第21章工业建筑概论

1、本章提要l工业建筑的特点、分类及结构组成l工业建筑设计应考虑的因素l厂房内部的起重运输设备 一、工业建筑的特点l工业建筑是指用于从事工业生产的各种房屋（一般称厂房）。它与民用建筑一样，要体现适用、安全、经济、美观的方针；l在设计原则、建筑用料和建筑技术等方面，两者也有许多共同之处。l但由于生产工艺复杂多样，在设计配合、使用要求、室内采光、屋面排水及建筑构造等方面，工业建筑又具有如下特点：（1）厂房应满足生产工艺的要求（2）厂房内部有较大的敞通空间（3）厂房的结构、构造复杂，技术要求高（4）厂房多采用大型的承重骨架结构（1）厂房应满足生产工艺的要求l厂房的建筑设计是在工艺设计人员提出的工艺设计图

2、的基础上进行的，建筑设计在适应生产工艺要求的前提下，应为工人创造良好的生产环境并使厂房满足适用、安全、经济和美观的要求。（2）厂房内部有较大的敞通空间l由于厂房中的生产设备多，体量大，各部分生产联系密切，并有多种起重运输设备通行，致使厂房内部具有较大的敞通空间。l例如，有桥式吊车的厂房，室内净高一般均在8m以上；有6000t以上水压机的锻压车间，室内净空可超过20m；厂房长度一般在数十米以上，有些大型轧钢厂，其长度可多达数百米甚至超过千米。（3）厂房的结构、构造复杂，技术要求高l当厂房宽度较大时，特别是多跨厂房，为满足室内采光、通风的需要，屋顶上往往设有天窗；l为了屋面防水、排水的需要，还应设

3、置屋面排水系统（天沟及水落管）。l这些设施均使屋顶构造复杂。由于设有天窗，室内大都无天棚，屋顶承重结构袒露于室内。（4）厂房多采用大型的承重骨架结构l在单层厂房中，由于跨度大，屋顶及吊车荷载较重，多采用钢筋混凝土排架结构承重。l在多层厂房中，由于楼面荷载较大，广泛采用钢筋混凝土骨架承重。l对于特别高大的厂房，或有重型吊车的厂房，或高温厂房，或地震烈度较高地区的厂房，宜采用钢骨架承重。二、单层工业建筑的分类（一）按厂房用途分（1）主要生产厂房（2）辅助生产厂房（3）动力用厂房（4）储藏用建筑（5）运输用建筑 （1）主要生产厂房l用于完成主要产品从原料到成品的生产工艺过程的各类厂房。l例如机械厂的

4、铸造、锻造、热处理、铆焊、冲压、机加工和装配车间。（2）辅助生产厂房l为主要生产车间服务的各类厂房。l如机修和工具等车间。 （3）动力用厂房l为工厂生产提供能源的各类厂房。l如发电站、锅炉房、煤气站等。（4）储藏用建筑l储存各种原料、半成品或成品的仓库。l如金属材料库、辅助材料库、油料库、零件库、成品库等。（5）运输用建筑l停放、检修各种运输工具的库房。l如汽车库和电瓶车库等。 （二）按厂房生产状况分 （1）冷加工车间 （2）热加工车间 （3）恒温恒湿车间 （4）洁净车间（1）冷加工车间l在正常温湿度状态下进行生产的车间。l如机加工、装配等车间。（2）热加工车间l在高温、红热或材料熔化状态下进

5、行生产的车间。或在生产中将产生大量的热量及有害气体、烟尘的车间。l如冶炼、铸造、轧钢和锻造等车间。（3）恒温恒湿车间l在稳定的温湿状态下进行生产的车间。l如纺织车间和精密仪器等车间。（4）洁净车间l洁净车间，为保证产品质量，在无尘无菌，无污染的高度洁净状况下进行生产的车间。l如集成电路车间、医药工业的一些车间等。 （三）按厂房层数分 （1）单层厂房 （2）多层厂房 （3）层次混合厂房 （1）单层厂房l单层厂房广泛地应用于各种工业企业，约占工业建筑总量的75%左右。它对具有大型生产设备、振动设备、地沟、地坑或重型起重运输设备的生产有较大的适应性。l如冶金、机械制造等工业部门。l单层厂房便于沿地面

6、水平方向组织生产工艺流程，布置生产设备，生产设备和重型加工件荷载直接传给地基。也便于工艺改革。l单层厂房按跨数的多少有单跨与多跨之分。l多跨大面积厂房在实践中采用的较多，其面积可达数万m2。 图13-1l单跨用的较少。但有的生产车间，如飞机装配车间和飞机库常采用跨度很大（36100m）的单跨厂房。l单层厂房占地面积大，围护结构面积多（特别是屋顶面积多），各种工程技术管道较长，维护管理费高。 （2）多层厂房l多层厂房对于垂直方向组织生产及工艺流程的生产企业（如面粉厂）和设备及产品较轻的企业具有较大的适应性，多用于轻工、食品、电子仪表等工业部门。 图13-2l因它占地面积少，也适用于在用地紧张的城

7、市建厂及老厂改建。在城市中修建多层厂房，还易于适应城市规划和建筑布局的要求。（3）层次混合厂房l混合层次厂房，既有单层跨又有多层跨的厂房。 图13-3 三、单层厂房的结构组成 单层厂房结构支承方式可分以下两大类：l承重墙结构l骨架结构 图13-4骨架结构:l骨架结构按材料可分为： （1）砖石混合结构 （2）钢筋砼结构 （3）钢结构l选择时应根据厂房的用途、规模、生产工艺、起重运输设备、施工条件和材料供应情况等因素，综合分析确定。 （1）砖石混合结构 l它由砖柱和钢筋混凝土屋架或层面大梁组成，也有砖柱和木屋架或轻钢或组合屋架组成的。 图13-5l混合结构构造简单，但承载能力及抗地震和振动性能较差

8、，故仅用于吊车起重量不超过5t、跨度不大于15m的小型厂房。（2）钢筋砼结构l这种结构坚固耐久，可预制装配，与钢结构相比可节约钢材，造价较低，故在国内外的单层厂房中，得到了广泛的应用。 图13-4l但其自重大，抗地震性能不如钢结构。l表13-1为钢筋砼屋架的一般形式及应用范围。l图13-6为几种常用的预制钢筋砼柱子的形式。（3）钢结构l它的主要承重构件全部用钢材做成。这种结构抗地震和振动性能好，构件较轻（与钢筋混凝土比），施工速度快，除用于吊车荷载重、高温或振动大的车间以外，对于要求建设速度快、早投产早受益的工业厂房，也可采用钢结构。 图13-7l目前，随着我国钢产量稳步增长，可能有越来越多的

9、厂房采用钢结构，尤其是国家重点建设项目和合资项目等。l但钢结构易锈蚀，耐火性能差，使用时应采取相应的防护措施。l单层厂房承重结构除上述外，屋顶结构尚可用折板、壳体及网架等空间结构。它们的共同优点是传力受力合理，较充分地发挥了材料的力学性能，空间刚度好，抗震性能较强。其缺点是施工复杂，现场作业量大，工期长。图13-8l此外还有门架、T形板等结构。门架相当于柱子与梁结合的构件。T形板用作垂直时相当于墙柱结合构件，用作屋顶时相当于梁板结合构件。它们的共同特点是构件类型少、省材料。目前在我国采用者均为小型的厂房，有的正积极试点、总结、推广。图13-9l工业建筑设计应考虑的因素 一、满足生产工艺要求 二

10、、创造良好的生产环境 三、满足有关技术要求 四、要有良好的综合效益 五、建筑美观要求l为运送原料、半成品和成品，检修安装 设备，厂房内需设置适用的起重运输设 备。其中各种吊车对厂房的设计影响最 大，必须有所了解吊车的规格和特点。l常用吊车有以下几种： 一、单轨悬挂式吊车 二、梁式吊车 三、桥式吊车 一、 单轨悬挂式吊车l单轨悬挂式吊车按操纵方法有手动及电动两种。l吊车由运行部分和起升部分组成，安装在工字形钢轨上，钢轨悬挂在屋架（或屋面大梁）的下弦上，它可以布置成直线或曲线形（转弯或越跨时用）。为此，厂房屋顶应有较大的刚度，以适应吊车荷载的作用。l单轨悬挂式吊车适用于小型起重量的车间，一般起重量为15t。图13-10 二、 梁式吊车l梁式吊车亦分手动及电动两种，手动的多用于工作不甚繁忙的场合或检修设备之用。一般厂房多用电动梁式吊车，可在吊车上的司机室内操纵，也有的可在地面操纵。l梁式吊车由起重行车和支承行车的横梁组成，横梁断面为“工”字形，可作为起重行车的轨道，横梁两端有行走轮，以便在吊车轨道上运行。吊车轨道可悬挂在屋架下弦上或支承在吊车梁上，后者通过牛腿等支承在柱子上。梁式吊车适用于小型起重量的车间，起重量一般不超过5t。图13-11 三、 桥式吊车l桥式吊车由起重行车及桥架组成，桥架上铺有起重行车运行的轨道（沿厂房横向运行），桥架两端