房屋建筑学第12章--工业厂房

1、dd,1,第12章 工业厂房,2,工业建筑设计,工业建筑是为工业生产需要而建造的各种不同用途的建筑物和构筑物的总称。 工业建筑设计的主要任务是按生产工艺的要求，合理确定厂房的平、立、剖面形式；选择承重结构和围护结构方案、材料及构造形式；解决采光、通风、生产环境、卫生条件等问题；创造出坚固适用、技术先进、明朗、简洁、大方的工业建筑。,1.工业建筑设计概述,3,（1）厂房的平面、剖面空间尺度是由生产工艺要求决定的。 （2）厂房内一般有起重运输设备、机械设备等。 （3）厂房结构会承受较大静荷载、动荷载及撞击荷载等。 （4）厂房在使用中会产生大量的热、烟尘、有害气体、有侵蚀性的液体、噪声等。 （5）厂

2、房内有各种工程技术管网。,工业建筑的特点,4,（1）按用途分 按用途分为主要生产厂房、辅助生产厂房、动力用厂房、仓储建筑、运输用建筑等。 （2）按层数分 按层数分为单层厂房、多层厂房、层次混合的厂房。 （3）按生产状况分 按生产状况分为冷加工车间、热加工车间、恒温恒湿车间、洁净车间、其他特殊状况的车间等,工业建筑的分类,5,（1）满足生产工艺流程的要求 厂房设计必须符合生产工艺的要求，满足生产设备和运输设备的布置要求，以及生产工艺对厂房技术的要求。 （2）满足卫生方面要求 厂房内应具有良好的采光、通风，有可靠的排除余热、湿气和烟尘的措施，具有隔离、净化、消声处理，满足工人卫生和生活上的需要。

3、（3）满足统一化与工业化要求。 （4）满足生产发展及灵活性要求。 （5）具有良好的建筑外形及内部空间。,工业建筑设计的要求,6,单层工业厂房平面设计的主要任务包括工段布置、平面形式确定、内部交通运输组织、柱网选择，以及生活辅助设施的布置等。 （1）工段布置 工业生产种类繁多，每一种生产都有它一定的生产程序，这种程序称为生产工艺流程。生产工艺流程一般是通过水平生产运输来实现的，因此工段的布置反映出工艺流程的顺序。厂房平面组合应按生产工艺流程要求布置。,2 单层工业厂房设计,单层工业厂房平面设计,7,以机械厂金工装配车间为例加以说明。 金工装配车间按工艺要求分为机械加工和装配两个主要生产工段。机械

4、加工工段主要是对金属毛坯进行车、铣、刨、镗、钻、磨等加工成机械产品中的零件；装配工段主要是对加工好的零件进行总装配使之成为机械产品。 它们的平面布置一般有三种形式：,8,直线布置即装配工段布置在机械加工工段的延伸部位。毛坯由厂房一端进入，成品则由另一端运出，生产线为直线形。 平行布置即机械加工与装配两工段互相平行布置。从零件加工到装配的生产线是马蹄形。 垂直布置即装配工段布置在与机械加工工段相垂直的横向跨间。 （2）单层厂房平面轮廓形式 单层厂房的平面轮廓形式常见的有矩形、方形、L形、T形和山形等。厂房平面形式的确定应满足生产工艺流程、工段组合、采光通风等要求。 （3）柱网尺寸的确定 单层厂房

5、柱网尺寸主要包括跨度、柱距。柱网尺寸的确定应根据生产设备大小、设备布置方式、加工部件运输、生产操作所需的空间等要求。 （4）厂房生活间设计 为满足工人在生产过程中的生产卫生及生活需要，厂房还需设有生活福利用房，一般称为生活间。厂房生活间主要由生产卫生用房和生活用房组成。生产卫生用房包括存衣室、浴室、盥洗室、洗衣房等；生活用房包括厕所、休息室、进餐室等。 厂房生活间的设备与设计方法，与民用建筑中同类房间有很多相似之处，只是具体人数和使用上有差别。 ,9,生活间的布置方式，根据地区气候条件、工厂规模、性质、总体布置和车间的生产卫生特征，以及使用方便、经济合理等因素来确定。常用的有内部式、独立式和毗

6、连式。毗连式布置是指生活间贴建在厂房一侧或一端。,10,单层厂房剖面设计的具体内容是合理选择剖面形式和确定厂房的高度，解决厂房的采光和自然通风等问题。 （1）厂房的剖面形式 厂房的剖面形式与生产工艺车间的采光通风要求、屋面排水方式及厂房的结构形式有关。图为常见单层厂房的剖面形式。,厂房剖面设计图,11,（2）厂房高度的确定 单层厂房的高度是指厂房室内地面至屋架或屋面梁下表面的垂直距离。厂房高度的确定应满足生产和运输设备的布置、安装、操作和检修所需的净高，以及满足采光和通风所需的高度。此外，还应符合我国现行标准厂房建筑模数协调标准（GBJ686）的规定，即柱顶标高、牛腿标高按3M数列确定，当牛腿

7、顶面标高大于7.2m时按6M数列考虑。,12,在无吊车设备的厂房中，厂房的高度主要取决于厂房内最高的生产设备及其安装检修所需的净高，一般不低于4m。 在有吊车的厂房中，厂房高度包括轨顶高度、轨顶到小车顶面的距离和小车顶面到屋架下弦的距离三部分之和，图为厂房高度的确定。,13,（3）厂房室内外地面标高的确定 为了使厂房内外运输方便，应使厂房室内外高差较小，但为防止雨水侵入，室内外高差常为100150mm，并在室外入口处设坡道。,14,（4）厂房的天然采光 厂房的采光有天然采光和人工照明两种。采光方式有侧面采光、顶部采光和混合采光三种方式。 侧面采光侧面采光通过外墙上的窗口实现。 顶部采光顶部采光

8、通过屋顶上的采光口（天窗）来实现。 混合采光混合采光是边跨靠侧窗采光来解决，而中间跨则靠顶部天窗来满足。,15,1 单层工业厂房的结构种类,按结构材料,砌体混合结构（,钢结构,钢筋混凝土结构,）,）,（,1 单层工业厂房结构组成与布置,钢混凝土混合结构,3 单层工业厂房构造,16,单厂设计,组成与布置,结构种类,等高排架,不等高排架,锯齿型排架,17,2 单层排架结构组成,1）屋面板,2）天沟板,3）天窗架,4）屋架,5）托架,6）吊车梁,7）排架柱,8）抗风柱,9）基础,10）连系梁,11）基础梁,12）天窗架垂直支撑,13）屋架下弦横向支撑,14）屋架垂直支撑,15）柱间支撑,18,一、柱

9、网布置,柱网是竖向承重构件纵横向定位轴线所形成的网格。,柱距应采用6米或6米的倍数；,跨度在18米以下采用3米的倍数，在18米以上采用6米的倍数。,3 单层排架结构布置,单厂设计,组成与布置,结构种类,结构组成,结构布置,19,二、定位轴线,墙、边柱与纵向定位轴线的关系：,柱距6米、无吊车或,边柱外缘和墙内缘与轴线重合，称封闭结合。,单厂设计,组成与布置,结构种类,结构组成,结构布置,20,中柱与纵向定位轴线的关系：,等高跨,上柱中心线与纵向轴线重合,21,墙、柱与横向定位轴线的关系：,柱,伸缩缝和端部处,一般部位处柱中心线与轴线重合,600,600,600,墙,非承重墙：墙内缘与轴线重合,承

10、重墙：,墙内缘与轴线的距离为半砖或半砖的倍数。,22,三、变形缝设置,伸缩缝,横向伸缩缝一般采用双柱；纵向伸缩缝一般采用单柱。,沉降缝,一般不设。下列情况之一设：,相邻部位高差很大； 相邻跨吊车起重量悬殊； 下卧土层有很大变化； 各部分施工时间相差很长。,抗震缝,当厂房平、立面布置复杂或结构高度、刚度相差很大时设置。,23,四、厂房的剖面布置,高度,自室内地面至柱顶的高度应为300的倍数；,自室内地面至牛腿的高度应为300的倍数；,自室内地面至吊车轨道的标志高度应为600的倍数。,净空要求,屋架下弦与吊车架外轮廓线的距离 ；,吊车架外缘与内缘的间距,轨道中心线与纵向轴线的距离,净空,24,五、

11、支撑布置,柱间支撑,作用：保证厂房纵向排架的刚度和稳定；将水平荷载传至基础。,位置：伸缩缝区段中央或临近中央。,25,位置：伸缩缝区段两端。,屋架下弦横向水平支撑,作用：将屋架下弦受到的水平力传至柱顶。,六、抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁布置,26,4 柱下独立基础,独立基础形式：,平板式基础（杯形基础）(a)、(b)、(c),板肋式基础（杯口、肋板预制）(d),壳体基础(e),倒圆台板式基础(f),桩基,1 概述,27,单厂设计,组成与布置,结构分析,排架柱设计,概述,基础设计,平板式基础,2 平板式独立基础设计,一、地基基础破坏类型,地基破坏,28,单厂设计,组成与布置,结构分析,2.

12、3 排架柱设计,概述,基础设计,平板式基础,构造要求,材料,混凝土：C20； 钢筋：,保护层厚度,有100厚素混凝土垫层时，为35；没有垫层时为70。,插入深度,应满足,表2-5的要求（与柱截面形式和截面尺寸有关）,纵筋锚固要求,吊装时的稳定要求（5%柱长）,29,单厂设计,组成与布置,结构分析,排架柱设计,概述,基础设计,平板式基础,构造要求,杯底厚度 、杯壁厚度,杯壁配筋,柱轴心或小偏心受压且,时可不配筋；,，大偏心受压且,柱轴心或小偏心受压且,时可按构造配筋；,其它情况按计算配筋。,30,1 概述,屋面板,屋架（屋面梁）,无檩体系,檩条,屋架（屋面梁）,有檩体系,瓦（瓦楞铁皮、石棉瓦、波

13、形钢板、钢丝网水泥板）,5 屋面构件,31,一、屋架种类,混凝土屋架,钢筋混凝土三角形屋架,钢筋混凝土折线形屋架,预应力混凝土折线形屋架,预应力混凝土梯形屋架,预应力混凝土直腹杆屋架,钢屋架,组合屋架,三角形钢屋架,梯形钢屋架,矩形钢屋架,曲拱钢屋架,单厂设计,组成与布置,结构分析,排架柱设计,概述,基础设计,屋面构件,屋架设计,一、种类,32,二、屋架形式与杆件尺寸要求,高跨比1/101/6，外形应接近简支梁的弯矩图。,混凝土屋架,节间长度：上弦3米、4.5米、6米；下弦4.5米、6米；,杆件尺寸：,上弦不小于200180；下弦不小于200 140；腹杆不小于100 100；长细比不大于40

14、（拉）、35（压）,钢屋架,节间长度：上弦1.5米或3米，有檩体系0.83m；下弦3米；,长细比：受压150；受拉350（250）,一、种类,二、形状与尺寸,33,1 概述,6 吊车梁,吊车梁直接承受吊车荷载，并构成纵向排架，加强厂房纵向刚度，传递纵向荷载。是单层工业厂房的重要构件。,吊车梁按材料可分为：,混凝土吊车梁,钢吊车梁,组合吊车梁,变截面吊车梁,等截面吊车梁,鱼腹式,折线式,实腹式,下撑式,桁架式,34,35,（1）多层工业厂房的特点 占地面积小，节约用地。 屋盖构造简单。 生产在不同楼层进行，能适应不同生产工艺的要求。 柱网尺寸小，工艺布置灵活性受到一定限制。 增加了垂直运输设备，

15、人流、货流组织都比单层厂房复杂。,4 多层工业厂房设计,多层工业厂房的特点和适用范围,36,（2）多层厂房的适用范围 生产上需要垂直运输的工厂 生产上要求在不同楼层操作的工厂 工艺对生产环境有特殊要求的工厂 生产设备及产品轻、运输量不大的厂房。 仓储型厂房及设施。,37,多层厂房的平面设计应满足生产工艺流程的要求，综合考虑与生产有关的荷载、采光、通风、恒温、恒湿、防震等，合理确定厂房的平面形式、柱网布置以及各种生产、生活及交通枢纽用房的位置。,多层厂房平面设计,38,（1）平面布置形式 统间式统间式布置是厂房内只设承重柱，不设隔墙。适用于各生产工段面积大、联系紧密的车间。图为统间式的平面布置。 内廊式内廊式布置是厂房每层的中间为走廊，在走廊两侧布置并用隔墙分隔各种大小不同的房间。适用于各种生产工段面积不大、联系不多、避免干扰的车间。,39,大宽度式对生产工段面积大，大空间的车间常采用大宽度式布置。适用于恒湿、防尘等技术要求高的车间。图为大宽度式的平面布置图。,40,（2）柱网布置 多层厂房柱网的确定应考虑生产工艺要求、厂房的平面形状、结构类型、建筑材料及施工的可行性。柱网的确定应符合我国现行标准厂房建筑模数协调标准（GBJ686）的规定。其跨度采用扩大模数15M，常用的有6.0m、9.0m、10.5m和12