4-2014工业建筑构造概述解析

第四章工业建筑设计第四章工业建筑设计提要：本章介绍工业建筑的特点、单层厂房构造体系和起重运输设备；表达单层厂房的平面、剖面特征及定位轴线的标定方法。工业建筑：是各类工业厂房和构筑物的总称。工业厂房：是指哪些用来进展生产的建筑物。构筑物：是指哪些与生产相配套的帮助设施。如：烟囱，水塔，冷却塔，水池等。现代工业建筑体系的进展已有二百多年的历史，显示出自己独有的特征和建筑风格。第一节工业建筑的特点与分类

第一节工业建筑的特点与分类

一、工业建筑的特点1.建筑设计以生产工艺设计为根底；2.工业建筑内部空间大；3.厂房建筑构造简单；4.广泛承受钢筋混凝土骨架承重。二、工业建筑的分类〔一〕按厂房用途分类1.主要生产厂房2.帮助生产厂房3.动力用厂房4.贮存用库房5.运输工具用房其他：泵房、无水处理站等〔二〕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、湿度条件下进展生产的车间。如机械加、装配等车间。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。如周密仪器、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、集成电路等生产车间。〔三〕按厂房层数分类1.单层厂房：大型设备、震惊设备、地沟或重型起重设备2.多层厂房：垂直方向组织生产或产品较轻企业3.混合层次厂房〔四〕按承重构件的材料：混合、钢筋混凝土、钢〔五〕按厂房构造类型：空间构造体系、平面构造体系k混合构造：无吊车或吊车吨位不超过5t，跨度在15m以内，柱顶标高不超过8m且无特殊工艺要求的小型厂房，可承受由砖柱、钢筋混凝土屋架或轻钢屋架组成的混合构造；钢构造：厂房内有重型吊车〔如吊车起重量大于150t〕、跨度大于36m或有特殊工艺要求的大型厂房，可承受全钢构造或由钢筋混凝土柱与钢屋架组成的构造。除上述状况以外的单层工业厂房，一般承受混凝土构造。而且除特殊状况外，一般均承受装配式钢筋混凝土构造。三厂房的起重运输设备

1、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。这种吊车的起重量不大于5T。2、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。悬挂式<5T，10T<支承式>5T3、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。这种吊车的最大起重量可达350T。

其次节单层厂房设计

包括：平面设计、剖面、立面单层工业厂房平面设计的内容有：合理确定厂房平面形式；选择适宜的柱网；保证车间内部交通便利；合理布置生产及生活帮助用房。一、平面设计不同产品的车间，有不同的生产工艺流程。〔直线、平行、垂直〕工艺师依据此图对建筑设计师提交生产工艺平面图，建筑设计师再依据此图的要求进展建筑设计。所以，生产工艺打算着厂房的建筑平面。〔一〕平面设计与生产工艺的关系〔二〕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依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，避开穿插和迂回；布置各种工程管线;进展厂区竖向设计及绿化、美化布置等。1、厂区人流、货流组织对平面设计的影响〔二〕总平面对平面设计的影响厂区人流、货流组织具体表现为原材料，成品和半成品的运输及人流进出厂路线的组织。合理的设计布局不仅便利使用，而且可以大大提高劳动生产率，削减工人的劳动强度，降低工伤事故的发生率。厂区人流、货流组织会直接影响厂房平面设计中门的位置、数量、尺寸等。2、地形的影响〔二〕总平面对平面设计的影响地形对厂房平面形式有直接影响。只要工艺条件允许，为了节省投资，厂房平面形式，应依据地形条件作适当的调整，使之与地形相适应。3、气象条件的影响主要影响因素有两个：一是日照，二是风向。抱负的朝向应当是：夏季室内不受阳光照射，又要易于进风，有良好的自然通风条件。〔二〕总平面对平面设计的影响柱网----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，打算了屋架的尺寸；横向定位轴线间的距离为柱距，打算了吊车梁、屋面板的跨度尺寸。〔三〕柱网的选择1、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。〔1〕满足工艺要求〔2〕符合模数协调标准跨度须满足《厂房建筑模数协调标准》的相关规定。当屋架跨度≤18米时，承受扩大模数30M的数列当屋架跨度＞18米时，承受扩大模数60M的数列当工艺布置有明显优越性时，跨度尺寸亦可承受21米、27米、33米。〔3〕经济合理2、厂房跨度确实定厂房的柱距应承受扩大模数60M数列中的数值.6m柱距是一般承受的根本柱距，在实际工程中应用较广，经济效果较好.当有特殊要求时，假设有大型设备时，柱距尺寸可承受12m或18m。3、柱距确实定〔四〕生活间生活间：用以满足工人生产卫生和生活需要而设置的专用房间。1、生活间的组成生产卫生用室、生活卫生用室、行政办公室、生产帮助用室。2、生活间的布置

生活间的布置方式有三种：①毗连式生活间②独立式生活间③厂房内部式生活间：选择厂房的剖面形式和确定厂房高度；处理厂房的采光、通风和排水问题。剖面设计的主要任务是二、厂房的剖面设计〔一〕厂房的横剖面形式单层厂房的横剖面形式依据屋面形式的不同可分为三种：双坡式横剖面、多坡式横剖面、锯齿形横剖面。1．双坡式横剖面这种剖面形式多见于单跨厂房中，设计时应当考虑室内的采光要求：①当跨度不大时，只设侧窗就可以满足采光的需要；②假设跨度较大时，只设侧窗，则厂房中间地带的光线会缺乏，所以还应在屋顶上开设天窗，来满足采光要求；③当多跨厂房也承受双坡式横剖面时，可在屋顶上开设天窗来解决中跨的采光通风或者通过提高中跨的高度，利用中跨上部的高侧窗来解决采光通风需要。2．多坡式横剖面这种形式适用于双跨和多跨厂房。设计时，为了满足采光通风的要求，通常：①对于等高厂房，中间各跨的屋顶上均应设置天窗；②对于不等高厂房，则可利用高侧窗来解决采光通风的需要。3．锯齿形横剖面这种形式用在纺织车间的厂房上，在布置时房屋侧墙上的窗口应朝北，是为了防止阳光直射车间，造成纱线断头，影响产品质量单层厂房的高度：由室内地面到屋顶承重构造下外表的距离。假设屋顶承重构造是倾斜的，则厂房高度是由室内地面到屋顶承重构造的最低点。〔二〕确定厂房高度厂房地面标高：厂房室内地面应比室外地面高出150mm，这样可以防止雨水流入车间，这个高差，也不会影响车辆的进出〔坡道〕。1、无吊车厂房高度确实定无吊车厂房的高度主要取决于厂房内最高的生产设备及安装检修所需的净高，同时要考虑采光和通风的要求，并符合《厂房建筑模数协调标准》的扩大模数3M数列。式中:h1为需跨越最大设备，室内分隔墙或检修所需的高度；h2为起吊物与跨越物间的安全距离，一般为400mm-500mm；h3为被吊物体的最大高度；h4为吊索最小高度，依据起吊物件大小和起吊方式而定，一般大于1000mm；h5为吊钩至轨顶面的最小尺寸，由吊车规格表中查得；h6为吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由吊车规格表中查得；h7为屋架下弦至小车顶面之间的安全距离，主要应考虑到屋架下弦及支撑可能产生的下垂挠度，以及厂房地基可能产生不均匀沉降时对吊车正常运行的影响。最小尺寸为220mm，湿陷性黄土地区一般不小于300mm。如屋架下弦悬挂有管线等其他设施时，还需另加必要的尺寸。《厂房建筑模数协调标准》规定，钢筋混凝土构造柱顶标高H应为300mm的整倍数，轨顶标高H1为600mm的整倍数，牛腿标高也应为300mm的整倍数。2、有吊车厂房高度确实定柱顶标高H=H1+H2

轨顶标高H1=h1+h2+h3+h4+h5

轨顶至柱顶高度H2=h6+h7

3、厂房内部空间的利用厂房高度对工程造价有直接的影响，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。〔三〕单层厂房的采光与通风1、自然采光方式及布置1〕侧面采光：即采光口布置在厂房的侧墙上。侧面采光分单侧采光和双侧采光。2〕上部采光：即在屋顶处设置天窗。3〕混合采光：当厂房很宽，侧窗采光不能满足整个厂房的采光要求时，则须在屋顶上开设天窗，即承受混合采光的方式。形式和布置：1〕矩形天窗2〕锯齿形天窗

3〕横向下沉式天窗4〕平天窗1〕热压通风2〕风压通风2、自然通风第三节定位轴线的标定平行于厂房长度方向的定位轴线，为纵向定位轴线垂直于厂房长度方向的定位轴线，为横向定位轴线一、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。1.山墙为砌体承重墙当山墙为砌体承重墙时，横向定位轴线可设在墙体中心线或距墙体内缘为墙材块体半块长或半块长倍数的位置上。〔二〕山墙与横向定位轴线的联系2.山墙为非承重墙当山墙为非承重墙时，山墙处的横向定位轴线一般与墙体内缘重合，端部柱的中心线向内移600㎜。保证山墙抗风柱能通至屋架上弦，使抗风柱与屋架正常连接，将山墙的水平风荷载传至屋面和排架柱。3.横向变形缝处柱与横向定位轴线的联系变形缝处柱子中心线自定位轴线各向两侧移600㎜。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，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消失局部的悬挑。二、纵向定位轴线〔一〕边柱、外墙与纵向定位轴线的联系在无吊车的厂房中：P134〔略〕在有吊车的厂房中：封闭结合、非封闭结合1.封闭式结合封闭式结合的纵向定位轴线与柱外缘和墙内缘重合，屋架和屋面板紧靠外墙内缘。封闭式结适宜用于无吊车或只有悬挂式吊车及吊车起重量小于20t、柱距为6m的厂房。2.非封闭式结合其纵向定位轴线与柱子外缘有一个距离，并使屋面板与墙内缘也有肯定的空隙距离，称为联系尺寸，应符合3M扩大模数，可以用来调整吊车安全空隙，保证吊车的安全运行。〔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。假设由于吊车起重量或构造等要求需设插入距时，一般承受单柱双定为轴线的标定方法〔二〕中柱与纵向定位轴线的联系〔略〕1.等高跨中柱〔2〕设变形缝等高跨中柱①单柱纵向变形缝②双柱纵向变形缝〔1〕无变形缝不等高跨中柱①当吊车起重量小于20t时，高跨上柱外缘和封墙内缘应与纵向定位轴线相重