《房屋建筑构造》-第十章　排架结构单层厂房构造

第一节排架结构厂房的主要结构构件现阶段钢筋混凝土排架结构多采用预制装配式，如图１０-１所示。排架结构是将厂房承重柱的柱顶与屋架或屋面梁做铰接连接，柱下端固定于基础中，构成平面排架。各平面排架再经纵向结构构件连接成一个空间结构。本节主要讲解主要结构构件的作用及构造要求。一、基础与基础梁基础承受厂房上部结构的全部重量并将其传递到地基中，是厂房结构中的重要构件之一。单层工业厂房的基础一般多为预制或现浇杯口独立式基础，如图１０-２所示。其形式有锥台形基础、薄壳基础、板肋基础等。当变形缝两侧有双柱时，可采用双杯口基础。根据厂房荷载及地基情况，还可采用条形基础和桩基础等。下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（一）独立基础构造１.现浇柱下基础基础与柱均为现场浇筑，但不同时施工，如图１０-３所示。基础顶面须留出插筋，方便后期与柱子连接。钢筋数量和柱筋数量必须一致，其伸出长度应根据柱的受力情况、钢筋的种类及接头方式来确定。２.预制柱下杯形基础当采用装配式钢筋混凝土柱时，在基础中应预留安放柱子的孔洞，孔洞的尺寸应比柱子断面尺寸大一些。柱子放入孔洞后，柱子周围用细石混凝土（比基础混凝土强度高一级）浇筑，这种基础称为杯口基础（又称杯形基础），是目前应用最广泛的一种形式，如图１０-４所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（二）基础梁采用装配式钢筋混凝土排架结构厂房时，墙体仅起围护和分隔的作用，设计成自承重墙，通常不再单独做基础，而将墙砌在基础梁上，基础梁两端搁置在杯形基础的杯口上（图１０-５），墙体的重量通过基础梁传递到基础上。这样可以使墙体与柱沉降一致，墙体不易开裂。１.基础梁的形状基础梁的断面形状有梯形和矩形，其中倒梯形比较常用，有预应力和非预应力钢筋混凝土两种，其外形尺寸如图１０-６所示。国家有统一编制的基础梁标准图集，可供参考和选用，选用时注意基础梁的适用条件及相关要求。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件２.基础梁的位置与搁置为了避免影响开门和满足防潮要求，基础梁顶面标高应至少低于室内地坪５０ｍｍ，比室外地坪至少高１００ｍｍ。基础梁搁置在基础顶的方式，视基础埋深而定（图１０-７）。当基础杯杯口顶面距室内地坪为５００ｍｍ以内时，则直接搁置在杯口上口。上杯口顶面距室内地坪大于５００ｍｍ时，可设Ｃ１５混凝土垫块搁置在杯口顶面，垫块的宽度相当于墙厚；当基础较深时，可设置高杯口基础或在柱下部分加设牛腿来搁置基础梁。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件二、排架柱与抗风柱（一）排架柱装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房的柱子也称为排架柱或列柱，是厂房的主要承重构件，主要有钢筋混凝土柱、钢柱等。排架柱是厂房结构中的主要承重构件之一。它主要承受屋盖和吊车梁等竖向荷载、风荷载及吊车产生的纵向和横向水平荷载，有时还承受墙体、管道设备等荷载。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件１.柱的类型单层工业厂房钢筋混凝土柱，基本上可分为单肢柱和双肢柱两大类。单肢柱截面形式有矩形、工字形及空心管柱。双肢柱截面形式是由两肢矩形柱或两肢空心管柱，用腹杆（平腹杆或斜腹杆）连接而成，如图１０-８所示。（１）矩形柱。外形简单、施工方便，但混凝土用量多、体重大，主要用于柱截面尺寸为４００ｍｍ×６００ｍｍ以内的柱，此外柱牛腿以上部分、轴心受压柱以及现浇柱常采用矩形截面柱。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（２）工字形柱。受力合理、质量较轻，但制作复杂，主要用于截面及受力较大的厂房，如当柱长边截面尺寸大于６００ｍｍ时采用工字形柱。（３）双肢柱。当厂房高度很高或吊车起重量较大时，采用双肢柱较为经济合理。双肢柱由两根肢柱用腹杆连接组成，可分为平腹杆双肢柱和斜腹杆双肢柱，双肢柱的每个单肢主要承受轴向压力。２.柱的构造工字形柱截面构造尺寸及外形要求如图１０-９所示；双肢柱的截面构造尺寸及外形要求如图１０-１０所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件３.抗风柱由于单层厂房的山墙面积较大，所受的风荷载很大，因此，在山墙处设置抗风柱来承受墙面上的风荷载，使一部分风荷载由抗风柱直接传递至基础；另一部分风荷载由抗风柱上端通过屋盖系统传递到厂房纵向列柱上去。抗风柱与屋架的连接多为铰接，在构造处理上必须满足以下要求：（１）水平方向应有可靠的连接，以保证有效地传递风荷载。（２）在竖向应使屋架与抗风柱之间有一定的相对竖向位移的可能性。（３）屋架与抗风柱之间一般采用弹簧钢板连接，如图１０-１１所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（４）厂房沉降大时用螺栓连接，如图１０-１２所示。三、吊车梁、连系梁和圈梁（一）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。吊车梁一般搁置在柱子的牛腿上。吊车梁直接承受吊车起重、运行、制动时产生的各种往复移动荷载。因此，吊车梁除应满足梁的承载力、抗裂度、刚度等要求外，还应满足抗疲劳的强度要求。同时，吊车梁还有传递厂房纵向荷载，保障厂房纵向刚度和稳定性的作用。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件１.吊车梁的类型吊车梁按材料不同有钢筋混凝土梁和钢梁两种。常采用钢筋混凝土梁。钢筋混凝土吊车梁有Ｔ形、工字形和鱼腹形等形式。钢筋混凝土梁按截面形式有等截面（图１０-１３）和变截面（图１０-１４）两种。２.吊车梁与柱的连接吊车梁与柱的连接多采用焊接的方法。吊车梁的上翼与柱间用角钢或钢板连接，吊车梁下部在安装前应焊上一块钢垫板，并与柱牛腿上的预埋钢板焊牢，吊车梁与柱子空隙以Ｃ２０混凝土填实，如图１０-１５所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件３.吊车轨道的固定吊车梁上的钢轨可采用ＴＧ４３型铁路钢轨和ＱＵ８０型吊车专用钢轨。吊车梁的翼缘上留有安装孔，安装前先用Ｃ２０混凝土垫层找平，然后铺设钢垫板或压板，用螺栓固定，如图１０-１６所示。４.车挡的固定为防止吊车在行驶过程中来不及刹车而冲撞到山墙上，应在吊车梁的尽端设车挡装置，如图１０-１７所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（二）连系梁连系梁是排架柱之间在纵向的水平连系构件，可提高厂房结构及墙身的刚度和稳定性。用来承担墙身重力的连系梁是承重连系梁，否则为非承重连系梁。连系梁有在墙内和不在墙内两种位置，前者又称为墙梁。在确定连系梁标高时，应考虑其与窗过梁的统一，以连系梁代替窗过梁。连系梁多为预制连系梁，现浇连系梁由于施工速度慢、现场湿作业多，所以使用较少。连系梁的横断面一般为矩形；当墙厚为３７０ｍｍ时，也可做成Ｌ形。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件现浇非承重连系梁是将柱中的预留钢筋与连系梁整体浇筑在一起的；预制非承重连系梁与柱子可用螺栓连接。承重连系梁与柱的连接方式是将连系梁搁置在支托连系梁的牛腿上，用螺栓或焊接的方法连接牢固，如图１０-１８所示。（三）圈梁圈梁是设在同一标高上连续、封闭的梁，作用是将砌体同厂房排架柱、抗风柱连在一起，加强厂房的整体刚度及墙的稳定性。圈梁应在墙内，位置通常设在柱顶、吊车梁、窗过梁等处。截面高度应不小于１８０ｍｍ，配筋数量主筋为４φ１２，箍筋为φ６，间距为２００ｍｍ。圈梁应与柱子伸出的预埋筋进行连接，如图１０-１９所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件四、屋盖单层工业厂房的屋盖起到围护和承重的作用，并且对排架柱有连系作用。因此，屋盖除保证正常的承重能力外，还应保证足够的整体性和水平刚度。厂房的屋盖包括承重构件和覆盖构件两部分。屋盖的结构形式可分为无檩体系（图１０-２０）和有檩体系（图１０-２１）两种。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（一）屋盖的承重构件１.屋面梁屋面梁又称薄腹梁，其断面呈Ｔ形和工字形，有单坡和双坡之分。单坡屋面梁适用于６ｍ、９ｍ、１２ｍ的跨度；双坡屋面梁适用于９ｍ、１２ｍ、１５ｍ、１８ｍ的跨度，屋面梁的坡度比较平缓，一般为１／１２～１／８。屋面梁的特点是形状简单，制作安装方便，稳定性好，可以不加支撑，但自重较大，如图１０-２２所示。２.屋架常见的屋架有钢筋混凝土桁架式屋架和钢筋混凝土两铰（或三铰）拱屋架两类。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（１）钢筋混凝土桁架式有三角形屋架、梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架等形式，如图１０-２３所示。三角形屋架：屋架的外形如等腰三角形，屋面坡度为１／５～１／３，适用于跨度为９ｍ、１２ｍ、１５ｍ的中、轻型厂房。梯形屋架：屋架的上弦杆件坡度一致，屋面坡度一般为１／１２～１／１０，适用于跨度为１８ｍ、２４ｍ、３０ｍ的中型厂房。拱形屋架：屋架的上弦杆件是由若干段曲线形杆件组成。屋面坡度一般为１／３０～１／３。其适用于１８ｍ、２４ｍ、３６ｍ的中、重型工业厂房。折线形屋架：屋架上的弦杆件是由若干段折线形杆件组成。屋面坡度一般为１／１５～１／５。其适用于１５ｍ、１８ｍ、２４ｍ、３６ｍ的中型和重型工业厂房。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（２）钢筋混凝土两铰（或三铰）拱屋架：屋架上弦采用钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土杆件。下弦采用角钢或钢筋。屋面坡度一般为１／１０～１／４。其适用于９ｍ、１２ｍ、１５ｍ、１８ｍ的中、轻型厂房，如图１０-２４所示。３.托架因工艺要求或设备安装的需要，柱距需为１２ｍ，而屋架的间距和大型屋面板长度仍为６ｍ时，需在１２ｍ的柱距间设置托架。托架将屋架上的荷载传给柱子，一般采用预应力混凝土托架或钢托架，如图１０-２５所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（二）屋盖的覆盖１.屋面板预应力钢筋混凝土大型屋面板：无檩体系中广泛采用的一种屋面板，外形尺寸为１．５ｍ×６ｍ，为配合屋架尺寸檐口做法，还有嵌板、檐口板和天沟板，适用于大、中型和振动较强，对屋面刚度要求较高的厂房，如图１０-２６所示。预应力混凝土Ｆ形屋面板：属于构件自防水屋面板，外形尺寸为１．５ｍ×６ｍ，需与盖瓦和脊瓦配合使用。适用于中、轻型非保温厂房，不适用于对屋面刚度及防水要求高的厂房，如图１０-２７所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件预应力混凝土夹心保温屋面板：具有承重、保温、防水三种作用，故称三合一板，外形尺寸为１．５ｍ×６ｍ，适用于一般保温厂房，不适用于气候寒冷、冻融频繁地区和有腐蚀性气体及湿度大的厂房，如图１０-２８所示。钢筋混凝土槽形板：属自防水构件，可以与盖瓦、脊瓦和檩条一起使用，适用于吊车吨位在１０ｔ以下中、小型厂房，不适用于有腐蚀气体、有较大振动、对屋面刚度及隔热度要求高的厂房，如图１０-２９所示。另外，还有预应力混凝土单肋板、钢丝网水泥波形瓦、石棉水泥瓦，它们也可以作为工业厂房的屋面板材料。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件２.天沟板预应力混凝土天沟板的截面形状为槽形，两边的肋高低不同，低肋依附在屋面板边，高肋在外侧，安装时应注意其位置。天沟板宽度是随屋架跨度和排水方式而确定的，其宽度共有五种，具体尺寸可在屋架标准图集中查得。天沟板如图１０-３０所示。３.檩条檩条起着支承槽瓦或小型屋面板等作用，并将屋面荷载传给屋架。其中，常见的有预应力钢筋混凝土倒Ｌ形檩条，预应力钢筋混凝土Ｔ形檩条。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件４.屋盖构件间的连接（１）屋架与柱的连接：焊接、螺栓连接。（２）屋面板与屋架（或屋面梁）的连接：每块屋面板的肋部底面均有预埋铁件与屋架（或屋面梁）上弦相应处预埋铁件相互焊接，其焊接点不少于三点，板与板缝隙均用不低于Ｃ１５细石混凝土填实。（３）天沟板与屋架的连接：天沟板端底部的预埋铁件与屋架上弦的预埋铁件四点焊接，与屋面板间的缝隙加通长钢筋，再用不低于Ｃ１５混凝土填实。（４）檩条与屋架的连接：檩条与屋架上弦的连接有焊接和螺栓连接两种，常采用焊接。两个檩条在屋架上弦的对头空隙应以水泥砂浆填实。屋盖构件间的连接如图１０-３１所示。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件五、支撑系统为保证厂房抗侧力能力，仅用屋架、柱和连系梁等构件是不够的，必须给厂房设置支撑，形成几何不变体系。厂房中必要的支撑有屋面支撑（含水平屋垂和垂直支撑）和柱间支撑两个体系。（一）屋面支撑屋面支撑（图１０-３２）包括横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和纵向水平系杆（即加劲杆）等。横向水平支撑和垂直支撑一般布置在厂房端部和伸缩缝两侧的第二（或第一）柱间上。《建筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１１—２０１０）明确规定了各种支撑的布置原则及布置要求，需要时可以查阅。上一页下一页返回第一节排架结构厂房的主要结构构件（二）柱间支撑柱间支撑用以提高厂房纵向刚度和稳定性。吊车纵向制动力和山墙的抗风柱经屋盖系统传来的风力及纵向地震作用，均经柱间支撑传至基础。按吊车梁位置分为上部支撑和下部支撑两种，如图１０-３３所示，柱间支撑一般采用型钢制作，支撑形式宜采用交叉式。其斜杆与水平面的交角不宜大于５５°，支撑杆件的长细比不宜超过规定的限值。当柱间需要通行、需要放置设备或者柱间较大时，采用交叉式支撑有困难时，可采用门架式支撑。上一页返回第二节单层工业厂房墙体单层厂房的外墙由于高度与长度都比较大，要承受较大的风荷载。同时，还要受到机械设备与运输工具振动的影响，因此，墙身的刚度与稳定性应有可靠的保证。单层厂房的外墙按其材料类别，可以分为砖墙、砌块、板材墙、轻型板材墙等；按其承重形式，则可分为承重墙、承自重墙和填充墙等，如图１０-３４所示。当厂房跨度和高度不大，且没有设置或仅设有较小的起重运输设备时，一般可采用承重墙直接承受屋盖与起重运输设备等荷载；当厂房跨度和高度较大，起重运输设备的起重量较大时，通常由钢筋混凝土排架柱来承受屋盖与起重运输等荷载，而外墙只承受自重，仅起围护的作用，这种墙称为承自重墙；某些高大厂房的上部墙体及厂房高低跨交接处的墙体，采用架空支承在与排架柱连接的墙梁上，这种墙称为填充墙。下一页返回第二节单层工业厂房墙体一、砖墙及砌块墙装配式钢筋混凝土排架结构的外墙在连系梁以下一般为承自重墙，在连系梁上部为填充墙。填充墙即利用厂房的承重排架柱和厂房的连系梁之间砌筑墙体。为防止单层厂房外墙由于风力、地震和振动引起破坏，在构造上应使墙与柱子、山墙与抗风柱、墙与屋架（或屋面梁）之间有可靠连接，以保证墙体有足够的稳定性与刚度。单层厂房的砖墙和砌块墙的外墙构造要点分述如下。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体１.墙与柱子的连接为使墙体与柱子间有可靠的连接，根据墙体传力的特点，主要考虑在水平方向与柱子拉结。通常的做法是在柱子高度方向每隔５００～６００ｍｍ预埋伸出两根φ６钢筋，砌墙时把伸出的钢筋砌在墙缝里，如图１０-３５所示。２.墙与屋架（或屋面梁）的连接屋架的上弦、下弦或屋面梁可采用预埋钢筋拉接墙体；若在屋架的腹杆上预埋钢筋不方便时，可在腹杆预埋钢板上焊接钢筋与墙体拉结。其构造要求如图１０-３６所示。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体３.纵向女儿墙与屋面板的连接纵向女儿墙是纵向外墙高出屋面板部分，厚度一般不少于２４０ｍｍ，高度不仅要满足构造要求，还要考虑保护在屋面上从事检修、清扫积灰和积雪、擦洗天窗等人员的安全。因此，非地震区当厂房较高或屋面坡度较陡时，一般需设置１０００ｍｍ高左右的女儿墙或设置相应高度的护栏。受设备振动影响较大或地震区的厂房，其女儿墙高度则不应超过５００ｍｍ，并须用整体浇筑的钢筋混凝土压顶板加固。为保证纵向女儿墙的稳定性，在墙与屋面板之间常采用钢筋拉结措施，即在屋面板横向缝内放置一根φ８～φ１２的钢筋，在屋面板纵缝内及纵向外墙中各放置一根φ８～φ１２钢筋相连接（图１０-３７），形成工字形的钢筋，然后在缝内用Ｃ２０细石混凝土捣实。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体４.山墙与屋面板的连接单层厂房的山墙面积比较高大，为保证其稳定性和抗风要求，山墙与抗风柱及端柱除用钢筋拉结外，在非地震区，一般应在山墙上部沿屋面设置２根φ８钢筋，长为１０００ｍｍ的钢筋与山墙中钢筋拉结（图１０-３８）。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体二、大型板材墙和轻质板材墙推广应用板材墙是墙体改革的重要内容。使用板材墙可促进建筑工业化，能简化施工现场，加快施工速度，同时板材墙较砖墙质量轻、抗震性优异。因此，板材墙将成为我国工业建筑广泛采用的外墙类型之一，但板材墙目前依然存在用钢量大、造价偏高，连接构件不理想，接缝尚不能保证质量，有时渗水透风、保温隔热效果不尽人意的缺点，这些问题正在逐渐得到解决。（一）大型板材墙目前采用的大型板材墙多为钢筋混凝土板材墙，长度有４５００ｍｍ、６０００ｍｍ、７５００ｍｍ、１２０００ｍｍ四种，宽度有９００ｍｍ、１２００ｍｍ、１５００ｍｍ、１８００ｍｍ四种，板厚度为１６０～２４０ｍｍ。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体按板材的材料和构造方式分，墙板有单一材料墙板和复合材料墙板；按墙板在围护墙中的位置分，有一般墙板、山尖板、勒脚板、女儿墙板、窗框板、窗下板、窗上板、檐下板等。１.板材的类型（１）单一材料墙板：常用的单一材料墙板主要有钢筋混凝土槽形板、空心板，配筋的加气混凝土板和轻钢骨料混凝土板等，如图１０-３９所示。（２）复合材料墙板：复合材料墙板是由承重骨架、外壳和各种轻质夹芯材料构成的墙板，如图１０-４０所示。复合墙板中的轻质板夹芯材料有膨胀珍珠岩、蛭石、矿物棉、泡沫塑料等。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体２.墙板的布置墙板布置可分为横向布置、竖向布置和混合布置三种类型，如图１０-４１所示。各自的特点及适用情况也不相同，应根据工程实际情况选用。３.墙板的连接构造以下主要介绍横向布置墙板的一般构造。（１）墙板与柱的连接。１）柔性连接。柔性连接适用于地基不均匀沉降较大或有较大振动影响的厂房，这种方法多用于承自重墙，是目前采用较多的方式。柔性连接是通过设置预埋铁件和其他辅助件使墙板和排架柱相连接。柱只承受由墙板传来的水平荷载，墙板的重量并不加给柱子，而由基础梁或勒脚墙板承担。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体墙板的柔性连接构造形式很多，其最简单的为螺栓连接（图１０-４２）和压条连接（图１０-４３）两种做法。２）刚性连接。刚性连接是在柱子和墙板中分别设置预埋铁件，安装时用角钢或φ１６的钢筋段把它们焊接牢固，如图１０-４４所示。其优点是构造简单，厂房纵向刚度好；缺点是对不均匀沉降及振动比较敏感，墙板板面要求平整，预埋件要求准确。刚性连接宜用于地震设防烈度为７度及以下的地区。（２）墙板板缝的处理。板缝根据不同情况，可以做成各种形式。水平缝可做成平口缝、高低错口缝、企口缝等，后者处理方式较好，但从制作、施工以及防雨、防风等因素综合考虑，错口缝比较理想，应多采用这种形式。水平板缝形式和水平缝处理，如图１０-４５所示。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体垂直缝可做成直缝、喇叭缝、单腔缝、双腔缝等。垂直缝的处理，如图１０-４６所示。墙板在勒脚、转角、檐口、高低跨交接处以及门窗洞口等特殊部位，均应做相应的构造处理，以确保其正常发挥围护功能。（二）轻质板材墙常用的轻质板材墙有压型钢板、铝合金板、铁锌薄钢板波瓦、石棉水泥波瓦、塑料或玻璃钢瓦等。这类墙板适用于热工车间及无保温、隔热要求的车间、仓库等。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体１.压型钢板墙压型钢板是将金属板压制成波形断面，以改善力学性能、增大板刚度，其具有轻质高强、施工方便、防火、抗震等优点。压型钢板墙可根据设计要求采用不同的彩色压型钢板，既可增加防腐性能，又有利于建筑艺术的表现。压型钢板墙多是用铆钉或自攻螺钉通过金属墙梁固定在柱子上的。压型钢板间应合理搭接，尽量减少板缝，如图１０-４７所示。２.石棉水泥波瓦墙石棉水泥波瓦分为大波瓦、中波瓦和小波瓦，工业建筑外墙多用大波瓦。这种板材自重轻、造价低、施工方便、防火和绝缘性较好，但强度较低，温度变化时易碎裂。石棉水泥波瓦不适用于高温、高湿和振动较大的车间。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体（三）开敞式外墙开敞式外墙是在厂房柱子上安装一系列挡雨板形成的围护结构，这种结构能迅速排出烟、尘和热量，有利于通风、换气、避雨等。开敞式外墙适用于炎热地区的热工车间及某些化工车间。开敞式外墙有全开敞式和部分开敞式，如图１０-４８所示。常用的挡雨板有石棉水泥波瓦和钢筋混凝土挡雨板。挡雨板构造示例，如图１０-４９所示。挡雨板之间的竖向距离应根据车间的挡雨要求和当地的挡雨角来确定。上一页返回第三节单层工业厂房屋面一、屋面的特点（１）单层厂房屋面经常受日晒、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，所以有其特殊性。（２）屋面面积大，多跨成片的厂房各跨间有的还有高差，使排水、防水构造复杂，并影响整个厂房的造价。（３）单层厂房屋面上常设有天窗，以便于采光和通风。（４）有爆炸危险的厂房要求屋面防爆、泄压；有腐蚀介质的车间屋面应防腐蚀。（５）单层厂房屋面的保温、隔热要满足不同生产条件的要求。下一页返回第二节单层工业厂房墙体二、屋面的排水屋面排水方式可分为无组织排水和有组织排水。选择排水方式应该结合当地降雨量、气温、车间生产特性、厂房高度和天窗高度等因素综合考虑。（一）无组织排水无组织排水构造简单、造价便宜，条件允许时应优先选用。尤其是对屋面有特殊要求的厂房，如屋面容易积灰的冶炼车间，屋面防水要求很高的铸工车间，以及对内排水的铸铁管有腐蚀作用的炼铜车间等均宜采用无组织排水。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体（二）有组织排水多跨车间一般采用有组织排水方式，有组织排水屋面有内排水和外排水两种。有组织内排水是将雨水通过设置在室内的雨水管排出，雨水管较长、易堵塞，但有良好的防冻性能。在结构和气候条件允许下，一般宜采用有组织外排水。单层厂房有组织排水具体可以分为以下几种形式（图１０-５０）。（１）檐沟外排水：当厂房较高或地区降雨量较大，不宜采用无组织排水时，可把屋面的雨、雪水组织在檐沟内，经雨水口和立管排下。这种排水方式构造简单，施工方便，造价低，且不影响车间内部工艺设备的布置等特点，在我国南方应用比较广泛。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体（２）长天沟外排水：即沿厂房纵向设通常天沟汇集雨水，天沟内的雨水由山墙端部的雨水管排至室外地坪。这种方式构造简单，造价低。但天沟长度大，设置时应考虑地区降雨量、汇水面积、屋面材料、天沟断面和纵向沟底坡度等因素进行确定。当采用长天沟外排水时，需在山墙上留出洞口，天沟板伸出山墙，并在天沟板的端壁上方留出溢水口。（３）内排水：将屋面雨水由设在厂房内部的雨水管及地下雨水管沟排除的排水方式。其特点是排水不受厂房高度的限制，排水比较灵活，但屋面构造复杂，造价及维修费用较高。而且室内雨水管容易与地下管道、设备基础、工艺管道等产生矛盾。内排水多用于多跨厂房，特别适合严寒多雪地区的采暖厂房和有生产余热的厂房。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体（４）内落外排水：将屋面雨水先排至室内上空具有０．５％～１％坡度的水平吊管，再将雨水导至墙外的排水立管来排除雨水的排水方式。这种方式克服了内排水需要厂房地面下设雨水地沟、室内雨水管，影响设备布置等缺点，但水平管易被阻塞，不宜用于有大量积尘的厂房。（三）屋面排水的相关要求（１）排水坡度的选择主要取决于屋面基础的类型、防水构造方式、材料性能、屋架形式以及当地的气候条件等因素。（２）卷材防水屋面为防止卷材下滑或沥青流淌，要求坡度平缓，一般为１∶２０～１∶５０。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体（３）自防水屋面要求排水快，避免残余雨水由板缝渗入室内，常采用１∶３～１∶４的较大坡度。（４）雨水管的设置是根据当地降雨量、屋面排水面积等因素确定。（５）雨水口的位置和间距应尽量使其排水负荷均匀，有利于雨水管的安装，不影响建筑外观，雨水管的间距不宜超过２４ｍ。（６）内、外檐沟或天沟的截面，应根据降雨量和屋面排水面积的大小来确定。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体三、屋面防水构造按照屋面防水材料和构造做法，单层厂房的屋面有柔性防水屋面和构件自防水屋面。柔性防水屋面适用于有振动影响和有保温隔热要求的厂房屋面。构件自防水屋面适用于南方地区和北方无保温要求的厂房。（一）卷材防水屋面构造单层厂房卷材防水屋面的构造做法与民用建筑卷材屋面基本相同，它的防水质量关键在于基层和防水层。由于厂房屋面荷载大、振动大，变形可能性也因此增大。一旦基层变形过大时，易引起卷材拉裂。为防止屋面卷材开裂，应选择刚度大的构件、改进构造做法等增强屋面基层的刚度和整体性，减少屋面基层变形。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体在大型屋面板或保温层上做找平层时，先在与厂房横向板缝处做分隔缝，缝内用油膏填充，沿缝干铺３００ｍｍ的卷材做缓冲层，减少基层变形对面层的影响，如图１０-５１所示。板的纵缝由于变形一般较小，一般不需要特别处理。（二）构件自防水屋面构造１.压型钢板屋面压型钢板瓦可分为单层钢板、多层复合钢板、金属夹心板等。彩色涂层压型钢板瓦具有质量轻、施工速度快、耐锈蚀、美观等特点，但造价较高、维修复杂。有保温要求的彩色涂层压型钢板屋面可分为两大类，一类为松散型组合体系，由外到内依次为外层压型钢板、玻璃棉毯、铝薄布、檩条、内层压型钢板；另一类为复合板体系，即将金属复合板直接固定在檩条上。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体２.钢筋混凝土构件自防水屋面钢筋混凝土构件自防水屋面是利用具有良好密实性的屋面板，仅对板缝进行局部防水处理而形成的防水屋面。这种屋面的质量较轻、施工方便、造价较低，但易受混凝土风化、碳化影响而出现渗水现象。增大屋面结构厚度、改善抗渗性，或在屋面板的表面涂刷防水涂料等，是提高钢筋混凝土构件自防水性能的重要措施。（１）板面防水。屋面板生产中应采用较高强度等级的混凝土，严格控制水胶比，骨料应清洗干净并进行级配，保证振捣密实、光滑、无裂缝，为防止板的质量问题或后期风化、碳化对防水性能的影响，可对板面加涂防水涂料。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体（２）板缝防水。板缝可分为横缝、纵缝、脊缝，其中横缝由于变形较大，应特别注意防水。根据板缝的防水方式不同，钢筋混凝土构件自防水屋面分为嵌缝式、贴缝式和搭盖式三种构造方式。１）嵌缝式防水构造：嵌缝式防水构造是利用大型屋面板做防水构件，缝内应先清扫干净，用Ｃ２０细石混凝土填实，上部留设２０～３０ｍｍ凹槽，待干燥后刷冷底子油，上面用油膏等弹性防水材料嵌实，如图１０-５２（ａ）所示。嵌缝油膏要饱满密实。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体２）贴缝式防水构造：为保护油膏，减缓其老化速度，可在油膏嵌缝基础上再粘贴上卷材条，就形成了贴缝式构造。对于横缝和脊缝处，由于变形较大，应先在缝上干铺一层卷材（单边点粘），再粘贴若干层卷材，如图１０-５２（ｂ）所示。贴缝式防水的防水效果较嵌缝式防水构造好。３）搭盖式防水构造：搭盖式防水构造是用特殊形状的屋面板做防水构件，板缝采用搭接和利用专用构件盖缝处理的防水方式，如图１０-５３所示。常用的有Ｆ形屋面板。搭盖式防水屋面安装简便、施工速度快，但板型较复杂、受振动影响明显，盖瓦易脱落，产生渗水现象。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体四、屋面的保温与隔热（一）屋面保温按保温层与屋面板所处的相对位置，保温层可设在屋面板上部、下部或屋面板中部，如图１０-５４所示。保温层设在屋面板上部，常用于卷材防水屋面，其做法与民用建筑屋面做法类似。保温层设在屋面板下部，主要用于构建自防水屋面。按施工方法有直接喷涂和吊挂两种。前者将由水泥拌和的散状保温材料直接涂敷在屋面板下面；后者是将预制的块状保温材料固定在屋面板下方。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体（二）屋面隔热当钢筋混凝土屋面厂房的柱顶高度低于８ｍ时，工作区会受到屋面的辐射热影响，需考虑屋面隔热措施，单层厂房屋面的隔热，可采用民用建筑的屋面隔热措施。五、屋面细部构造１.挑檐如图１０-５５所示，无组织排水的檐口，应在屋顶边缘处自外墙外表面伸出不小于４００ｍｍ的挑檐。可在外墙顶端结合圈梁现浇挑檐板，将屋面找平层抹至挑檐板外缘处，并在边缘内侧抹成通长沟槽，将卷材防水层铺至槽内，然后用油膏嵌牢。如外挑尺寸较大，可在屋架或屋面梁端部用钢筋混凝土或钢材挑出牛腿以铺设檐口板，然后做屋面防水层。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体２.天沟天沟按所处位置不同，可分为边天沟［图１０-５６（ａ）］和内天沟［图１０-５６（ｂ）］两种形式。天沟除采用槽形天沟板形式外，还可在大型屋面板上直接作天沟。天沟处的防水构造须较屋面增加一层卷材，以提高防水能力。天沟通常不设保温层，这样可使厂房内部的热量传至天沟，在冬天不致造成天沟冻结，影响排水。为使天沟内的雨水能顺畅流向雨水斗，天沟内应作垫坡。当采用长天沟端部外排水时，可将天沟板加长出墙。在天沟板端部设雨水斗，下接雨水管。边天沟采用女儿墙有组织内排水时，多在天沟板或屋面板上开孔，使雨水管通入宅内排水管，边天沟有组织外排水时，在女儿墙处设出水口，构造类似于民用建筑的女儿墙外排水做法。上一页下一页返回第二节单层工业厂房墙体长天沟外排水可将天沟板加长出墙，在天沟板端壁设雨水斗，下接雨水管，如图１０-５７所示。３.雨水斗檐沟和天沟内雨水口处的构造基本相同，该处应保证雨水口处接缝严密，排水通畅，不易堵塞和渗漏。当直接在大型屋面板上做天沟时，可在大型屋面板上留孔或凿孔，然后安置雨水斗。也可在屋面板上开口处先安装一集水盘，然后再依照上述做法安装雨水斗，如图１０-５８所示。上一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗一、厂房大门厂房大门主要用于生产运输和人流通行，因此，大门的尺寸应根据运输工具的类型、运输货物的外形尺寸及通行高度等因素确定。选择时应根据使用要求、洞口尺计、开启方式及构造处理要求等因素合理确定，做到适用、经济、耐久和少占厂房面积。（一）大门的尺寸厂房大门的宽度应比满载货物的车辆宽６００～１０００ｍｍ，高度应高出４００～６００ｍｍ。大门的尺寸以３００ｍｍ为模数。门洞尺寸较大时，应当防止门扇变形，常用型钢作骨架的钢木大门或钢板门。下一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗常用单层厂房大门洞口参考尺寸，见表１０-１。（二）大门的类型（１）按门的用途划分：一般大门和特殊大门。特殊大门如保温门、防火门、冷藏门、隔声门等。（２）按门的材料划分：木门、钢板门、钢木门、空腹薄壁钢板门、铝合金门等。（３）按门的开启方式划分：平开门、推拉门、折叠门、升降门、卷帘门及上翻门等，如图１０-５９所示。上一页下一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗（三）大门的构造１.平开钢木大门平开钢木大门由门框和门扇组成。一般用在不大于３６００ｍｍ×３６００ｍｍ的门洞。（１）门框：平开门的门框上由上框和边框组成。上框可利用门顶的钢筋混凝土过梁兼作。过梁上一般均带有雨篷，雨篷应比门洞每边宽出３７０～５００ｍｍ，雨篷挑出长度一般为９００ｍｍ。门框有砖砌和钢筋混凝土两种。当门洞宽度大于２．４ｍ时，宜采用钢筋混凝土门框用于固定门铰链。边框与墙砌体应有拉筋连接，铰链与门框上的预埋件焊接。当门洞宽度小于２．４ｍ时，一般采用砖门框，砖门框在安装铰链的位置上砌入混凝土预制块，其上带有与砌体的拉结筋和与铰链焊接的预埋铁板，如图１０-６０所示。上一页下一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗（２）门扇：钢木大门门扇的骨架由型钢构成，门芯板采用１５～２５ｍｍ厚的木板，门芯板与骨架用螺栓连接固定，如图１０-６１所示。寒冷地区有保温要求厂房大门，可采用双层门芯板，中间填充保温材料，并在门扇边缘加钉橡皮条等密封材料封闭缝隙。２.推拉门推拉门由门扇、门轨、地槽、滑轮及门框组成。门扇可采用钢板门、钢木门、空腹薄壁钢门等。每个门扇的宽度不大于１．８ｍ，根据门洞的大小，可做成单轨双扇、双轨双扇、多轨多扇等形式，常用单轨双扇。推拉门支承的方式有上挂式和下滑式两种，当门扇高度小于４ｍ时，采用上挂式，即门扇通过滑轮挂在洞口上方的导轨上。上一页下一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗３.折叠门折叠门有侧挂式、侧悬式和中悬式三种，如图１０-６２所示。（１）侧挂式折叠门可用普通铰链，靠框的门扇如为平开门，在其侧面只挂一扇门，不适用于较大的洞口。（２）侧悬式和中悬式折叠门，在洞口上方设有导轨，各门扇间除用铰链连接外，在门扇顶部还装有带滑轮的铰链，下部装地槽滑轮，开闭时，上、下滑轮沿导轨移动，带动门扇折叠，它们适用于较大的洞口。滑轮铰链安装在门扇侧边的为侧悬式，开关较灵活。中悬式折叠门的滑轮铰链装在门扇中部，门扇受力较好，但开关时比较费力。上一页下一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗４.卷帘门卷帘门主要由帘板、导轨及传动装置组成。工业建筑中的帘板常采用页板式，页板可用镀锌钢板或铝合金板轧制而成，页板之间用铆钉连接。页板的下部采用钢板和角钢，用以增强卷帘门的刚度，并便于安设门钮。页板的上部与卷筒连接，开启时，页板沿着门洞两侧的导轨上升，卷在卷筒上。门洞的上部设传动装置，传动装置分为手动和电动。卷帘门结构紧凑、开启方便、密封性好，有防火、防风、防尘、防盗等优点。按性能分，有普通型卷帘门、防火型卷帘门、防风型卷帘门等；按门扇结构分，有帘板结构卷帘门和通花结构卷帘门。大型卷帘门必要时可在卷帘门扇上设置供单人通行的小门扇。上一页下一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗二、厂房侧窗１.侧窗的布置形式单层厂房侧窗按布置位置有单面侧窗和双面侧窗之分。当厂房进深不大时，可用单面侧窗采光；单跨厂房多为双侧采光，可以提高厂房采光照明的均匀程度。在设置有吊车的厂房中，可将侧窗分上、下两段布置，形成高侧窗和低侧窗，如图１０-６３所示。低侧窗下沿略高于工作面，投光近，对近窗采光点有利；高侧窗投光远，光线均匀，可提高远离侧窗位置的采光效果。在工艺要求允许的情况下，可尽量采用高、低侧窗解决多跨厂房的采光问题。上一页下一页返回第四节单层工业厂房大门、侧窗与天窗２.侧窗的种类侧窗按材料分类有钢窗、木窗、铝合金及塑钢窗等。按侧窗的开启方式有平开窗、上悬窗、中悬窗、立旋窗和固定窗等。一般情况下，可用中悬窗、平开窗、固定窗等组合成单层厂房的侧窗，如图１０-６４所示。由于单层厂房的高度大，侧窗位置高，数量较多，所以窗的开关需借助专用开关器有手动和电