单层厂房设计 (2).ppt

,目录第一篇民用建筑设计与构造第一章民用建筑设计第二章建筑平面设计第三章建筑剖面设计第四章建筑体型及立面设计第五章建筑构造概论第六章墙体与基础第七章楼梯第八章楼地层第九章屋顶第十章门和窗第二篇工业建筑设计第十一章工业建筑第十二章单层厂房设计第十三章单层厂房构造第十四章多层厂房平面设计,1.单层厂房的组成。2.单层厂房的平面设计。3.单层厂房的剖面设计。4.单层厂房的定位轴线设计。5.单层厂房的立面设计及内部空间设。,第十二章单层厂房设计12.1单层厂房的组成12.1.1单层厂房组成12.1.2构件的组成12.2单层厂房的平面设计12.2.1总平面对平面设计的影响12.2.2平面设计与生产工艺的关系12.2.3平面设计与运输设备的关系12.2.4单层厂房常用平面形式12.2.5柱网选择12.2.6生活间12.3剖面设计12.3.1厂房高度的确定12.3.2建筑设计的程序12.3.3自然通风12.4单层厂房定位轴线12.4.1横向定位轴线12.4.2纵向定位轴线12.4.3纵横跨连接处柱与定位轴线的联系12.5单层厂房立面设计及内部空间处理12.5.1立面设计12.5.2内部空间处理,第十二章单层厂房设计,(1)生产工段(也称生产工部)，是加工产品的主体部分；(2)辅助工段，是为生产工段服务的部分；(3)库房部分，是存放原料、材料、半成品、成品的地方；(4)行政办公生活用房。,12.1.1房屋的组成,房屋的组成：系指单层厂房内部生产房间的组成。生产车间是工厂生产的基本管理单位，它一般由四个部分组成：,第十二章单层厂房设计12.1单层厂房设计,12.1单层厂房设计,(1)横向排架：由基础、柱、屋架(或屋面梁)组成。(2)纵向连系构件：由基础梁、连系梁、圈梁、吊车梁等组成。(3)为了保证厂房的刚度，还设置屋架支撑、柱间支撑等支撑系统。,12.1.2构件的组成,典型的装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房，它包括下列几部分承重构件：,第十二章单层厂房设计12.1单层厂房设计,12.1单层厂房设计,12.1.2.2维护结构,12.1.2.1承重结构（见图121）,隔断、作业梯、检修梯等。,单层厂房的外围护结构包括外墙、屋顶、地面、门窗、天窗等。,12.1.2.3其它结构,第十二章单层厂房设计12.1单层厂房设计,(1)总平面对平面设计的影响；(2)平面设计与生产工艺的关系；(3)平面设计与运输设备的关系；(4)单层厂房常用平面形式；(5)柱网选择；,单层厂房的平面设计主要研究以下几方面的问题：,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2单层厂房平面设计,1.厂区人流、货流组织对平面设计的影响（见图122）2.地形的影响（见图123）3.气象条件的影响,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.1总平面对平面设计的影响,1.生产工艺流程的影响（见图124）直线布置（见图125a）平行布置（见图125b）垂直布置（见图125c）2.生产状况的影响3.生产设备布置的影响,12.2.2平面设计与生产工艺的关系,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,图124金工装配车间工艺流程图,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,1.起重运输设备的类型吊车单轨悬挂吊车（见图128a）梁式吊车（见图128b、c）桥式吊车（见图129、10）其它：（见图1211a、b）其它运输设备（见图1211c）2.起重运输设备与厂房平面设计的关系（见图127）,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.3平面设计与运输设备的关系,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,图2-7,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,确定单层厂房平面形式的因素很多，主要有：生产规模大小、生产性质、生产特征、工艺流程布置、交通运输方式以及土建技术条件等。单层厂房平面形式概括起来可分为一般和特殊两种类型。一般的平面形式是以矩形为主（见图1212（a)、（b）、（c）、（d）、（e）。特殊的平面形式有L、II、III形平面（见图1212（f）、（g）、（h）。此外，还有天井式、单元式平面等（见图1212(i)、(j)）。,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.4单层厂房常用平面形式,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,1.矩形平面平行多跨组合的平面，适于：直线式的生产工艺流程（见图1213a）往复式的生产工艺流程（见图1213b、c）跨度相互垂直布置的平面，适用于：垂直式的生产工艺流程（见图1213d）2.L、平面L形平面（见图1213(f)）II形平面（见图1213(g)）形平面（见图1213(h)）,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.4单层厂房常用平面形式,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,1.柱网尺寸的确定单层厂房柱网尺寸示意图（见图1214）跨度尺寸的确定（见图1215）生产工艺中生产设备的大小及布置方式车间内部通道的宽度满足厂房建筑模数协调标准的要求柱距尺寸的确定,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.5柱网选择,扩大柱网的优点可以提高厂房面积的利用率。为使设备基础与柱基础不致相碰撞，需在柱周围留出一定的距离d（见图1216）。在6m柱距的厂房中，每一柱距内只能布置一台机床，若将柱距扩大到12m，则每一柱距内可布置三台机床（见图1217）。有利于大型设备的布置和产品的运输。柱网愈大，愈能满足生产设备的布置要求以及产品的装配和运输。能适应生产工艺变更及生产设备更新的要求。柱网扩大后，使生产工艺流程的布置有较大的灵活性。能减少构件数量，但增加了构件重量（见表122）。减少柱基础土石方工程量。12m柱距在工程中的应用通常有下面的两种方案带托架方案不带托架（见图1218）,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.5柱网选择,2.扩大柱网:,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,矩形平面144m24m单层厂房各柱网构件数量比较表122,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,生产卫生用室闭锁式存衣柜开放式存衣柜或挂衣钩生活卫生用室行政办公室生产辅助用室,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.6生活间,12.2.6.1生活间的组成,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.6生活间,毗连式生活间概念：紧靠厂房外墙(山墙或纵墙)布置的生活间称为毗连式生活间。二层的生活间，紧靠山墙布置（见图1219(a)）二层的生活间，紧靠外纵墙布置（见图1219(b)）毗连式生活间的优点生活间至车间距离短、联系方便；生活间与车间之间共用一道墙，节省材料；可将车间层高较低的房间布置在生活间内，以减小建筑体积；占地较省；寒冷地区对车间保温有利；易与总平面图人流跖残协调一致；可避开厂区运输繁忙的不安全地带,12.2.6.2.生活间的布置,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.6生活间,毗连式生活间的缺点不同程度地影响车间的采光和通风，（见图1219(a)）生活间较长，影响车间的天然采光和自然通风，在这种情况下，边跨应设采光天窗；车间内部如有较大振动、灰尘、余热、噪声、有害气体时，对生活间有干扰，危害较大。,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.6生活间,当生活间的高度高于厂房高度时，毗连墙应设在生活间一侧，而沉降缝则位于毗连墙与厂房之间（图12-20(a)。墙下的基础按两种处理情况：带形基础。柱式基础。当厂房高度高于生活间时，毗连墙设在车间一侧，沉降缝则设于毗连墙与生活间之间（见图12-20（b）。,设置沉降缝的处理方案,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,12.2.6生活间,独立式生活间：独立式生活间与车间的连接方式有三种(见图1221)走廊连接。天桥连接。地道连接。厂房内部式生活间内部式生活间是将生活间布置在车间内部可以充分利用的空间内。内部式生活间布置方式：在边角、空余地段布置生活间在车间上部设夹层。利用车间一角布置生活间；在地下室或半地下室布置生活间,2.生活间的布置,第十二章单层厂房设计12.2单层厂房平面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.1厂房高度的确定,(1)无吊车厂房(2)有吊车厂房(见图1222)多跨厂房中，由于厂房高低不齐（见图1223），在采暖和不采暖的多跨厂房中，当高差值等于或小于1.2m时不宜设高度差。在不采暖的厂房中，当高跨一侧仅有一个低跨，且高差值等于或小于1.8m时，也不宜设高度差。见(图1224(a)和(图1224(b),1.柱顶标高的确定,12.3剖面设计,当厂房内有个别高大设备或需高空间操作的工艺环节时，为了避免提高整个厂房的高度，可采取降低局部地面标高的方法。(见图1225)某厂房变压器修理工段有时，也可利用两榀屋架间的空间来布置个别特殊高大的设备。(见图1226)正对屋架布置移到两榀屋架间布置,2.剖面空间的利用,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.1厂房高度的确定,厂房室内地坪的绝对标高是在总平面设计时确定的。室内地坪的相对标高定为0.000。室内外相差不宜太大，一般取150200mm，且常常用坡道连接。在工艺允许的条件下，可将车间各跨分别布置在不同标高的台阶上，工艺流程则可由高跨处流向低跨处，利用物体自重进行运输，这样，可以大量减少运输费和动力的消耗。（见图1227）。当跨度是垂直于等高线布置，而地形坡度又较陡时，在工艺允许的条件下，可使同一跨地坪分段布置在不同标高的台阶上，（见图1228(a)）、（见图1228(b)）有时，还可利用地形较低的部分设置半地下室，作为成品库或辅助生产用房（见图1229）。,3.室内地坪标高的确定,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.2天然采光,(1)满足采光系数最低值的要求,1.天然采光的基本要求,(2)满足采光系数最低值的要求（见图1232）(3)避免在工作区产生眩光,采光系数C：以室内工作面上某一点的照度与同时间露天场地上照度的百分比表示，这个比值称为室内某点的采光系数（见图1230）作业场所工作面上的采光系数标准值（见表123）；生产车间和工作场所的采光等级举例（见表124）采光曲线：工作面一般取距地面1m高的水平面。在横剖面上进行验算，连接各点采光系数值则形成采光曲线，采光曲线反映该剖面的采光情况(图1231)。,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.2天然采光,2.采光方式,(1)侧面采光（见图1233(a)、(b)、(e)）;（见图1234)（见图1235);（见图1236);（见图1237)单侧采光（见图1234）双侧采光（见图1233(b)、(e)）混合采光（见图1233(c)）(2)顶部采光（见图1233(d)、(f)、(g)、(h)、(i)）(3)混合采光（见图1233(c)）,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,作业场所工作面上的采光系数标准值表123,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,生产车间和工作场所的采光等级举例表124,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.2天然采光,3.采光天窗的形式和布置,(1)采光天窗的形式采光天窗有多种形式，常见的有矩形、梯形、三角形、M形、锯齿形以及横向天窗、平天窗等（见图1238）。矩形天窗（见图1239）M形天窗（见图1240）锯齿形天窗（见图1241）横向下沉式天窗（见图1242）平天窗（见图1243）,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.2天然采光,3.采光天窗的形式和布置,(2)采光天窗的布置采光天窗的布置须结合天窗形式、屋盖结构和构造、厂房朝向、生产要求等因素综合考虑。（见图1238）纵向布置(天窗带平行于屋脊)横向布置(天窗带垂直于屋脊)点式或块状布置选择采光天窗形式及布置方式应结合屋盖结构形式。(见图1244)，(见图1245)。,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.2天然采光,4.采光面积计算:初步设计阶段可采用窗地面积比,窗地面积比表125,注：当I级采光等级的车间采用单侧窗或级采光等级的车间采用矩形天窗时，其采光不足的部分应照明补充。,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.3自然通风,1.自然通风的基本原理,(1)热压作用(见图1246)(2)风压作用(见图1247),2.冷加工车间的自然通风冷加工车间室内无大的热源，室内余热量较小，一般按采光要求设置的窗，其上有适当数量的开启扇和为交通运输设置的门就能满足车间内通风换气的要求,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.3自然通风,3.热加工车间的自然通风,(1)进、排风口的布置(见图1246)压值的大小与进、排风口的中心线距离H成正比。所以，热加工车间进风口布置得越低越好。南方炎热地区进风口低侧窗窗台标高，可以低于1m；北方寒冷地区热车间的低侧窗可分为上下两排，夏季将下排窗开启，上排窗关闭(见图1248(a)。冬季上排窗开启，下排窗关闭(见图1248(b)低侧窗宜采用平开窗或立旋窗，尤其以立旋窗为最佳。（见图1249）排风口的位置应尽可能高一些，一般设在柱顶处，（见图1250(d)）当设有天窗时，天窗位置一般在屋脊处，（见图1250(b)）；另外，天窗宜设在散发热量较大的设备上方，（如图1250(c)）,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.3自然通风,3.热加工车间的自然通风,(2)通风天窗的类型矩形通风天窗：空气流动出现三种状态当风压小于热压时，（见图1251(a)）；当风压等于热压时，（见图1251(b)）；当风压大于热压时，（见图1251(c)）。(见图1252)下沉式通风天窗：下沉式通风天窗有三种形式,井式通风天窗：处于屋顶中部的称为中井式天窗(见图1253)，设在边部的称为边井式天窗。纵向下沉式通风天窗：将部分屋面板沿厂房纵向搁置在屋架下弦上形成的天窗称为纵向下沉式通风天窗(见图1254)。横向下沉式通风天窗：沿厂房横向将一个柱距内的屋面板全部搁置在屋架下弦上所形成的天窗称为横向下沉式通风天窗(图1242),第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,12.3.3自然通风,3.热加工车间的自然通风,(2)通风天窗的类型,开敞式厂房开敞式是指外墙不设窗扇而用挡雨板代替(见图1255);(见图1256);。全开敞式厂房下开敞式厂房上开敞式厂房,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.3剖面设计,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,12.4单层厂房定位轴线,单层厂房定位轴线是确定厂房主要承重构件位置及其标志尺寸的基准线，同时也是厂房施工放线和设备定位的依据。(见图1257),第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,12.4.1横向定位轴线,1、中间柱与横向定位轴线的联系屋架（或屋面梁）支撑在柱子的中心线上，中间柱的横向定位轴线与柱的中心线相重合，横向定位轴线之间的距离即是柱距，在一般情况下，也就是屋面板、吊车梁长度方向的标志尺寸(见图1258（a）)。,2、横向伸缩缝、防震缝与定位轴线的联系横向温度伸缩缝和防震缝处的柱子采用双柱双屋架，可使结构和建筑构造简单。为了保证伸缩缝、防震缝宽度的要求，该处应设两条横向定位轴线；考虑符合模数及施工要求，两柱的中心线应从定位轴线向缝66两侧各移600mm。两条定位轴线间的插入距离A值，等于伸缩缝或防震缝的缝宽c(c值按有关规范确定)。该处两条横向定位轴线与相邻横向定位轴线之间的距离与其它柱距保持一致(图1258(b)。,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,12.4.1横向定位轴线,3、山墙与横向定位轴线的联系(1)山墙为非承重墙时，横向定位轴线与山墙内缘重合，并与屋面板(无檩体系)的端部形成“封闭”式联系。(见图1258(c);。(见图1259)。山墙抗风柱柱距宜采用6000mm，使连系梁、基础梁等构件可以通用(见图1259)。(2)山墙为砌体承重墙时，墙体内缘与横向定位轴线的距离按砌体的块材类别为半块或半块的倍数、或墙体厚度的一半，(见图1260）中的值。,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,12.4.2纵向定位轴线,1、外墙、边柱与纵向定位轴线的联系在支承式梁式吊车或桥式吊车的厂房设计中，由于屋架(或屋面梁)和吊车的设计生产制作都是标准化的，建筑设计应满足下述关系式：式中L屋架跨度，即纵向定位轴线之间的距离；Lk吊车跨度，即同一跨内两条吊车轨道中心线的距离(也就是吊车的轮距)，可查吊车规格资料；e纵向定位轴线至吊车轨道中心线的距离，其值一般为750mm，当吊车为重级工作制而需要设安全走道板，或者吊车起重量大于50t时，可采用1000mm。根据(图1261(a)可知：eh+K+B则：Ke-(h+B)式中K吊车端部外缘至上柱内缘的安全距离；h上柱截面高度；B轨道中心线至吊车端部外缘的距离，查吊车规格资料。,单层厂房的纵向定位轴线主要用来标注厂房横向构件如屋架（或屋面梁）长度的标志尺寸和确定屋架(或屋面梁)、排架柱等构件间的相互关系。,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,12.4.2纵向定位轴线,1、外墙、边柱与纵向定位轴线的联系(1)封闭式结合的纵向定位轴线：当定位轴线与柱外缘重合，这时屋架上的屋面板与外墙内缘紧紧相靠，称为封闭式结合的纵向定位轴线。(见图1261(a)(2)非封闭式结合的纵向定位轴线：非封闭式结合的纵向定位轴线，是指该纵向定位轴线与柱子外缘有一定的距离。因屋面板与墙内缘之间有一段空隙，故称为非封闭结合。（见图1261(b)）2、中柱与纵向定位轴线的联系(1)当厂房平行等高跨时，通常设置单柱和一条定位轴线，柱的中心线一般与纵向定位轴线相重合(见图1262(a)。当等高跨两侧或一侧的吊车起重量30t、厂房柱距6m或构造要求等原因，柱中心线一般与插入距中心线相重合(图1262(b)。(2)当厂房为平行不等高跨，且采用单柱时，高跨上柱外缘一般纵向定位轴线相重合（见图12-63)。,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,12.4.3纵横跨连接处柱与定位轴线的联系,有纵横跨的厂房，由于纵跨和横跨的长度、高度、吊车起重量都可能不相同，为了简化结构和构造，设计时，常将纵跨和横跨的结构分开，并在两者之间设置伸缩缝、防震缝、沉降缝。纵横跨连接处设双柱、双定位轴线。两定位轴线之间设插入距A(见图1264)。当纵跨的山墙比横跨的侧墙低，长度小于或等于侧墙，横跨又为封闭结合轴线时，则可采用双柱单墙处理(见图1264(a)，插入距A为砌体墙厚度与变形缝宽度之和。当横跨为非封闭结合时，仍采用单墙处理(见图1264(b)，这时，插入距A为砌体墙厚度、变形缝宽度与联系尺寸D之和。当墙体不是砌体而是墙板时，为满足吊装所需操作尺寸，可增大变形缝宽度C值。,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,第十二章单层厂房设计12.4单层厂房的定位轴线,12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,1、影响单层厂房立面设计的因素(1)使用功能的影响（见图1265）、（见图1266）(2)结构、材料的影响（见图1267）(3)环境、气候的影响2、墙面划分(1)垂直划分（见图1268）(2)水平划分（见图1269）(3)混合划分（见图1270）,12.5.1立面设计,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,12.5.2内部空间处理,1、使用功能厂房内部空间应满足生产要求，同时也应考虑空间的艺术处理。2、空间利用3、设备管道4、室内绿化5、建筑色彩在车间内部的应用红色：用以表示电器、火灾的危险标志；禁止通行的通道和门；防火消防设备、高压电的室内电裸线、电器开关起动机件、防火墙上的分隔门。橙色：危险标志黄色：警告的标志。绿色：安全标志。蓝色：多用于上下水道，冷藏库的门，压缩空气的管道。白色：界线的标志，用于地面分界线。,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,第十二章单层厂房设计12.5单层厂房立面设计及内部空间处理,第十二章单层厂房设计,本章小结：本章主要介绍单