工业建筑概论

1、第二篇 工业建筑第十五章工业建筑概论工业建筑的特点生产工艺流程决定着厂房的建筑空间形式、平面布置和形状。生产设备的要求决定这厂房的空间尺度。生产设备、起重运输设备使得工业建筑内部通常具有较大的柱网尺寸及高大的内部空间。厂房荷载决定着采用大型承重骨架。单层厂房常采用装配式大型承重构件多层厂房常采用钢筋混凝土骨架或钢结构生产产品的需要影响着厂房的构造工业建筑的分类按厂房用途分类1.主要生产厂房用于完成由原料到成品的主要生产工序的厂房。例如，机械制造厂中的铸造车间、机械加工车间及装配车间等。2.辅助生产厂房为主要生产厂房服务的各类厂房。例如，机械制造厂中的机修车间、工具车间等。3.动力用厂房为全厂提

2、供能源和动力供应的厂房。例如，机械制造厂中的变电站、发电站、锅炉房压缩空气站等。4.储藏用库房用来储存生产原料、半成品或成品的仓库。例如，油料库、金属材料库、成品库等。5.运输工具用房用于停放、检修各种运输工具的库房。例如，汽车库、电瓶车库等。工业建筑的分类按厂房内部生产状况分类1.热加工厂房在生产过程中散发大量热量、烟尘的厂房。如炼钢、轧钢、铸造等车间。2.冷加工车间在正常温度、湿度条件下进行生产的车间。如机械加、装配等车间工业建筑的分类3.恒温、恒湿车间产品的生产对室内温度、湿度的稳定性要求很高的车间。如精密仪器、纺织等车间。4.洁净车间产品的生产对空气的洁净度要求很高的车间。如医药、集成

3、电路等生产车间。5.有侵蚀性介质作用车间生产过程中受到酸、碱、盐等侵蚀作用对厂房的耐久性有影响的车间工业建筑的分类热加工厂房冷加工车间恒温、恒湿车间钢琴组装车间洁净车间有侵蚀性介质作用车间工业建筑的分类按厂房层数分类1.单层厂房2.多层厂房3.混合层次厂房第三节 厂房的起重运输设备 一、单轨悬挂式吊车一般由悬挂在屋架下弦的型钢轨道和吊车组成，型钢轨道可以布置为直线或曲线。 二、梁式吊车梁式吊车有支承式和悬挂式两种形式。悬挂式梁式吊车是在屋架下弦悬挂平行双轨，吊车装于轨道下部；支承式梁式吊车是在两列柱牛腿上设吊车梁，吊车装在轨道上部。三、桥式吊车 桥式吊车由起重行车和桥架组成。 桥架车支承在吊车

4、梁的钢轨上，沿吊车梁纵向运行；起重行车装在桥架上面的轨道上部，沿桥架长度方向运行。 桥式吊车一般在桥架的一端设司机室。 第十六章 单层厂房设计一、砖混结构厂房砖混结构厂房由砖墙或柱与钢筋混凝土屋面梁或屋架组成。砖混结构构造简单，但承载能力及抗振性能较差，一般适用于跨度不超过15m，吊车吨位不超过5t的小型厂房。 二、装配式钢筋混凝土排架结构厂房1.柱下基础柱下基础一般采用预制或现浇的单杯口基础；当变形缝两侧有双柱时，可采用双杯口基础。2.基础梁装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房外墙，墙下不设专用基础，直接支承在基础梁上。基础梁有预制和现浇两种形式。4.屋架与屋面梁有钢筋混凝土屋架、屋面梁和钢结构

5、屋架、屋面梁等。3.柱常用的排架柱有矩形柱、工字形柱、双肢柱和管柱等形式。5.连系梁连系梁作为水平构件可以起水平联系和支承作用，对高度较大的墙体，连系梁可以支承墙重，减小基础梁的荷载。小型厂房一般在吊车梁附近设置一道连系梁，当厂房高度较大时，每隔46m高设置一道连系梁。6.抗风柱由于单层厂房山墙的面积大，受较大的风荷载作用，在山墙处设置抗风柱能增加墙体的刚度和稳定性。抗风柱应达到屋架上位高度，以便抗风柱与屋架间的连接。7.吊车梁 当厂房内布置吊车设备时，应沿吊车运行方向设置吊车梁，用以安装吊车运行轨道。 吊车梁一般有钢筋混凝土吊车梁和钢结构吊车梁，吊车梁一般搁置在排架柱的牛腿上。8.支撑 支撑

6、的作用是加强厂房结构的空间刚度，保证结构构件在安装和使用过程中的稳定和安全。 单层厂房的支承有柱间支撑和屋盖支撑。9.围护构件 屋面、外墙、门窗、地面三、钢结构厂房钢结构厂房的主要承重构件全部由钢材制成。 轻钢结构厂房轻型钢结构一般是轻型屋面下采用的结构，由圆钢、小角钢和薄壁型钢构成。轻钢结构厂房由屋盖结构和墙架结构组成。四、其他结构类型在实际工程中，还有门架、网架、折板、双曲板和壳体等结构类型的厂房。 第二节 单层厂房的平面设计第二节 单层厂房的平面设计一、平面形式与特点（1）单跨矩形平面是最简单的平面形式，是构成其它平面的基本单元。（2）矩形平面可用于冷加工或小型热加工厂房，适用于直线式生

7、产工艺流程、往复式生产工艺流程、垂直式生产工艺流程。（3）方形和近方形平面通用性强、抗震性能好，具有良好的保温、隔热性能。方形和近方形平面厂房可节约围护结构25左右，造价较低。（4）L形、形和山形平面具有良好的采光、通风、排气、散热、除尘能力，适用于中型以上的热加工厂房，如铸造、轧钢、锻造等。二、柱网的选择柱网-厂房柱子在平面上排列所形成的网格。柱子纵向定位轴线间的距离为跨度，决定了屋架的尺寸；横向定位轴线间的距离为柱距，决定了吊车梁、屋面板的跨度尺寸。1.厂房的跨度在18m和18m以下时，应采用扩大模数30M数列；在18m以上时，应采用扩大模数60M数列2.厂房的柱距应采用扩大模数60M数列

8、 3.厂房山墙处抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列 （一）选择柱网的原则1.满足生产工艺提出的要求；2.符合厂房建筑模数协调准则的规定；3.全面协调跨度和柱距，尽量使柱网统一，使建筑平面合理；4.扩大柱网，提高厂房的通用性和经济合理性。（二）厂房跨度的确定1.满足工艺要求2.符合模数协调标准跨度须满厂房建筑模数协调标准的相关规定。当跨度小于18m时，按3m的倍数增加，即9m、12m足、15m、18m；当跨度大于18m时，按6m的倍数增加，即24m、30m、36m。3.经济合理（三）柱距的确定6m柱距是一般采用的基本柱距，在实际工程中应用较广，经济效果较好，但6m柱距不便布置设备，厂房的通用性也

9、较差。1.托架承重方案托架承重方案也称局部抽柱法。托架梁当柱距有特殊要求时2.不带托架承重方案（扩大柱网）不带托架承重方案的柱距一般为12m，与其配套的为12m系列构件，这种方案的柱网尺寸较大，结构形式简单，工业化水平较高，有较强的通用性和灵活性。三、单层厂房高度的确定（一）厂房高度与模数单层厂房的高度-由室内地面到屋顶承重结构下表面的距离。如果屋顶承重结构是倾斜的，则厂房高度是由室内地面到屋顶承重结构的最低点。高度符合模数要求有吊车和无吊车的厂房（包括有悬挂吊车的厂房）自室内地面至柱顶的高度应为扩大模数3M数列有吊车的厂房，自室内地面至支承吊车梁的牛腿面的高度应为扩大模数3M数列自室内地面至

10、支承吊车梁的牛腿面的高度在7.2m以上时，宜采用扩大模数6M数列；1.无吊车厂房无吊车厂房柱顶标高由最大生产设备的高度和安装、检修设备时所需的高度确定，同时还应满足采光和通风等要求。一般不小于3.9m2.有吊车厂房有吊车厂房高度受吊车类型、吊车布置方式等因素的影响，应考虑生产设备的最大高度、被吊物体的最大高度等参数。（二）柱顶标高的确定（非下撑式屋架下弦底面标高）其中轨顶标高： 式中： 生产设备，室内分隔墙或 检修时需要的高度； 吊车运行时安全超越高度，一般为400500； 被吊物件的最大高度； 吊钩吊运工件的绳索最小高度，根据加工件的大小确 定，一般1m； 吊钩至轨顶面的最小距离；由吊车规格

11、表查出。 吊车轨顶至小车顶面的净空尺寸；由吊车规格表查出。 屋架下弦至吊车小车顶面之间的安全间隙。300，400，500有吊车厂房的柱顶标高：单层厂房室内地面标高由厂区总平面设计确定，其相对标高为0.000。为防止雨水流入室内，室外标高一般应低于室内标高150mm，为通行方便，室外入口处应设置坡道，其坡度不宜过大。 （三）室内地坪标高的确定某单层厂房高度的调整（a）原方案；（b）修改后方案（四）厂房高度的调整1、工艺有高低要求的多跨厂房中，为降低投资，方便施工，当生产上要求厂房高度相差不大时（高差不大于1.5m或高跨一侧仅有一个低跨且高差不大于1.8m），将低跨抬高与高跨平齐，做等高多跨厂房。

12、2、当厂房内有个别高大设备或需较高的操作空间时，为避免提高整个厂房的高度，可采取在厂房一端屋架与屋架之间的空间布置高大设备，或局部降低地坪标高设置地坑安放高大设备，充分利用厂房内部空间，降低厂方高度，可以有效地降低造价。第四节 单层厂房定位轴线的标定横向定位轴线之间的距离是柱距，等于基础梁、吊车梁、连系梁、屋面板、外墙板等纵向构件的标志长度。纵向定位轴线之间的距离是跨度，等于屋架标志长度厂房定位轴线是确定厂房主要承重构件位置的基准线，同时也是施工放线、设备安装定位的依据。标定定位轴线时，应满足生产工艺的要求并注意减少构件的类型和规格，扩大构件预制装配化程度及在不同结构类型厂房中的通用互换性，提

13、高厂房建筑的工业化水平。一、横向定位轴线横向定位轴线主要用来标定屋面板、吊车梁、外墙板、纵向支承等纵向构件的标尺寸长度。（一）中间柱与横向定位轴线的联系厂房中间柱的横向定位轴线一般与中柱的中心线和屋架中心线重合。（二）横向变形缝处柱与横向定位轴线的联系应采用双柱及两条横向定位轴线柱的中心线均应自定位轴线向两侧各移600mm,两条横向定位轴线间的宽度ai就是所需缝的宽度ae为了不增加构件类型，横向变形缝处定位轴线采用双轴线处理。变形缝两侧柱间的实际距离较其他处的柱距减少600mm，但柱距的标志尺寸仍为6000mm。 这种定位轴线的标定方法，可以保证屋面板、吊车梁等纵向联系构件的标志尺寸规格不变，

14、有利于构件尺寸规格的统一，简化接缝处的构造做法。但屋面板、吊车梁、墙板等构件在横向变形缝处会出现局部的悬挑，屋面板底面预埋件位置改变。屋面板与屋架的连接：焊接(三)山墙处山墙为非承重墙时，墙内缘应与横向定位轴线相重合，且端部柱的中心线应自横向定位轴线向内移600mm，以保证抗风柱能通至屋架上弦，将水平荷载传至屋架与排架柱。抗风柱与屋架上弦连接：弹簧板连接抗风柱与屋架上弦连接：螺栓连接山墙为砌体承重时，墙内缘与横向定位轴线间的距离，应按砌体的块材类别分别为半块或半块的倍数或墙厚的一半二、纵向定位轴线纵向定位轴线标定了屋架标志尺寸端部的位置。屋架的跨度与厂房跨度一致。（一）外墙、边柱与纵向定位轴线

15、间的联系在有吊车的厂房中：为使吊车与结构规格相协调，有如下关系 式中： 纵向定位轴线间的距离，即厂房跨度； 吊车跨度，即吊车轮距； 纵向定位轴线至吊车轨道中心线的距离，一般取750；当吊车起重量大于50t或有构造要求时，取1000； B轨道中心线至吊车端头外缘的距离可从吊车规格表中查出。 K安全空隙。 h上柱截面高度。L=LK+2e e=B+K+hKK1、无吊车或只有悬挂式吊车的厂房以及柱距为6m、吊车起重量Q20t的厂房。封闭结合：指外墙内缘和边柱外缘与纵向定位轴线相重合,使屋面板与外墙之间无空隙，形成封闭结合。当吊车起重量Q20t时，查吊车规格表，得出相应参数B260mm，K80mm，上柱

16、截面高度h400mm，e750mm。由下式验算安全空隙： Ke一(h十B)750一(400十260)90mm，说明实际安全空隙大于必需安全空隙 (K80mm)，符合安全要求 2、吊车吨位Q为30/5t的厂房非封闭结合：指外墙内缘和边柱外缘与纵向定位轴线间加设联系尺寸,屋面 板与外墙之间出现空隙，形成 非封闭结合，须加设补充构件吊车吨位Q为30/5t的厂房，参数B300mm，h400mm，K80mm， e750mm。若按封闭结合的情况下考虑，Ke一(H十B)750一(400十300)50mm，不满足安全空隙K80mm的要求，这时则需将边柱自定位轴线外移一个距离ac，称为联系尺寸。如墙为砌体时，a

17、c值取50mm，安全空隙为50十50100mm，大于必需安全空隙80mm。 在非封闭式结合中：屋面板与墙体内缘的空隙应做处理。空隙空隙空隙（1）无变形缝等高跨中柱 等高跨的中柱，其上柱中心线应与纵向定位轴线相重合。若由于吊车起重量或构造等要求需设插入距时，一般采用单柱双定为轴线的标定方法。插入距ai应符合3M，柱柱中心线与插入距中心线重合（二）中柱与纵向定位轴线的联系1.等高跨中柱（2）设变形缝等高跨中柱 单柱纵向变形缝双柱纵向变形缝第十七章 单层厂房构造第三节 天窗 从构造形式上可分为上凸式天窗、锯齿形天窗、下沉式天窗和平天窗。按功能分，有采光天窗与通风天窗两大类型。(图18.1)主要用作采

18、光的有矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗、横向下沉式天窗等；主要用作通风的有矩形避风天窗、纵向或横向下沉式天窗、井式天窗等。 组成：天窗架、天窗扇、天窗屋面板、天窗侧板及天窗端壁矩形天窗主要由天窗架、天窗扇、天窗屋面板、天窗侧板及天窗端壁等组成。一、矩形天窗(1)天窗架天窗架是矩形天窗的承重构件，常用钢筋混凝土天窗架或钢天窗架。 钢筋混凝土天窗架一般由两榀或三榀预制构件拼接而成，各榀之间采用螺栓连接，支脚与屋架采用焊接。钢天窗架重量轻，制作吊装方便，常采用桁架式，其支脚与屋架节点的连接一般也采用焊接。 (2)天窗屋顶及檐口构造 天窗屋顶多采用无组织排水的带挑檐屋面板，挑出长度300500mm。需要有

19、组织排水时，可采用带檐沟的屋面板(或用焊在天窗架上钢牛腿支承的天沟板排水，或用固定在檐口板上的金属天沟排水。 (3)天窗侧板 天窗侧板是天窗扇下部的围护构件，相当于侧窗的窗台。 天窗侧板一般做成与屋面板长度相同的钢筋混凝土槽形板，安装时将它与天窗架上的预埋件焊牢。要求保温的车间侧板两肋之间应填入保温材料，外面再做泛水与厂房屋面连接。 (4)天窗端壁 天窗两端的山墙称为天窗端壁。 钢筋混凝土端壁板用于钢筋混凝土屋架，可根据天窗的跨度不同由两块或三块拼装而成。端壁板及天窗架与屋架上弦的连接均通过预埋件焊接，端壁板下部与屋面板相接处要做泛水，需要保温的厂房一般在端壁板内侧加设保温层。 (5)天窗扇 矩形天窗设置天窗扇的作用主要是为了采光、通风和挡雨。常用的类型有钢制和木制两种。 上悬式钢天窗扇防雨性能较好，由于最大开启角度为45，故通风功能较差。上悬式