工业建筑丁建华作

工业建筑概论概论工业建筑的特点及分类工业建筑设计的任务及要求,第一章概论,工业建筑是进行工业生产的房屋。工业建筑设计应满足生产工艺、建筑技术、建筑经济、卫生安全等方面的要求。生产工艺是工业建筑设计的依据。,现代工业建筑体系的发展已有二百多年的历史，显示出自己独特的特征和建筑风格。工业建筑与民用建筑比较：共同点：设计原则、建筑技术及建筑材料等方面。不同点：由于生产工艺不同、技术要求高对建筑平面空间布局、建筑构造、建筑结构及施工等有很大影响。,法国.巴黎.机械馆（世纪初）,1工业建筑的特点和分类工业建筑的特点：a.必须紧密结合生产。b.生产工艺不同的厂房具有不同的特征。c.采光、通风、屋面排水及构造处理较复杂。工业建筑的分类：a.按用途：主要生产厂房、辅助生产厂房、动力用厂房、储存用房屋、运输用房屋、其它建筑等。b.按层数：单层厂房、多层厂房、混合层次厂房等。c.按生产状况：冷加工车间、热加工车间、恒温恒湿车间、洁净车间等。,单层厂房,单层厂房,多层厂房,混合层次厂房(热电厂),混合层次厂房（化工车间）,2.工业建筑的设计任务及要求工业建筑的任务：根据生产工艺、设计厂房的平面形状、柱网尺寸、剖面形式、建筑体型，合理的选择结构方案和围护类型，进行细部构造设计，协调建筑、结构、水、暖、电、气、通风等各工种，正确贯彻“坚固适用、经济合理、技术先进”的原则。工业建筑设计应满足的要求：1.生产工艺；2.建筑技术；3.建筑经济；4.卫生、安全；5.与总平面及环境协调，注意美观。,3.单层厂房设计1.单层厂房的房屋组成2.单层厂房的构件组成,单层厂房的房屋组成：a.生产工段（生产工部）；b.辅助工段；c.库房部分；d.行政办公生活用房。每一栋厂房的组成应根据生产的性质、规模、总平面布置等因素来确定。单层厂房的构件组成：承重结构：横向排架：基础、柱、屋架等。纵向联系构件：基础梁、联系梁、圈梁、吊车梁等。支撑系统：屋架支撑、柱间支撑等。围护结构：外墙、屋顶、地面、门窗、天窗等。其他：隔断、作业梯、检修梯等。,装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房构建组成,屋架支撑柱间支撑,第二章单层厂房的平面设计2.1单层厂房平面设计总平面对平面设计的影响平面设计与生产工艺的关系平面设计与运输设备的关系单层厂房常用的平面形式单层厂房柱网的选择,1.总平面对平面设计的影响一般工厂主要是由建筑物和构筑物所组成。工厂总平面设计常是根据全厂的生产工艺流程、交通运输、卫生、防火、气象、地形、地质以及建筑群体艺术等条件，确定这些建筑物与构筑物之间的位置关系；合理的组织人流、货流，避免交叉和迂回；布置各种工程管线，进行厂区竖向设计及绿化、美化布置等。a.厂区人流、货流组织对平面设计的影响；b.地形的影响；c.气候的影响(日照、风向等)。,某机械厂总平面布置图,2.平面设计与生产工艺生产工艺是工业建筑设计的重要依据。a.生产工艺流程的影响；生产工艺流程是指某一产品的加工制作过程，即由原材料按生产要求的程序，逐步通过生产设备及技术手段进行加工生产，并制成半成品或成品的全过程。b.生产状况的影响；c.生产设备布置的影响,一个完整的工艺平面图，主要包括下面五个内容：a.根据生产的规模、性质、产品规模等确定的生产工艺流程；b.选择和布置生产设备和起重运输设备；c.划分车间内部各生产工段及其所占面积；d.初步拟定厂房的跨间数、跨度和长度；e.提出生产对建筑设计的要求。如采光、通风、防震、防尘、防辐射等。,以机械工厂的金工装配车间为例，介绍平面组合与生产工艺的关系金工装配车间的工艺流程如下,根据工艺要求，金工装配车间一般包括机械加工和装配两个主要生产工段机械加工和装配两种工段一般有以下三种组合：,直线布置平行布置垂直布置,机械加工装配车间生产工艺流程,上图是机械加工装配车间的生产工艺流程。机械加工所需要的原材料，由铸工车间或仓库运来，一部分堆放在车间的堆场或仓库里，一部分可直接进入机械加工工段，经车、钻、铣、刨、镗等机床进行机械加工，加工后的半成品送入装配车间进行总装配，装配完毕后进行实验或检验。合格产品进行油漆、包装，最后运至成品库。,机械加工装配车间平面图,3.平面设计与运输设备的关系起重运输设备的类型起重运输设备与厂房平面设计的关系,4.单层厂房常用平面形式确定单层厂房平面形式的因素主要有：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。a.矩形平面单跨平面：是构成其他平面形式的基本单位。平行多跨组合平面：适用于直线式的生产工艺流程。垂直跨组合平面：适用于垂直式的生产工艺流程。正方形平面：此种平面形式经济方面较优越。b.L、形平面特点：外墙较长，厂房各跨度不大，外墙上可以多设门窗，使厂房内有较好的自然通风和采光条件；在垂直相交处结构、构造处理均较复杂；厂房内各种管线较长，故造价较高。,5.柱网选择：.柱网尺寸的确定柱网的尺寸是由柱距和跨度组成。必须符合国家规范BJ-86厂房建筑模数协调标准的有关规定。a.跨度尺寸确定生产工艺中生产设备的大小及布置形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当屋架跨度18m时，采用扩大模数30m的数列当屋架跨度18m时，采用扩大模数60m的数列当工艺布置有明显优越性时，跨度尺寸亦可采用21m，27m，33m。,b.柱距尺寸的确定：我国单层工业厂房设计主要采用装配式钢筋混凝土结构体系，其基本柱距是6m，相应的结构构件如基础梁、吊车梁、联系梁、屋面板、横向墙板等。均已配套成型。柱距尺寸还要受到材料的影响，当采用砖混结构的砖柱时，其柱距宜小于4m,可3.9m,3.6m,3.3mc.扩大柱网:为了使厂房具有相应的灵活性和通用性常用扩大柱网（跨度柱距）为1212，1512，1812，2412，1818，2424等。12m柱距在工程中的应用通常带有托架和不带托架两种方案。此外，在扩大柱网中还有正方形或趋近于正方形柱网，常用尺寸为1212，1818，2424等。扩大柱网的优点是：提高厂房面积的利用率；有利于大型设备的布置和产品运输；适应生产工艺变更及生产所设备更新要求；减少构件数量，但增加了构件重量；减少柱基础土石方工程量。,单层厂房柱网尺寸示意,跨度与设备布置的关系,12m柱距12m柱距在工程中的应用通常有带托架和不带托架两种方案。带托架方案多跨厂房中列柱采用12m柱距，边列柱采用6m柱距，中列柱问设12m托架，屋架间距仍保持6m，屋面板、墙板都是6m。这种方案除托架(托梁)、托架处柱与基础外，其余构件与6m柱距系统一致。不带托架方案厂房的中、边列柱均采用12m柱距，屋面板与墙板长度也采用12m。这种方案厂房的结构形式简单，构件数量、类型减少，有利建筑工业化。,2.2单层厂房生活间设计为了满足工人在生产过程中的生产卫生及生活上的需要，保证产品质量，提高劳动生产率，给工人窜创造良好的劳动卫生条件，应设生活间。生活间的组成：生产卫生用室：浴室、存衣室。生活卫生用室：休息室、吸烟室、厕所、女工卫生室、小吃部、保健站等。行政办公室：工具室、材料库、计量室等。生活间的布置生活间的位置应便于职工上下班；避免生产中的有害物质及高温影响；尽量减少对厂房天然采光和自然通风的影响；有利于地面、生活间的布置方式有三种：毗连式；独立式；厂房内部式生活间,位于厂房外部不同位置的生活间鸟瞰图,毗邻式生活间沉降缝的处理,毗连式生活间是紧靠厂房(山墙或纵墙)布置的生活间。优点；距离短，联系方便；共用外墙，节省材料；充分利用空问，占地较省；对车间保温有利；易与总平面图人流路线协调一致；可避开厂区运输繁忙的不安全地带。缺点：影响车间的采光和通风；车间内部的振动、灰尘、余热、噪声、有害气体等，对生活间干扰大。毗连式生活间和厂房结构方案不同，荷载相差大，应设置沉降缝。处理方案有两种。见下图。,独立式生活间独立式生活间是距厂房一定距离、分开布置的生活间。优点：生活间和车间的采光、通风互不影响；生活间布置灵活；生活间和车间的结构方案互不影响，结构、构造容易处理。独立式生活间适用于散发大量生产余热，有害气体及易燃易爆炸的车间。独立式生活间与车间的连接方式有三种。见下图。,独立式生活间与车间连接的三种方式,厂房内部式生活间厂房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。只要在生产工艺和卫生条件允许的情况下，均可采用这种布置方式。优点：使用方便、经济合理、节省建筑面积和体积的。缺点：只能将生活间的部分房间布置在车间内，如存衣室、休息室等，车间的通用性也受到限制。内部式生活间有下列几种布置方式：在边角、空余地段布置生活间。在车间上部设夹层。夹层可支承在柱子上，也可以悬挂在屋架下。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。但是需要设置机械通风、人工照明，且构造复杂、费用较高，故一般较少采用。,第三章单层厂房剖面设计剖面设计是从厂房的建筑空间处理上满足生产对厂房提出的各种要求。厂房高度的确定厂房的天然采光厂房的自然通风,1.厂房高度的确定厂房高度指室内地面（相对标高定为0.000）至柱顶（或倾斜屋盖最低点或下沉式屋架）的距离。确定厂房的高度必须根据生产使用要求以及建筑统一化的要求。同时，还应考虑到空间合理利用。柱顶标高的确定无吊车厂房：按最大生产设备及其使用、安装、检修时所需净空高度确定；同时兼顾采光、通风，一般不低于4m。根据厂房建筑模数协调标准的规定，应符合300mm的倍数。有吊车厂房在多跨厂房中，由于厂房高低不齐，使结构和构造复杂化，增加了造价。因此，跟据厂房建筑摸数协调标准的规定，在采暖和不采暖的多跨厂房，当高差值等于或小于.m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。,(2)剖面空问的利用确定厂房高度时，应在不影响生产使用的前提下，充分发挥建筑空间的潜力，降低建建筑造价。(3)室内地坪标高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、外高差取150mm200mm，常用坡道连接。在山地建厂时，应结台地形因地制宜。,1.1.2对使用房间平面设计的主要要求（四点）：1.房间的面积、形状、尺寸应满足室内活动、家具摆放及使用、设备安置及使用维护的要求；2.门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便、疏散安全以及满足天然采光和自然通风的要求；3.房间的结构布置合理，所使用的建筑材料要满足相应的功能要求；4.满足相应的经济要求。,高低跨处构造处理,某金工车间的剖面方案比较,车间各跨利用不同标高的台阶,车间各跨利用不同标高的台阶,2.天然采光的基本要求采光系数最低值：GB/T50033-2001建筑采光设计标准中将我国工业生产的视觉工作分为级，并提出了各级视觉工作要求的室内天然采光照度最低值及各级采光系数最低值。工作面上采光系数是否符合要求，应该选择建筑物典型剖面工作面上的采光曲线进行检验。采光均匀度：是指工作面上采光系数最低值与平均值之比。顶部采光，级采光等级的采光均匀度不宜小于0.7；侧窗不做规定。应避免在工作区产生眩光。采光方式侧面采光；顶部采光：顶部采光室内光线均匀，采光效率较侧窗高。但结构复杂，造价也较高；混合采光。,采光天窗的形式和布置常见的有矩形天窗、梯形天窗、三角天窗、M形天窗、锯齿形天窗、横向下沉式天窗、平天窗等。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。纵向布置：适用于南北向厂房，对采用矩形、M形、梯形、锯齿形等天窗，平天窗也可做成采光带沿纵向布置。为方便屋面检修与消防，常在靠上墙及横向变形缝两侧柱间不设天窗。横向布置：适用于东西向厂房，多采用横向下沉式天窗，平天窗也可成带横向布置。点式布置：一般采用平天窗，根据使用要求，在屋面上灵活地布置采光口，采光均匀性好。采光计算厂房立面上的窗口一般是根据厂房的采光、通风以及立面处理等因素综合考虑开设的，应进行采光计算。图标计算法是我国目前常用的方法；在初步设计阶段采用窗地面积比来估算或验算采光面积。,采光系数值的确定,作业场所工作面上的采光系数标准值,生产车间和工作场所的采光等级举例,采光曲线示意,单层厂房天然采光方式,侧面采光侧面采光分单侧采光和双侧采光。采光侧窗分高侧窗和底侧窗。侧窗采光经济适用、构造简单、施工方便，涉及中应尽可能采用这种方式。单向低侧窗采光线方向性强、均匀度差、衰减幅度大。提高侧窗位置，能使远窗点的采光系数提高，照明增加，使厂房采光的均匀度得到提高。一般中等照度要求的厂房，侧窗采光对水平工作面的有效进深为工作面至窗上缘高度的2倍。尽可能采用双侧窗采光。当侧窗面采光不能满足要求时，可采用混合采光方式或以辅助人工照明。由于侧面采光的方向性强，故布置侧窗时要避免可能产生的遮挡；高侧窗窗台宜高于吊车梁面600mm，低侧窗窗台高度一般为工作面的高度，同时为便于开关，通常取1000mm左右。厂房纵向光线均匀性与窗间墙的宽度有关。窗间墙不宜设得太宽，通常等于或小于窗宽，必要时可作成不设窗间墙的通长带形窗。,单侧窗位置高低与远近窗点采光系数和采光均匀度的关系,高低侧窗示意,利用高差设置高侧窗的厂房剖面,采光天窗形状及布置,矩形天窗矩形天窗是沿跨间纵向升起局部屋面、在高低屋面的垂直面上开设采光窗而形成的，具有中等照度。是我国广泛采用的一种采光天窗。当厂房为南北向时，室内光线均匀。由于窗面垂直，积灰少，且易于防水。窗扇可开启，能兼起通风作用。它的缺点是组成构件类型多、结构复杂，自重大，造价高，增加了厂房高度、抗震性能不好。为了获得良好的采光效果，矩形天窗的宽度b宜等于厂房跨度L的1312，天窗的高宽比hb疽为0.3左右，不宜大于0.45，这是由于天窗过高对提高工作面照度的作用较小。,M型天窗,形天窗是将矩形天窗的屋盖由两侧向内倾斜而形成。由于屋盖的倾斜，其内表面可增强光线的反射作用，同时，倾斜的屋盖可以引导气流。所以，M形天窗较矩形天窗的采光、通风都更有利。但构造较矩形天窗复杂，天窗屋面需设置内排水，或形成纵向长天沟外排水。,锯齿形天窗是将厂房屋盖做成锯齿形，窗设于垂直面上（有时也做成稍倾斜面）。这种天窗能利用天棚倾斜面反射光线。因此，采光效率较矩形天窗高。窗扇可开启，能兼起通风作用，窗口一般朝北或接近北向，无直射阳光进入室内、或射进的阳光很少，室内光线稳定。因此，对于要求光线稳定，要调节温湿度的厂房，如纺织厂多采用这种天窗形式。其它，如印染厂、机械厂等也可采用。见图单层厂房天然采光方式。,横向下沉式天窗,横向下沉式天窗是将相邻柱距的整跨屋面板上下交替布置在屋架的上下弦上，利用屋面板位置的高差(即屋架上下弦的高差)作采光口而形成的。横向下沉式天窗布置灵活，可跟据使用要求每隔一个柱距或几个柱距布置，其造价较矩形天窗低。当厂房为东西向时，横向下沉式天窗为南北向。因此，横向下沉式天窗多用于朝向为东西向的冷加工车间。同时，它排气路线短捷，可开设较大面积的通风口，通风量大。所以，它还适用于对采光、通风都有要求的热加工车间。其缺点是窗扇形式受屋架限制、不标准且构造复杂，厂房纵向刚度较差。,平天窗是在屋盖上直接设置采光口而形成的。它可以成点、成块、或成带布置。平天窗的采光效率高，约为矩形天窗的22.5倍，并具有布置灵活、构造简单、施工方便、造价低等优点。对于太阳光直射车间易产生眩光、采暖地区玻璃易结露，造成水滴下落、玻璃表面易积尘或积雪、玻璃破碎落下伤人、以及平天窗一般不起通风作用等问题，我国在实践中采取了一些措施。由于平天窗有着明显的优点，故在冷加工车间的设计中应用较广泛。,平天窗布置示意图,自然通风单层厂房自然通风是利用空气的热压和风压作用进行的。冷加工车间的自然通风冷加工车间内无大的热源，主要满足采光要求。设置适当数量的开启扇和交通运输门就能满足车间内通风换气的要求。为避免气流分散，不宜设置通风天窗，但可设置通风屋脊排出积聚在屋盖下部的热空气。热加工车间的自然通风热加工车间在生产时产生大量余热和有害气体，尤其要组织好自然通风。进、排风口的布置；通风天窗的类型；以通风为主的天窗称之为通风天窗。主要有矩形和下沉式通风天窗两种。开敞式厂房；所谓开敞式厂房是指外墙不设窗扇而用挡雨板代替。,热压作用由于厂房内部人体散发的热量、机械加工生产的热量提高了室内空气温度，使空气体积膨胀，密度变小而自然上升；室外空气温度相对较低，密度较大，便于外围护结构下部的门窗洞口进入室内，加速了室内热空气的流动。新鲜空气不断进入室内，污浊空气不断排出，如此循环，达到通风的目的。这种利用室内外冷热空气产生的压力差进行通风的方式，称为热压通风。,热压通风原理示意图,热压值按下列公式计算：式中：该公式的物理意义：热压值的大小与上下进排风口中心线的垂直距离和室内外空气密度差成正比。所以，在无天窗的厂房中，应尽可能提高高侧窗的位置，降低低侧窗的位置，以增加进排风口的高差。而中部侧窗可采用固定窗或便于开关的中悬窗。,风压作用当风吹向建筑物时，建筑物迎风面AA(剖面)及(平面)的空气压力增加，超过一个大气压，迎风面AADD口区域为正压区，用符号”+”表示；当风越过建筑物迎风面时，根据单位时间流量相等的原理，则风速加大，使建筑物顶面、背面和侧面均形成小于一个大气压的负压区，用符号”表示。在建筑物中，正压区的洞口为进风口，负压区的洞口为排风口。这样，就会使室内外空气进行交换。这种由于风而产生的空气压力差称为风压通风。,风绕过建筑物流动时车间剖面及平面示意图,进、排风口的布置根据热压原理，热压值的大小与进、排风口的中心线距离H成正比。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。排风口的位置应尽可能高。,寒冷地区低侧窗进风口布置,寒冷地区低侧窗排风口布置,为了提高热加工车间的通风能力和便于窗扇启闭，低侧窗宜采用平开窗盒立旋窗，尤其是以立旋窗为最佳，因为它的开启角度可随风向来调节，能得到最大的通风量。当设有天窗时，天窗位置一般在屋脊处，且天窗宜设在散发热量较大的设备上方。外墙中间部分的侧窗，一般不按进、排风口设计，以免影响下部进风口的进气量和气流速度。但应按设计采光窗设计，常用固定窗或中旋窗。,厂房常用侧窗开启方式,矩形通风天窗热加工车间的自然通风是在风压和热压的共同作用下进行的。其空气流动出现三种状态：,风压和热压共同作用下的三种气流状况示意图,为防止迎风面对室内排气口的不良影响，应在迎风面设置挡风板。由于风可以从各个方向吹来，因此，矩形天窗的两侧均应设置挡风板，无论风从何处吹来，均可使排风口始终处于负压区。设有挡风板的矩形天窗称之为矩形通风天窗或避风天窗。在无风的时候，车间内部靠热压通风；有风时风速越大则负压区绝对值也越大，排风量也增大。挡风板至矩形天窗的距离以等于排风口高度的1.11.5倍为宜。当平行等高跨两矩形天窗排风口之水平距离L小于或等于天窗高度h的5倍时，可不设挡风板，因为该区域的风压始终为负压。,平行等高跨两天窗之间不设挡风板的条件,下沉式通风天窗在屋顶结构中，部分屋面板铺在屋架上弦上，部分屋面板铺在屋架下弦上。屋架上弦、下弦之间的空间构成在任何风向下均处于负压区的排风口，这样的天窗称为下沉式通风天窗。下沉式通风天窗有三种形式：,局部、横向、纵向下沉式天窗,井式通风天窗：每隔一个或几个柱距将部分屋面板搁置在屋架下弦上，形成一个个的“井”式天窗，处于屋顶中部的称之为中井式天窗，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德天窗称为纵向下沉式通风天窗。它可以不治在屋脊处或屋脊两侧。横向下沉式通风天窗：将部分屋面板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。这种天窗采光均匀，排气路线短，适用于对采光、通风都有要求的热车间。在东西朝向的车间中，采用横向下沉式通风天窗可减少直射阳光对厂房的影响。以上三种方式的共同特点是：通风流畅、布置灵活。,开敞式厂房我国南方及长江流域一带，夏季气候都很炎热。这些地区的热加工车间，除采用通风天窗外，外墙还可以采用开敞式。所谓开敞式是指外墙不设窗扇而用挡雨板代替。开敞式厂房的优点是：进、排气口的气流阻力系数小，通风量大；室内外空气交换迅速、散热快、通风降温显著；构造简单，造价比较低。它的缺点是：1)防寒、防雨、防风砂能力差；2)风速很大时，室内烟尘弥漫，通风不稳定。开敞式厂房适用于)防寒、防雨、防风砂要求不高的车间。按照开敞式厂房的开敞部位，可分为四种形式。,在设计开敞式厂房时，应根据厂房的生产特点、设备布置、当地风速、夏季主导风向、设计挡雨角等因素来确定采用哪种形式。挡雨板的出挑长度和垂直间距，应根据设计挡雨角度值来确定。挡雨板的尺寸根据所采用的建筑材料及构造方案来确定。下图中设计挡雨角b根据生产要求、雨滴大小及风速来确定的。防溅板高度一般为200mm。,第四章单层厂房定为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。其设计应执行GBJ6-86厂房建筑模数协调标准的有关规定。定位轴线的划分是在柱网捕之的基础上进行的。横向定位轴线纵向定位轴线纵横跨连接处柱与定位轴线的联系,单层厂房平面柱网布置及定位轴线划分,横向定位轴线是垂直厂房长度方向（即平行于屋架）的定位轴线。厂房横向定位轴线之间的距离是柱距。横向定位轴线标注了厂房纵向构件如屋面板、吊车梁长度的标志尺寸，及其与屋架（或屋面梁）之间的互相关系。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采用双柱屋架，设两条横向定位轴线，两柱的中心线应从定位轴线向缝的两侧各移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值。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他柱距保持一致。山墙与横向定位轴线的联系单层厂房的山墙，按受力情况分为承重墙和非承重墙，其横向定位轴线的划分也不相同。,横向定位轴线与墙柱的关系,非承重山墙的抗风柱设置承重山墙横向定位轴线,纵向定位轴线是平行厂房长度方向（即平行于屋架）的定位轴线。厂房纵向定位轴线之间的距离是跨度。纵向定位轴线主要用来标注了厂房横向构件如屋面板长度的标志尺寸和确定屋架（或屋面梁）、排架柱等构件间的互相关系。纵向定位轴线的布置应使厂房结构和吊车的规格协调，保证吊车与柱之间留有足够的安全距离。在支撑式梁式吊车或轿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L=Lk+2e。外墙、边柱与纵向轴线的联系由于吊车起重量、柱距、跨度、有否安全走道板等因素的影响，边柱与纵向定位轴线的联系有两种情况：a.封闭式结合的纵向定位轴线b.非封闭式结合的纵向定位轴线中柱与纵向定位轴线的联系在多跨厂房中，中柱有平行等高跨河平行不等高跨两种情况。,1.1.2对使用房间平面设计的主要要求（四点）：1.房间的面积、形状、尺寸应满足室内活动、家具摆放及使用、设备安置及使用维护的要求；2.门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便、疏散安全以及满足天然采光和自然通风的要求；3.房间的结构布置合理，所使用的建筑材料要满足相应的功能要求；4.满足相应的经济要求。,外墙边柱与定位轴线的关系,平行等高跨中柱与纵向定位轴线的关系,无变形缝平行不等高跨中柱纵向定位轴线,纵横跨连接处的定位轴线划分,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。,第五章单层厂房立面及内部空间设计单层厂房的体型设计单层厂房立面单层厂房内部空间设计,单层厂房的体型特点：单层厂房的体型较规则，高度相差较小，室内外交通联系运输联系比较方便，空间的内外环境联系比较直。屋顶作为单层厂房的体型轮廓线的重要部分，对建筑形象和视觉空间的效果起着突出的作用。厂房体型设计应考虑的主要因素：考虑地区条件，反映不同地理气候对建筑风格的影响。按照生产工艺的特点，保持其固有的组合方式，充分反映建筑性格和特征，力求形式与功能的统一。在反映生产性质和建筑特征的基础上，可以采用一些新结构、新材料和新的处理手法，特别是屋顶，使建筑体型有所变化。体量大小悬殊的厂房，尽量采用恰当的搭配方法，设法改变其体量的比例尺度关系，使之协调。,立面设计单层厂房的立面应根据功能要求、技术条件、经济等因素，运用前面讲过的建筑构图原理进行设计，使建筑具有简洁、朴素、大方、新颖的外观形象。影响单层厂房立面设计的因素a.使用功能；b.结构、材料；c.环境、气候。墙面划分墙面处理，关键在于墙面的划分及窗墙比例，并利用柱子、勒脚、窗间墙、窗眉线、挑檐线、遮阳板等，按照建筑构图原理进行有机的组合，使厂房立面简洁、朴素、大方、新颖、美观。墙面虚实关系：a.以虚为主b.以实为主c.虚实平衡,墙面垂直划分,墙面水平划分,墙面混合划分,内部空间设计影响内部空间处理的因素有以下几方面：使用功能：厂方内部空间应买足生产要求，同时也考虑空间的艺术处理。空间利用：利用柱间、墙边、门边、平台下等工艺不便利用的空间来布置生活设置，可利用空间，降低造价。设备管道：有条不紊地组织排列设备管线，不但方便使用，而且便于管理和维修，其布置和色彩处理得当，会增加室内艺术效果。室内绿化：室内采用水平或垂直绿化，可改善工作环境、减少工人的疲劳，提高劳动效益。色彩应用。,1.1.2对使用房间平面设计的主要要求（四点）：1.房间的面积、形状、尺寸应满足室内活动、家具摆放及使用、设备安置及使用维护的要求；2.门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便、疏散安全以及满足天然采光和自然通风的要求；3.房间的结构布置合理，所使用的建筑材料要满足相应的功能要求；4.满足相应的经济要求。,第六章单层厂房外墙构造单层厂房外墙按承重情况分承重墙，承自重墙及框架墙等类型。承重砖墙与砌块墙自承重砖墙与砌块墙大型板材墙轻质板材墙开敞式外墙,承重墙与砌块墙承重墙的高度一般不宜超过11m，为了增加其刚度，稳定性和承载能力，通常平面每隔4-6米间距设置壁柱，还根据结构要求在墙体中设置钢筋混凝土圈梁或钢筋砖圈梁。承重山墙宜每隔46m左右设置抗风壁柱。承重墙的壁柱，转角墙及窗间墙均应经结构计算确定，并不宜小于下图所示的构造尺寸。,砖墙承重厂房平面局部,自承重砖墙与砌块墙自承重墙是单层厂房最常用的外墙型式之一可以由砖或其它砌块砌筑。(1)墙和柱的相对位置及连结构造墙和柱的相对位置，墙和柱的相对位置通常有四中构造方案，(见厂房外墙与柱的相对位置图所示)。其中a方案具有构造简单，施工方便，热工性能好，便于构配件的定型化和统一化等优点。所以单层厂房外墙多用此种方案。墙和柱的连接构造，外墙可用各种方式与柱相连接。其中最简单最常用的做法是采用钢筋拉结。(见墙和柱的连接图所示）女儿墙的拉结构造，（见女儿墙与屋面的连结图所示）抗风柱的连结构造，钢筋混凝土抗风柱用来保证承自重墙的刚度和稳定性。抗风住与山墙，屋面板与山墙之间采用钢筋拉结。抗风柱的下端插入基础杯口，在柱的上端通过一个特制的“弹簧”钢板与屋架连结。（见上墙与抗风柱的连结图所示）,(2)承自重墙的下部构造单层厂房承自重墙通常砌置在简支于柱子基础顶面的基础梁上。当基础埋深不大时，基础梁可直接搁置在柱基础的杯口顶面上，（见自承重撞墙下部构造a图所示）。如果基础较深，可将基础粱设置在柱基础杯口的混凝土垫块上（见自承重砖墙下部构造b图所示）。当埋深更大时，也可设置在排架柱底部的小牛腿上（见自承重砖墙下部构造c图所示）。(3)连系粱与圈梁的构造连系粱与厂房的排架柱连接，可增强厂房的纵向刚度，并传递水平荷载和承担上部墙体的荷载。它支承在排架柱的牛腿上，并通过螺栓或焊接与柱子相连结，（见连系梁的构造图所示）。承自重墙的圈梁设置要求与承重墙中的圈梁设置要求基本相同，其构造做法（见全梁的构造图所示）。,厂房外墙与柱的相对位置,女儿墙与屋面连结,墙和柱的连结,山墙与抗风柱的连结,自承重砖墙下部构造,联系梁构造,圈梁的构造,大型板材墙大型板材墙具有良好的抗震性能，采用它可成倍地提高工程效率加快建设速度应用前景广阔。(1)墙板的类型墙板的类型很多，按其受力状况分有承重墙板和非承重墙板；按其保温性能分有保温墙板和非保温墙板；按所用材料分有混凝土材料类墙板和复合材料类墙板；其规格分有基本板、异形板(如加长板、出尖板等)、以及墙体辅助构件(如嵌梁、转角构件等)；按其在墙面的位置分有檐下板、一般板、女儿墙板和山尖板等等。(2)墙板的布置墙板的布置方式，最广泛采用的是横向布置；其次是混合布置；竖向布置来用较少。（见墙板布置方式图所示）。山墙上墙板方式与侧墙同，山尖部位则随屋顶外形可布置成台阶形、人字形、折线形等。（见山墙山尖墙板布置图）,(3)墙板的规格单层厂房的基本板厂应符合我国GBJ6-86厂房建筑模数协调标准的规定，一般把板长定为4500，6000，7500，12000等数种。有时由于于生产工艺的需要，也允许采用9000mm的规格。基本板高度应符合3M的模数规定为1800,1500,1200,和900mm四种。基本办的厚度应符合1/5M（20mm).(4)墙板连接：板柱连接；板缝处理,墙板布置方式,山墙山尖墙板布置,墙板与柱连接示例,板柱连接板柱连接一般分柔性连接和刚性连接两类。下图a为螺栓挂钩柔性连接，下图b为螺栓挂钩柔性连接，下图c为目c为刚性连接构造。,板缝处理,板缝处理对板缝的处理首先要求是防水，并应考虑制作及安装方便，对保温墙板尚应注意满足保温要求。水平缝构造见下图a，垂直缝构造见下图b。,轻质板材墙国内外单层厂房采用石棉水泥波瓦、镀锌铁皮波瓦、塑料钢板、铝合金板以及压型钢板等轻质板材建造的外墙在不断增加。他们的连接构造基本相同，现以石棉水泥波瓦墙和压型钢板墙为例简要分述如下：石棉水泥波瓦墙石棉水泥波瓦与厂房骨架的连接通常是通过连接件悬挂在连系梁上，见下图所示。压型钢板墙压型钢板墙板是靠固定在柱上的水平墙梁固定的，常采用型钢制作。墙梁与柱的连接有预埋钢板焊接或螺栓联接两种，（见墙梁与柱的连接图所示）。压型钢板与墙梁的连接，可采用钩头螺柱固定，亦可采用木螺丝或拉柳钉固定。（见压型钢板上下的搭接图所示）。对外墙转角和有伸缩缝处的细部构造。（见压型钢板墙板转角和伸缩缝处理图所示）。,石棉水泥波瓦墙板连接构造,挡雨板构造示例,开敞式外墙南方炎热地区的热加工车间(如炼钢等)和某些化工车间常采用开敞或半开敞式外墙，这种墙既便于通风又能防雨，其外墙构造主要就是挡雨板的构造，常用的有石棉水泥波瓦挡雨板(见下图a所示)和钢筋混凝土挡雨板(见下图b、c所示)。但在室外气温很高，灰沙大的干热带地区不应采用开敞式外墙。,第七章单层厂房屋面构造单层厂房屋面构造的基本构造同民用建筑类似，但由于单层厂房屋面面积大，经常受日晒、雨淋、冷热气候等自然条件和振动、高温、腐蚀、积灰等内部生产工艺条件的影响，又有其特殊性。屋面排水方式与排水坡度屋面防水屋面保温、隔热,屋面基层结构类型,屋面基层类型及组成屋面基层分有檩条系与无檩条系两种。有檩条系是在屋架（或屋面梁）上弦搁置檩条，在檩条上铺小型屋面板（或瓦材）。无檩条系是在屋架（或屋面梁）上弦直接铺设大型屋面板。,钢筋混凝土大型屋面板,屋面排水方式与排水坡度排水方式屋面排水方式可分为无组织排水和有组织排水两大类。排水坡度屋面排水坡度与防水材料、屋盖构造、屋架型式、地区降雨量等有密切关系。我国厂房常用屋面排水方式有卷材防水、构件自防水和刚性防水等数种。不同防水材料的屋面排水坡度可见下表：,屋面防水单层厂房屋面防水有：卷材防水、刚性防水、构件自防水和瓦屋面等几种，分述如下：卷材防水卷材屋面在单层厂房中的作法与民用建筑类似。仅以基层用6m1.5m型装配式预应力钢筋混凝土屋面板为例说明单层厂房卷材屋面的构造特点。刚性防水在工业厂房中如做刚性防水屋面，由于生产中的不利因素，往往容易引起刚性防水层开裂，加之刚性防水的钢材，水泥用量较大，重量也较大因而一般情况不使用。构件自防水构件自防水屋面，使利用屋面板本身的密实性和平整度（或者再加涂防水涂料），大坡度，再配合油膏嵌缝及油毡贴缝或者靠板与板相互搭接来盖缝等措施，以达到防水目的。这种防水施工程序简单，省材料，造价低。但不宜用于振动较大的厂房，多用于南方地区。构件自防水屋面，按照板缝的构造方式可分为嵌缝（脊带）式和搭盖式两种基本类型。瓦屋面瓦屋面具有较好的排水、防水条件，但需要较大坡度，占用结构空间偏大。在厂房中用的最多的屋面是波形石棉水泥瓦和压型钢板。,单层厂房卷材屋面的构造特点接缝大型屋面板的接缝需嵌填密实。屋面板长边主肋交接缝，只需将缝嵌好，一般不另外作其他处理；短边端肋相接处，需要在接缝处找平层上，点粘（或条粘）宽约30cm的干铺油毡条。檐沟、天构在少雨地区屋顶檐沟及中间天沟，可直接在屋面板上用垫坡形成。在多雨地区，为增加沟的汇水量，宜设断面为槽形的天沟及檐沟。平行等跨中间天沟有双天沟和单天沟两种，前者施工吊装方便，而后者可减少构件数量。沟与屋面板的接缝处是防水的最薄弱部位，应加强防水处理。檐沟亦可设置在屋架挑出的牛腿或挑梁上，挑檐沟因沟壁较矮，为保证工人在进行屋面检修，清灰工作时的安全，可在沟外壁设铁栏杆。高低跨处泛水厂房平行高低跨处的泛水有两种处理方式，当低跨处设置天沟时，其做法见高低跨处构造图a所示；当低跨处无天沟时，其做法见高低跨处构造图b所示。,大型屋面板卷材屋面端肋接缝,拱形屋架上设槽形天沟构造,直接在屋面板上作天沟或檐沟,折线形屋架上或梯形屋架上槽形天沟构造,拱形屋架上设槽形天沟构造,折线形或梯形屋架上中间天沟变形缝,挑檐沟,高低屋面构造,嵌缝(脊带)式将大型屋面板上部的找平层、防水层取消，直接在大型屋面板的板缝中嵌灌防水油膏，同时，依靠板面本身的平整度和密实性进行防水(必要时加防水涂料)，见下图a。为改进上述构造的板缝防水性能，在其上面再粘贴卷材防水层(一布二油或二毡三油)，就构成了脊带式防水，见下图b。,屋面纵横缝的嵌缝处理,搭盖式利用屋面板的搭接构造解决板缝问的防水问题，它不需在屋面上铺设油毡。可改善施工条件，加快施工进度。搭盖式构件自防水，按屋盖的结构体系来分，可分为无檩式和有檩式二种。前者构件仍属大型的屋面板，如F板等；后者为轻型构件，如钢筋棍凝土槽瓦等。现分述如下：(1)预应力棍凝土F板：简称F板。其尺寸与大型屋面板一致(1.5mx1.6m)，是大型的自防水构件，安装方便，防水构造简单，其构件组成见左下图所示，挑檐、挡水条和盖瓦构造见F板屋面构造示意图所示。(2)钢筋混凝土槽瓦：槽瓦多为预应力钢筋混凝土轻型构件，用于有檩结构体系中。槽瓦上下叠搭，横缝和脊缝采用盖瓦和脊瓦封盖，其构造组成见右下图所示，构造见槽瓦与檩条连接图、屋瓦搭接构造图所示。,F板屋面板、槽瓦屋面构件构造组成示意,屋面板构造示意,槽瓦与檩条连接,盖瓦搭接构造,波形石棉水泥瓦波形石棉水泥瓦属于轻型瓦材，它具有自重轻、施工简便，耐水、耐火等优点。但其易脆裂变形，不适于温湿突变，也不适于振动较大、积灰较多、防水要求较高以及屋面有大量管道穿过的厂房。石棉瓦屋面的构造较简单，属于有檩体系，其构造要点概述如下：(1)石棉瓦铺设：石棉瓦应逆主导风向和排水方向铺设。瓦缝要求搭接严密。为避免搭接时石棉瓦纵横缝相交处会出现四块边角重叠的问题，见左下图所示。(2)石棉瓦的固定：石棉瓦与檩条通过钢筋钩或扁钢钩固定，见右下图所示。扁钢钩固定可避免因钻孔而漏雨，瓦面的伸缩弹性也较好，但不如螺拴连接牢固。,石棉瓦搭接方案,石棉瓦与檩条固定,压形钢板板型举例V形钢板构造示意,压型钢板压型钢板是用0.61.6mm盯厚的镀锌钢板或冷轧钢板经辊压或冷弯成各种不同形状的多楞形板材，见左下图所示。它的特点是质轻、耐久、美观、易于加工、安装简便。但耗用钢材多，造价高。压型钢板屋面也属于有檩体系，右下图所示为V形折板屋面构造举例。,屋面保温、隔热厂房屋面保温，隔热，与民用房屋作法类似，但应注意以下问题。隔热一般保温只在采暖厂房和空调厂房中设置。保温层大多数设在屋面板上，如民用房屋中平屋顶所述。也有设在屋面板下的情况，还可采用带保温层的夹心板材。保温除有空调的厂房外，一般只在炎热地区较低矮的厂房才作隔热处理。如厂房屋面高度大于9m，可不隔热，主要靠通风解决屋面散热问题；如厂房屋面高度小于或等于9m，但大于6m，且高度大于跨度的12时不需隔熟；若高度小于或等于跨度的l2时可隔热；如厂房屋面高度小于或等于6m，则需要隔热厂房屋面隔热原理与构造作法均同民用建筑。,屋面板下设保温层构造,夹心保温板,第八章单层厂房天窗构造矩形天窗矩形通风天窗井式天窗平天窗,矩形天窗主要由天窗架,天窗扇,天窗屋面板及天窗端壁等构件组成，如右下图所示。,矩形天窗组成,天窗架天窗架是天窗的承重构件，它支承在屋架的上弦，常用钢筋混凝土或型钢制作。钢筋混凝土天窗架与钢筋混凝土屋架配合使用，它的形式一般为形或w形，也可做成双Y形，见下图所示。目前我国工业厂房建筑构配件标准图中常用的形和w形钢筋混凝土天窗架的尺寸。钢天窗架的重量轻、制作及吊装均方便，除用于钢屋架上外，也可用于钢筋混凝土屋架上。钢天窗架常用的形式有桁架式和多压杆式两种，见下图所示。,天窗架形式示例,常用钢筋混凝土天窗架的尺寸/mm,天窗屋顶与檐口天窗的屋顶构造一般与厂房屋顶构造相同。当采用钢筋混凝土天窗架，无檩体系的大型屋面板时，其檐口构造有两类：带挑檐的屋面板。无组织排水的挑檐出挑长度一般为500mm，若采用上悬式天窗扇，因防雨较好，故出挑长度可小于500mm；若采用中悬式天窗扇时，因防雨较差，其出挑长度可大于500mm(下图a)。设檐沟板。有组织排水可采用带檐沟屋面板(下图b)，或者在钢筋棍凝土天窗架端部预埋铁件焊接钢牛腿，支承天沟(下图c)。需要保温的厂房，天窗屋面应设保温层。,钢筋混凝土天窗檐口,天窗侧板在天窗扇下部需设置天窗侧板，侧板的作用是防止雨水溅入车间及防止因屋面积雪挡住天窗扇。天窗侧板可采用钢筋混凝土槽板，见左下图a所示；也可采用是采用钢筋混凝土小板，见左下图b所示。当屋面为有檩体系时，侧板常采用石棉瓦、压型钢板等轻质材料。,钢筋混凝土侧板钢天窗架轻质侧板,天窗端壁矩形天窗两端的承重围护构件称为天窗端壁。通常采用：(1)预制钢筋混凝土端壁板，见下图a所示，用于钢筋混凝土屋架。(2)钢天窗架石棉水泥瓦端壁，见下图b所示，多用于钢屋架。,天窗端壁,矩形通风天窗矩形通风天窗由矩形天窗及其两侧的挡风板所构成。(1)挡风扳的形式及构造挡风板由面板和支架两部份组成。面板材料常采用石棉水泥瓦、玻璃钢瓦、压型钢板等轻质材料。支架的材料主要采用型钢及钢筋混凝土。挡风板支架有两种支承方式：(1)立柱式，（见立柱式挡风板构造图所示）。(2)悬挑式，（见悬挑式挡风板构造图所示）。(2)挡雨设施挡雨方式及挡雨片的布置天窗的挡雨方式可分为水平口设挡雨片，垂直口设口挡雨片和大捷檐挡雨三种，（见天窗挡雨方式图所示）挡雨片的间距和数量，可用作图法求出。（见水平口挡雨片的作图法图所示）。挡雨片构造挡雨片所采用的材料有石棉瓦，钢丝网水泥板(钢筋混凝土板)，薄钢板，瓦楞铁等。当天窗有采光要求时，可改用钢丝玻璃，钢化玻璃，玻璃钢波形瓦等透光材料。其常见构造方式（见石棉水泥瓦挡雨片图，钢丝网水泥板及钢板挡雨片图所示）,立柱式挡风板构造悬挑式挡风板构造,天窗挡雨方式,水平口挡雨片,石棉瓦挡雨片,钢丝网水泥板及钢板挡雨片,井式天窗井式天窗是下沉式天窗的一种类型。下沉式天窗是在拟设置天窗的部位，把屋面板下移铺在屋架的下弦上，从而利用屋架上下弦之间的空间构成天窗，可分为井式，纵向下沉和横向下沉三种类型。式天窗是将屋面拟设天窗位置的屋面板下沉铺在屋架下弦上，而形成的井状天窗，如下图所示。,井式天窗,布置形式井式天窗的基本布置形式可分为：一侧布置，两侧对称布置，两侧错开布置和跨中布置等。前三种可称为边井式天窗，后一种可称为中井式天窗。由基本布置又可排列组合成各种连跨布置形式。（见井式天窗组合布置示例图所示）。,井式天窗基本布置形式,井底板井底板的布置方法有两种：横向布置和纵向布置。,井口板及挡雨设施井式天窗主要起通风作用，井口应作挡雨设施。井口板是挡雨设施的组成部分，构造形式有以下三种：(1)井口作挑檐：适宜于12m，9m柱矩设天井或6m柱矩连井的情况，构造作法见（井式天窗井口作挑檐）图所示。(2)井口设挡雨片：当水平井口不大，为了获得较多的通风面积，在井口设空格板，板上装置挡雨片。见左下图。(3)垂直口设挡雨板；在垂直口处安挡雨板，一般设一层或二层挡雨板。常用钢支架制成石棉瓦或钢丝网水泥瓦的挡雨板。见右下图所示。,水平口设挡水片垂直口设挡水片,窗扇设置有采暖要