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1 第五篇工业建筑设计 第3章单层工业建筑设计 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成按结构支承方式分 1 承重墙支承 建筑的跨度 高度 吊车荷载较小时采用 2 骨架支承 建筑的跨度 高度和吊车荷载较大采用 2 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 骨架结构特点 第3章单层工业建筑设计 骨架结构分类 砌体结构 钢筋混凝土结构和钢结构 3 砌体结构 由砖石等砌块砌筑成柱子 钢筋混凝土屋架 或屋面大梁 钢屋架等组成 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 4 装配式钢筋混凝土结构 组成 横向骨架和纵向连系构件 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 5 装配式钢筋混凝土结构 特点 坚固耐久 采用预制装配法施工 建设周期短 节省钢材 造价较低 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 自重大 抗震性能不如钢结构工业建筑 6 装配式钢筋混凝土结构 1 边列柱 2 中列柱 3 屋面大梁4 天窗架 5 吊车梁 6 连系梁 7 基础梁 8 基础 9 外墙 10 圈粱 ll 屋面板12 地面 13 天窗扇14 散水15 风力 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 7 装配式钢筋混凝土结构 几种常见预制钢筋混凝土柱 a 矩形柱 b 工字型柱 c d 双肢柱 e 管柱 8 装配式钢筋混凝土结构 某厂房断面示例 9 装配式钢筋混凝土结构 厂房外观 10 钢结构 钢结构厂房 钢柱 钢屋架 11 钢结构 钢结构厂房示例 钢檩条 钢柱 12 钢结构厂房示例 13 钢结构厂房示例 支撑 14 钢结构厂房示例 15 钢结构厂房示例 16 钢结构厂房内部示例 17 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 空间结构 屋顶部分改用轻型屋盖 如V型折板结构 单面或双面曲壳结构 或者网架结构 18 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 门式刚架 门架 梁柱合一的结构形式 可用钢筋混凝土或钢结构制作 T形板 用作竖向承重构件时相当于墙柱结合的构件 特点 构件类型少 节省材料 19 3 1单层工业建筑的结构类型与构件组成 薄壳式屋顶结构门式刚架结构 20 3 2单层工业建筑的柱网选择 3 2 1生产工艺是工业建筑设计的依据 第3章单层工业建筑设计 生产工艺是工业建筑设计的依据 21 3 2单层工业建筑的柱网选择 3 2 1生产工艺是工业建筑设计的依据 22 三种生产工艺流程形式 直线式 直线往复式和垂直式 3 2单层工业建筑的柱网选择 直线式 适应的平面形式是矩形平面 可以是单跨 亦可是多跨平行布置 单跨或两跨平行时采光通风较易解决 但建筑外墙面积过大 对保温隔热不利 这种平面简单规整 适合对保温要求不高或生产工艺流程无法改变的工业建筑 3 2 2工业建筑平面形式的选择 生产工艺流程与平面形式 23 往复式 相适应的平面形式是多跨并列的矩形平面 甚至方形平面 形状规整 占地面积小 外墙面积较小 对节约材料和保温隔热有利 结构构造简单 造价低 适合于多种生产性质的工业建筑 采光通风及屋面排水复杂 垂直式 相适应的平面形式是L形平面 即出现垂直跨 纵横跨相接处 结构和构造复杂 经济性较差 3 2单层工业建筑的柱网选择 3 2 2工业建筑平面形式的选择 生产工艺流程与平面形式 24 常见生产工艺流程示意图 25 3 2 2工业建筑平面形式的选择 生产工艺流程与平面形式 三种平面形式的经济性比较 方形平面与矩形平面 L形平面相比 在面积相等的条件下 矩形 L形平面外围护结构的周长比方形平面长约25 同时 方形厂方的造价也比矩形 长条形厂房低6 20 3 2单层工业建筑的柱网选择 26 3 2 2工业建筑平面形式的选择 生产状况与平面形式 生产状况也影响着工业建筑的平面形式 如热加工车间在生产过程中散发出大量的余热和烟尘 在平面设计中应具有良好的自然通风条件 建筑平面不宜太宽 3 2单层工业建筑的柱网选择 生产工艺有时要求建筑平面设计成L形 有良好的通风 采光 排气 散热和除尘功能 适用于中型以上的热加工车间 以便于排除产生的热量 烟尘和有害气体 在平面布置时应将纵横跨之间的开口迎向夏季主导风向或与主导风向呈0 45 夹角 改善通风效果和工作条件 27 3 2 3柱网的选择 3 2单层工业建筑的柱网选择 28 3 2 3柱网的选择 3 2单层工业建筑的柱网选择 工艺设计人员在设计中 根据工艺流程和设备布置状况 对跨度和柱距提出初始的要求 建筑设计人员在此基础上 依照建筑及结构的设计原则 最终确定工业建筑的跨度和柱距 柱网尺寸由跨度和柱距确定 柱网的选择就是选择跨度和柱距 29 柱网确定的原则是 3 2单层工业建筑的柱网选择 3 2 3柱网的选择 30 柱网确定的原则 3 2单层工业建筑的柱网选择 3 2 3柱网的选择 31 柱网确定的原则 3 2单层工业建筑的柱网选择 3 2 3柱网的选择 32 柱网确定的原则 四 扩大柱网 为适应现代工业生产的变化 工业建筑应具有灵活性与通用性 扩大柱网是途径之一 将柱距由6m扩大至12m 18m乃至24m 如柱网 跨度 柱距 15m 12m 18m 12m 24m 12m 18m 18m 24m 24m等 大柱网在钢结构中更易于实现 3 2单层工业建筑的柱网选择 3 2 3柱网的选择 33 柱距 跨度 柱网实例 34 柱距 柱网实例 35 3 3 1工业建筑高度的确定 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 第3章单层工业建筑设计 36 3 3 1工业建筑高度的确定 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 37 3 3 1工业建筑高度的确定 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 柱顶标高的确定 38 2 有吊车工业建筑 H 柱项标高 m 必须符合3M的模数 H1 吊车轨道顶面标高 m 为柱牛腿标高 应符合扩大模数3M数列 如牛腿标高大于7 2m时 应符合扩大模数6M数列 与吊车梁高 吊车轨高及垫层厚度之和 一般由工艺设计人员提出 h6 吊车轨顶至小车顶面的高度 m 根据吊车资料查出 H7 小车顶面到屋架下弦底面之间的安全净空尺寸 mm 按国家标准及根据吊车起重量可取300mm 400mm 及500mm 3 3 1工业建筑高度的确定 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 柱顶标高的确定 39 2 有吊车工业建筑 由于吊车梁的高度 吊车轨道及其固定方案的不同 计算得出的轨顶标高 H1 可能与工艺设计人员所提出的轨顶标高有差异 最后轨顶标高应等于或大于工艺设计人员提出的轨顶标高 H1值重新确定后 再进行H值的计算 我国 厂房建筑统一化基本规则 规定 在多跨工业建筑中 当高差值等于或小于1 2m时不设高差 在不采暖的多跨工业建筑中 高跨一侧仅有一个低跨 且高差值等于或小于1 8m时 也不设置高差 当有地震设防要求时 上述高差小于2 4m时 宜做等高跨处理 柱顶标高的确定 3 3 1工业建筑高度的确定 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 40 高度对造价有直接影响 确定高度时应有效地利用和节约空间 降低建筑造价 3 3 1工业建筑高度的确定 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 41 柱顶位置 42 柱顶位置 43 厂房内部示例 44 厂房内部示例 45 厂房内部示例 46 柱顶位置 厂房内部示例 47 二 室内地坪标高的确定 3 3 1工业建筑高度的确定 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 48 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 单层工业建筑屋顶形式与排水方式 3 3 2单层工业建筑屋顶形式与排水方式 49 长天沟端部外排水 50 多脊双坡有组织内排水实例 51 3 3 2单层工业建筑屋顶形式与排水方式 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 缓长坡屋顶 管网短 构造简单 可以减少维修和投资费用 既可节约室内空间 又可提高屋面的耐久性 特别适合严禁漏水以防引起爆炸事故的车间 如冶炼车间 等 多跨工业建筑减少内天沟实例 52 3 3 2单层工业建筑屋顶形式与排水方式 3 3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 53 学生作业示例 厂房剖面图 54 学生作业示例 厂房侧立面图 55 3 4单层工业建筑的定位轴线 定位轴线 第3章单层工业建筑设计 56 单层工业建筑定位轴线示意 57 3 4 1横向定位轴线 标定了纵向构件的标志端部 如吊车梁 联系梁 基础梁 屋面板 墙板 纵向支撑等 确定原则 主要考虑结构的合理性和构造的简单可行 3 4单层工业建筑的定位轴线 58 3 4 1横向定位轴线 一 柱与横向定位轴线的联系 中间柱的截面中心线与横向定位轴线重合 而且屋架中心线是与横向定位轴线重合 工业建筑的纵向结构构件如屋面板 吊车梁 连系梁的标志长度皆以横向定位轴线为界 3 4单层工业建筑的定位轴线 59 3 4 1横向定位轴线 二 横向伸缩缝 防震缝部位柱与横向定位轴线的联系 3 4单层工业建筑的定位轴线 采用双柱处里 为保证缝宽的要求 此处应设两条定位轴线 缝两侧柱截面中心均应自定位轴线向两侧内移600mm 两条定位轴线之间的距离称做插入距 等于变形缝宽 60 横向变形缝 横向变形缝 变形缝实例 61 横向变形缝 横向变形缝 变形缝实例 62 变形缝 变形缝 变形缝实例 63 变形缝实例 变形缝 变形缝 64 变形缝实例 变形缝 变形缝 65 变形缝实例 变形缝 66 3 4 1横向定位轴线 三 山墙与横向定位轴线的联系 3 4单层工业建筑的定位轴线 当山墙为非承重山墙时 山墙内缘与横向定位轴线重合 端部柱截面中心线应自横向定位轴线向内移600mm 是由于山墙内侧抗风柱上柱需与屋架上弦连接的构造需要 而且可以使其与横向变形缝处定位轴线划分相一致 有利于结构构件的协调统一 67 3 4 1横向定位轴线 三 山墙与横向定位轴线的联系 墙体块材的半块 长 半块的倍数 长 或墙厚的一半 3 4单层工业建筑的定位轴线 承重山墙内缘与横向定位轴线的距离应按砌体块材的半块或半块的倍数 或者取墙体厚度的一半 以应保证足够的结构支承长度的要求 68 3 4 2纵向定位轴线 3 4单层工业建筑的定位轴线 69 3 4 2纵向定位轴线 一 外墙 边柱与纵向定位轴线的联系 3 4单层工业建筑的定位轴线 70 一 外墙 边柱与纵向定位轴线的联系 1 封闭式结合即边柱外缘与纵向定位线相重合 在无吊车或只有悬挂式吊车 以及柱距为6m 桥式吊车起重量Q 20t 5t条件下采用 此时吊车端部外缘至上柱内缘的安全净空尺寸满足要求 屋面板全部采用标准板 不需设补充构件 具有构造简单 施工方便等优点 3 4 2纵向定位轴线 3 4单层工业建筑的定位轴线 71 一 外墙 边柱与纵向定位轴线的联系 2 非封闭式结合边柱外缘与纵向定位轴线间有一定的距离 在柱距为6m 吊车起重量Q 30t 5t时 封闭式结合不能满足吊车端部外缘至上柱内缘的安全净空尺寸要求 3 4 2纵向定位轴线 3 4单层工业建筑的定位轴线 72 二 中柱与纵向定位轴线的联系 1 等高跨中柱与纵向定位轴线中柱常采用单柱 其柱截面中心与纵向定位轴线相重合 上柱截面一般取600mm 以满足屋架或屋面大梁的支承长度 且上柱不带牛腿 构造简单 3 4 2纵向定位轴线 3 4单层工业建筑的定位轴线 73 二 中柱与纵向定位轴线的联系 2 高低跨中柱与纵向定位轴线 设一条定位轴线 当高低跨处采用单柱 如果高跨吊车起重量Q 20t 5t 则高跨上柱外缘和封墙内缘与纵向定位轴线相重合 设两条定位轴线 当高跨吊车起重量Q 30t 5t 其上柱外缘与纵向定位轴线不能重合时采用 高跨轴线与上柱外缘之间设联系尺寸 低跨定位轴线与高跨定位轴线之间设插入距 定位轴线应自上柱外缘 封墙内缘通过 即插入距等于联系尺寸 此时同一柱子的两条定位轴线分属高低跨 如封墙采用墙板结构时 可按图 c d 处理 3 4 2纵向定位轴线 3 4单层工业建筑的定位轴线 74 高低跨中柱与纵向定位轴线的联系 75 3 4 2纵向定位轴线 三 纵向伸缩缝 防震缝处柱与纵向定位轴线的联系 当工业建筑沿宽度方向须设置纵向伸缩缝解决横向变形的问题 等高工业建筑设置 采用单柱并设两条定位轴线 伸缩缝一侧的屋架或屋面梁搁置在活动支座上 3 4单层工业建筑的定位轴线 76 3 4 2纵向定位轴线 三 纵向伸缩缝 防震缝处柱与纵向定位轴线的联系 3 4单层工业建筑的定位轴线 不等高工业建筑设置 一般设置在高低跨处 采用单柱处理 低跨的屋架或屋面梁可搁置在设有活动支座的牛腿上 高低跨处应采用两条定位轴线 其间设插入距 单柱处理特点 结构简单 工程量少 但柱外形复杂 制作不便 当两侧高差悬殊或吊车起重量差异较大时不宜采用 77 不等高工业建筑纵向伸缩缝处单柱与纵向定位轴线的联系 78 3 4 2纵向定位轴线 三 纵向伸缩缝 防震缝处柱与纵向定位轴线的联系 3 4单层工业建筑的定位轴线 采用双柱 用两条定位轴线 并设插入距 柱与定位轴线的关系可分别按各自的边柱处理 高低跨两侧的结构实际是各自独立 自成系统 仅是互相靠拢 以便下部空间相通 有利于组织生产 79 不等高工业建筑纵向伸缩缝处双柱与纵向定位轴线的联系 80 3 4 3纵横跨相交处的定