用开设在侧墙上的窗子进行采光的方式，具有造价低，光线方向性强，均匀性较差等特点。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,（2）顶部采光 顶部采光是利用开设在屋顶上的天窗进行采光的方式。 （3）混合采光 当侧面采光不满足厂房的采光要求时，须在屋顶上开设天窗。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,3. 采光面积的确定 采光计算方法很多，一般可按工业企业采光设计标准 推荐的方法窗地面积比（表214）估算窗面积。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,厂房的通风方式有机械通风和自然通风两种。机械通风是依靠通风机的力量作为空气流动的动力来实现通风换气的。自然通风是利用自然力作为空气流动的动力来实现厂房的通风换气，通风量大，不耗费电能，是一种既简单又经济有效的通风方式，故一般厂房主要是采用自然通风，当自然通风还不能满足生产要求时，才辅以机械通风或采用空气调节设备。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,1. 自然通风的基本原理 单层厂房的自然通风是利用空气的热压和风压作用形成的。 （1）空气的热压作用 当厂房内部各种热源(如工业炉、机械加加工生产的热量)使室内空气温度提高，体积膨胀，容重变小而自然上升。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,(2)空气的风压作用 当风吹向房屋迎风面墙壁时，由于气流受阻，速度变慢，迎风面的空气压力增大，超过大气压力，此区域称正压区；背风面的空气压力，小于大气压力叫负压区。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,在正压区设进风口，而在负压区设置排风口，使室内外空气进行交换，这种利用风压而产生空气压力差进行通风的方式称为风压通风。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,2. 自然通风的组织 为使厂房具有良好的自然通风，在剖面设计中通常可考虑以下措施： （1）合理布置进、排气口位置 热压作用下自然通风的通风量与室内外的温度差和进、排气口之间的高差成正比，因此，在同样的散热量和进、排气口面积的条件下，应尽量增大进、排气口间的高度差，以提高厂房的通风量。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,寒冷地区的热车间进气低侧窗宜分为上下两排开启，夏季用下排窗进风，冬季关闭下排，用上排窗进气，以免冷风直接吹向工人身上。,任务21.4 单层工业厂房的剖面设计,3. 合理布置热源 合理布置热源，可提高厂房自然通风的效果。当工艺条件允许时，可利用穿堂风的风向，热源应布置在复杂主导风向的下风向，有天窗时，利用热压为主的自然通风，热源应布置在天窗口的下方，使热气流的排出路线短捷。,任务21.5 单层工业厂房的构造,单层工业厂房按承重结构不同可分为墙承重结构和骨架承重结构两种类型。墙承重结构由基础、墙和钢筋混凝土屋架组成，这种结构构造简单、施工方便，但由于砖的强度较低，只适应于跨度不大于15m，无吊车或吊车起重量不超过50kN的中小型厂房。骨架承重结构是由横向骨架和纵向联系构件组成的承重结构。,任务21.5 单层工业厂房的构造,骨架承重结构的外墙与墙承重结构的外墙不同，它不承受荷载而只起围护作用。 1. 单层厂房外墙的分类 单层厂房的外墙按材料可分为砖墙、板材墙、开敞式外墙等；按承重方式可分为承重墙、承自重墙、框架墙等。 2. 单层厂房外墙的构造 单层厂房通常为装配式钢筋混凝土排架结构，因此它的外墙在连系梁以下一般为承自重墙，在连系梁上部为框架墙。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（1）墙与柱的相对位置 墙与柱的相对位置有两种方案，一种是墙体砌筑在柱外侧，这种方案构造简单、施工方便、热工性能好，便于基础梁、连系梁等构配件的定型化和统一化等优点。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（2）墙体与柱子的连接 柱子与墙的连接构造：为使砖墙与排架柱保持一定的整体性与稳定性，厂房外墙应与柱子可靠连接。,任务21.5 单层工业厂房的构造,女儿墙的拉结构造：女儿墙厚度一般不小于240mm，高度由构造要求和使用要求共同决定。,任务21.5 单层工业厂房的构造,抗风柱的连接构造：因山墙面积较大，所受到的风荷载也较大，故在山墙处应设置抗风柱，在山墙处的墙体应与抗风柱连接，当厂房的跨度在15m以下，柱顶标高在8m以下时，可以采用砖砌抗风柱并与砖墙一起砌筑。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（3）墙身变形缝 墙身变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种缝隙。,任务21.5 单层工业厂房的构造,1.侧窗 在工业厂房中，侧窗的主要作用是通风和采光，有时还要根据生产工艺的特点，满足其他特殊要求,任务21.5 单层工业厂房的构造,2.大门 厂房大门主要是供生产、运输及人流通行、疏散之用。,表 21-5 厂房大门洞口参考尺寸,任务21.5 单层工业厂房的构造,厂房大门的种类较多，按材料分有钢木门、木门、钢板门、空腹薄壁钢门等，按用途分有运输工具通行的大门、防火门、保温门、防风门等。按大门开启方式分有平开门、上翻门、推拉门、升降门、折叠门、卷帘门,任务21.5 单层工业厂房的构造,单层厂房屋面的特点是屋面的面积大，而且厂房屋面还要受到吊车的冲击荷载和机械振动的影响，因此屋面必须有一定的强度和足够的整体刚度。,任务21.5 单层工业厂房的构造,1. 屋面的排水 （1）屋面的排水方式 厂房屋面排水方式分为无组织排水和有组织排水两种，根据排水管道的布置位置，有组织排水又可分为天沟外排水、内排水和悬吊管外排水三种，可根据表21-5选择。,表21-6 屋面排水方式,任务21.5 单层工业厂房的构造,厂房屋面的雨水主要从沿墙天沟和中间天沟排除。多跨厂房的中间天沟和沿墙天沟，一般都采用有组织的内排水方式,任务21.5 单层工业厂房的构造,（2）屋面坡度和水斗水管 为保证排水通畅，排水天沟应有一定的排水坡度，其纵向坡度一般取0.51。,任务21.5 单层工业厂房的构造,2. 屋面的防水 屋面防水和排水的有机结合，才能有效阻止雨水、雪在流泻过程中向屋面侵入或渗透。屋面防水的类型主要有卷材防水、刚性防水、构件自防水等几种。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（1）卷材防水 卷材防水屋面在单层工业厂房中应用较为广泛，其构造原则和做法与民用建筑基本相同，但采用大型预制钢筋混凝土屋面板的卷材防水屋面，在板缝处尤其是在横缝处(屋架上弦板材对接处)容易开裂。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（2）刚性防水。 刚性防水屋面是指采用密实性较好的细石混凝土或防水砂浆做防水层的屋面防水。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（3）构件自防水。 构件自防水是指利用屋面板本身的密实度和平整度、大坡度，再配合嵌缝或搭盖缝等措施以达到防水的目的。,任务21.5 单层工业厂房的构造,搭盖式是利用屋面板上下搭盖住板缝，用盖瓦和脊瓦覆盖横缝和脊缝的方式解决屋面防水问题。,任务21.5 单层工业厂房的构造,3. 屋面的保温与隔热 根据厂房所在地区及厂房内部生产状况的不同，厂房屋面需要不同的保温、隔热处理。其中可分为保温型、不保温型和隔热型。为了加速积雪的融化，有组织排水的屋顶天沟有时需要做成半保温的形式。 （1）保温 屋面保温仅在我国北方地区采暖厂房中设置。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（2）隔热 在炎热地区的低矮厂房中，一般应做隔热处理。,任务21.5 单层工业厂房的构造,在大跨度和多跨的单层工业厂房中，为了满足天然采光和自然通风的要求，常在厂房的屋顶上设置各种天窗。,任务21.5 单层工业厂房的构造,（1）矩形天窗 矩形天窗在我国应用比较普遍，一般是沿厂房纵向布置，在厂房屋面两端和变形缝两侧的第一柱距通常不设天窗。,任务21.5 单层工业厂房的构造,天窗架 天窗架是天窗的承重结构，支承在屋架上弦（或屋面梁上缘）上，承担天窗部分的屋面重量。,任务21.5 单层工业厂房的构造,天窗端壁 天窗两