单层工业建筑设计

第14章单层工工业建筑设计计14.1单层工业厂房的构件组成14.2单层工业建筑筑的柱网选择择14.2.1生产工艺是工工业建筑设计计的依据生产工艺是工工业建筑设计计的依据完整的工艺平面图包括：（1）根据生产的规模、性质、产品规格等确定的生产工艺流程；（2）选择和布置生产设备和起重运输设备；（3）划分车间内部各生产工段及其所占有的面积；（4）初步拟定工业建筑的跨间数、跨度和长度；（5）提出生产对建筑设计的要求，如采光、通风、防振、防尘、防辐射等。工业建筑平面及空间组合设计，是在工艺设计及工艺布置的基础上进行的生产工艺示意图3.2.2工工业建筑平面面形式的选择择三种生产工艺艺流程形式：：直线式、直线线往复式和垂直式直线式：适应的平面形形式是矩形平平面，可以是是单跨，亦可可是多跨平行布置。。单跨或两跨跨平行时采光光通风较易解解决，但建筑外墙面面积过大，对对保温隔热不不利。这种平平面简单规整，适合合对保温要求求不高或生产产工艺流程无无法改变的工业建筑筑往复式：相适应的平面面形式是多跨跨并列的矩形形平面，甚至至方形形平面。形状状规整，占地地面积小，外外墙面积较小小，对节约约材料和和保温隔热有有利。结构构构造简单，造造价低。适合合于多种种生产性质的的工业建筑。。采光通风及及屋面排水复复杂杂垂直式：相适应的平面面形式是L形平面，即出出现垂直跨。。纵横跨相接处，结结构和构造复复杂，经济性性较差常见生产工艺艺流程示意图图三种平面形式式的经济性比比较：方形平平面与矩形平平面、L形平面相比，，在面积相等等的条件下，，矩形、L形平面外围护护结构的周长长比方形平面面长约25％。同时，方方形厂方的造造价也比矩形形、长条形厂厂房低6％～20％生产状况也影影响着工业建建筑的平面形形式，如热加加工车间在生生产过程中散散发出大量的的余热和烟尘尘。在平面设设计中应具有有良好的自然然通风条件，，建筑平面不不宜太宽。生产工艺有时时要求建筑平平面设计成L形，有良好的的通风、采光、、排气、散热热和除尘功能能，适用于中中型以上的热加工工车间，以便便于排除产生生的热量、烟烟尘和有害气体。。在平面布置置时应将纵横横跨之间的开开口迎向夏季主导导风向或与主主导风向呈0°～45°°夹角，改善通风效果果和工作条件件。3.2.3柱柱网的选择跨度：柱子纵向定位轴线之间的距离柱距：横向定位轴线之间的距离柱网：柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格工艺设计人员员在设计中，，根据工艺流流程和设备布布置状况，对跨度和柱距距提出初始的的要求，建筑筑设计人员在在此基础上，，依照建筑及结结构的设计原原则，最终确确定工业建筑筑的跨度和柱距。柱网尺寸由跨跨度和柱距确确定，柱网的的选择就是选选择跨度和柱距。柱网确定的原原则是：（一）满足生产工艺要求

跨度和柱距要满足设备的大小和布置方式、材料和加工件的运输、生产操作和维修等生产工艺所需的空间要求。（二）平面利用和结构方案经济合理工业建筑因工艺要求，常将个别大型设备越跨布置，采用抽柱方案，上部用托架梁承托屋架，因根据实际情况，适当调整跨度和柱距。（三）符合《厂房建筑建筑模数协调标准》GBJ6-86的要求。当工业建筑跨度＜18m时，应采用扩大模数30M的尺寸系列，即跨度可取9m、12m、15m。当跨度尺寸≥18m时，按60M模数增长，即跨度可取18m,24m,30m和36m。柱距采用60M数列，即6m、12m、18m等。（四）扩大柱柱网为适应现代工工业生产的变变化，工业建建筑应具有灵灵活性与通用用性，扩大柱网是途途径之一。将将柱距由6m扩大至12m、18m乃至24m，如柱网（跨度度×柱距）15m×12m、、18m×12m、24m×12m、18m×18m、24m×24m等。大柱网在在钢结构中更更易于实现现。大柱网优点：1）可有效提高建筑面积的利用率2）有利于大型设备的布置及产品的运输3）提高建筑的通用性，适应生产工艺的变更及生产设备的更新4）有利于提高吊车的服务范围5）能减少建筑结构构件的数量，并能加快建设速度14.3.1工业业建筑高度的的确定14.3单层工业建筑筑剖面与屋顶顶排水方式剖面设计是在平面设计的基础上进行的，着重解决建筑在垂直空间方面如何满足生产的各项要求。生产工艺对剖面设计影响很大，设备的体形大小，工艺流程的特点，生产状况，加工件的体量与重量，起重运输设备的类型和起重量等都直接影响工业建筑的剖面形式。一、生产工艺对工业建筑剖面设计的影响特殊情况下当屋顶承重结构为下沉式时，工业建筑的高度必须是由地坪面至屋顶承重结构的最低点。二、单层工业建筑的高度定义由室内地坪到屋顶承重结构最低点的距离，通常以柱顶标高来代表工业建筑的高度。（1）无吊车工业建筑柱顶标高：按最大生产设备高度及安装检修所需的净空高度来确定，且应符合《工业企业设计卫生标准》TJ36-79的要求，同时柱顶标高还必须符合扩大模数3M（300mm）数列规定。柱顶标高一般不得低于3.9m。（2）有吊车工业建筑计算公式：H=H1+h6+h7柱顶标高的确确定：（2）有吊车工业业建筑H―柱项标高（m），必须符合3M的模数H1―吊车轨道顶面面标高（m），为柱牛腿标高高（应符合扩扩大模数3M数列，如牛腿腿标高大于7.2m时，应符合扩扩大模数6M数列）与吊车车梁高、吊车车轨高及垫层层厚度之和，，一般由工艺设计人人员提出h6—吊车轨顶至小小车顶面的高高度（m），根据吊车资料料查出H7—小车顶面到屋屋架下弦底面面之间的安全全净空尺寸（（mm）。按国家标准及及根据吊车起起重量可取300mm、400mm、及500mm。由于吊车梁的的高度、吊车车轨道及其固固定方案的不不同，计算得出的轨顶标标高（H1）可能与工艺设设计人员所提提出的轨顶标标高有差异。最最后轨顶标高高应等于或大大于工艺设计计人员提出的的轨顶标高。H1值重新确定后后，再进行H值的计算。我国《厂房建筑统一一化基本规则则》规定：在多跨跨工业建筑中，当高差值值等于或小于于1.2m时不设高差；；在不采暖的的多跨工业建筑中，，高跨一侧仅仅有一个低跨跨，且高差值值等于或小于于1.8m时，也不设置置高差。当有有地震设防要要求时，上述述高差小于2.4m时，宜做等高高跨处理。

利用降低设备地坪利用屋顶空间布置设备降低建筑高度高度对造价有有直接影响，，确定高度时时应有效地利利用和节约空空间，降低建筑造价价。（二）室内地地坪标高的确确定确定室内地坪标高就是确定室内地坪相对于室外地面的高差。设此高差的目的是防止雨水浸入室内，同时考虑到单层工业建筑运输工具进出频繁，高差值过大则出入不便.工业建筑室内外高差一般取150mm。3.3.2单单层工业建筑筑屋顶形式与与排水方式有组织内排水多脊双坡屋顶：长天沟排水，屋架受力合理，构件定型，排水立管多，屋面易渗漏，施工较困难，造价偏高。长天沟端部外外排水多脊双坡有组组织内排水实实例缓长坡屋顶：：管网短，构造造简单，可以以减少维修和和投资费用，既可节节约室内空间间，又可提高高屋面的耐久久性。特别适合严禁漏漏水以防引起起爆炸事故的的车间（如冶冶炼车间）等。多跨工业建筑筑减少内天沟沟实例平屋顶工业建筑上世纪60年代起，美国、西欧以及前苏联发展平屋顶工业建筑，利用屋顶种植蔬菜和花草，绿化了环境，又是隔热的好措施。采用墙板时，可减少墙板类型，有利于建筑工业化。14.4单层工业建筑筑的定位轴线线定位轴线:定义：确定工业建筑主要承重构件的平面位置及其标志尺寸的基准线，同时也是工业建筑施工放线和设备安装定位的依据。确定工业建筑定位轴线必须执行《厂房建筑模数协调标准》GBJ6-86有关规定。纵向定位轴线：长轴方向的定位轴线，相邻两条轴线间的距离即跨度。横向定位轴线：短轴方向的定位轴线，相邻两条轴线间的距离即柱距。单层工业建筑筑定位轴线示示意3.4.1横横向定位轴线线标定了纵向构构件的标志端端部，如吊车车梁、联系梁梁、基础梁、、屋面板、墙墙板、纵向支支撑等。确定原则：主主要考虑结构构的合理性和和构造的简单单可行。一、柱与横向向定位轴线的的联系中间柱的截面面中心线与横向定位轴轴线重合，而且屋架中心心线是与横向定位轴线线重合，工业建筑的纵纵向结构构件如屋面板板、吊车梁、连系梁的的标志长度皆以横向定定位轴线为界。二、横向伸缩缩缝、防震缝缝部位柱与与横向定位轴轴线的联系采用双柱处里里，为保证缝缝宽的要求，此处处应设两条定定位轴线，缝两侧侧柱截面中心心均应自定位轴线线向两侧内移移600mm。两条定位轴线线之间的距离称做插插入距，等于于变形缝宽。横向变形缝横向变形缝变形缝实例横向变形缝横向变形缝变形缝实例变形缝变形缝变形缝实例变形缝实例变形缝变形缝变形缝实例变形缝变形缝变形缝实例变形缝三、山墙与横横向定位轴线线的联系当山墙为非承承重山墙时，，山墙内缘与横横向定位轴线重合，端部部柱截面中心线应自横向向定位轴线向内移600mm，是由于山墙内侧抗风风柱上柱需与屋架上弦连连接的构造需要，而且可可以使其与横向变形缝处处定位轴线划分分相相一一致致，，有有利利于于结结构构构件件的的协协调调统统一一。。λ－－墙体体块块材材的的半半块块（（长长））、半半块块的的倍倍数数（（长长））或或墙墙厚厚的一一半半承重重山山墙墙内内缘缘与与横横向向定定位位轴线线的的距距离离应应按按砌砌体体块块材材的半半块块或或半半块块的的倍倍数数、、或或者取取墙墙体体厚厚度度的的一一半半，，以以应保保证证足足够够的的结结构构支支承承长长度的的要要求求。。14.4.2纵纵向向定定位位轴轴线线确定的原则：结构合理、构件规格少、构造简单外，在有吊车的情况下，还应保证吊车运行及检修的安全需要。纵向定位轴线：标定横向构件屋架或屋面大梁标志尺寸的端部位置，也是大型屋面板边缘的位置。（一一））外外墙墙、、边边柱柱与与纵纵向向定定位位轴轴线线的的联联系系有吊车的工业建筑中，《厂方建筑模数协调标准》GBJ6-86对吊车规格与工业建筑跨度的关系为：Lk=L-2eLk—吊车跨度（m）

L—工业建筑跨度（m）e—吊车轨道中心线至纵向定位轴线的距离（mm），一般取750mm，当吊车起重量大于50t或者为重级工作制需设安全走道板时，取1000m，如图示e=h+Cb＋B（1）封封闭闭式式结结合合即边边柱柱外外缘缘与与纵纵向向定定位位线线相相重重合合。。在无无吊吊车车或或只只有有悬悬挂挂式式吊吊车车，，以以及及柱距距为为6m，，桥式式吊吊车车起起重重量量Q≤≤20t/5t条件件下下采采用用，，此此时时吊吊车车端端部外外缘缘至至上上柱柱内内缘缘的的安安全全净净空空尺尺寸寸满足足要要求求。。屋屋面面板板全全部部采采用用标标准准板板，，不需需设设补补充充构构件件，，具具有有构构造造简简单单、、施工工方方便便等等优优点点。。（2）非非封封闭闭式式结结合合边柱柱外外缘缘与与纵纵向向定定位位轴轴线线间间有有一一定定的的距距离离。。在柱柱距距为为6m、、吊车车起起重重量量Q≥≥30t/5t时，，封闭闭式式结结合合不不能能满满足足吊吊车车端端部部外外缘缘至至上上柱柱内缘缘的的安安全全净净空空尺尺寸寸要要求求。。解决办法：将边柱外缘自定位轴线向外移动一定距离（联系尺寸），取300mm或300mm的倍数。当外墙为砌体时可为50mm或50mm的倍数。屋面板只能铺至定位轴线处，与外墙内缘出现了非封闭的构造间隙，需要非标准的补充构件板，构造复杂，施工较为麻烦。（二二））中中柱柱与与纵纵向向定定位位轴轴线线的的联联系系（1）等等高高跨跨中中柱柱与与纵纵向向定定位位轴轴线线中中柱柱常常采采用用单单柱柱，，其其柱柱截截面面中中心心与与纵纵向向定定位位轴轴线线相相重重合合。。上柱柱截截面面一一般般取取600mm，，以满满足足屋屋架架或或屋屋面面大大梁梁的的支支承承长长度度，，且且上上柱柱不不带带牛牛腿腿，，构构造造简简单单。。（2）高高低低跨跨中中柱柱与与纵纵向向定定位位轴轴线线设一一条条定定位位轴轴线线：：当当高高低低跨跨处处采采用用单单柱柱，，如如果果高高跨跨吊吊车车起起重重量量Q≤≤20t/5t，，则高高跨跨上上柱柱外外缘缘和和封封墙墙内内缘缘与与纵纵向向定定位位轴轴线线相相重重合合。。设两两条条定定位位轴轴线线：：当当高高跨跨吊吊车车起起重重量量Q≥≥30t/5t，，其上上柱柱外外缘缘与与纵向向定定位位轴轴线线不不能能重重合合时时采采用用。。高高跨跨轴轴线线与与上上柱柱外外缘缘之之间间设设联联系尺尺寸寸，，低低跨跨定定位位轴轴线线与与高高跨跨定定位位轴轴线线之之间间设设插插入入距距，，定定位位轴轴线应应自自上上柱柱外外缘缘、、封封墙墙内内缘缘通通过过，，即即插插入入距距等等于于联联系系尺尺寸寸，，此此时同同一一柱柱子子的的两两条条定定位位轴轴线线分分属属高高低低跨跨。。如如封封墙墙采采用用墙墙板板结结构构时，，可可按按图图（（c））、、（（d））处理理。。高低低跨跨中中柱柱与与纵纵向向定定位位轴轴线线的的联联系系（三三））纵纵向向伸伸缩缩缝缝、、防防震震缝缝处处柱柱与与纵纵向向定定位位轴轴线线的的联联系系当工工业业建建筑筑沿沿宽宽度度方方向向须须设设置纵纵向向伸伸缩缩缝缝解解决决横横向向变变形形的问问题题。。等高高工工业业建建筑筑设设置置：：采采用用单单柱并并设设两两条条定定位位轴轴线线。。伸伸缩缩缝一一侧侧的的屋屋架架或或屋屋面面梁梁搁搁置置在活活动动支支座座上上。。不等等高高工工业业建建筑筑设设置置，，一一般般设设置置在在高高低低跨跨处处。。采用用单单柱柱处处理理：：低低跨跨的的屋屋架架或或屋屋面面梁梁可可搁搁置置在在设设有有活活动动支支座座的牛牛腿腿上上，，高高低低跨跨处处应应采采用用两两条条定定位位轴轴线线，，其其间间设设插插入入距距。。单柱柱处处理理特特点点：：结结构构简简单单，，工工程程量量少少，，但但柱柱外外形形复复杂杂，，制制作作不便便，，当当两两侧侧高高差差悬悬殊殊或或吊吊车车起起重重量量差差异异较较大大时时不不宜宜采采用用。。不等等高高工工业业建建筑筑纵纵向向伸伸缩缩缝缝处处单单柱柱与与纵纵向向定定位位轴轴线线的的联联系系采用用双双柱柱：：用用两两条条定定位位轴轴线线，，并并设设插插入入距距。。柱柱与与定定位位轴轴线线的的关系系可可分分别别按按各各自自的的边边柱柱处处理理。。高低低跨跨两两侧侧的的结结构构实实际际是是各各自自独独立立、、自自成成系系统统，，仅仅是是互互相相靠靠拢，，以以便便下下部部空空间间相相通通，，有有利利于于组组织织生