房屋建筑学-17单层工业建筑设计

1、第五篇 工业建筑设计,第3章 单层工业建筑设计,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成 按结构支承方式分： 1.承重墙支承 （建筑的跨度、高度、吊车荷载 较小时采用） 2.骨架支承 （建筑的跨度、高度和吊车荷载较大采用）,骨架结构特点：,第3章 单层工业建筑设计,骨架结构分类： 砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构,砌体结构,由砖石等砌块砌筑成柱子，钢筋混凝土屋架(或屋面大梁)、钢屋架等组成。,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成,装配式钢筋混凝土结构,组成：横向骨架和纵向连系构件,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成,特点： 坚固耐久，采用预制装配法施工、 建设周期短，节省钢材，造价较低，,

2、自重大，抗震性能不如钢结构工业建筑。,装配式钢筋混凝土结构,1边列柱； 2中列柱； 3屋面大梁 4天窗架； 5吊车梁； 6连系梁； 7基础梁； 8基础； 9外墙； 10圈粱； ll屋面板 12地面； 13天窗扇 14散水 15风力,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成,装配式钢筋混凝土结构,几种常见预制钢筋混凝土柱 （a）矩形柱(b)工字型柱(c)(d)双肢柱(e)管柱,装配式钢筋混凝土结构,某厂房断面示例,装配式钢筋混凝土结构,厂房外观,钢结构,钢结构厂房,钢柱,钢屋架,钢结构,钢结构厂房示例,钢檩条,钢柱,钢结构厂房示例,钢结构厂房示例,支撑,钢结构厂房示例,钢结构厂房示例,钢结构厂房内

3、部示例,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成,空间结构：屋顶部分改用轻型屋盖，如V型折板结构、单面 或双面曲壳结构、或者网架结构。,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成,门式刚架（门架）：梁柱合一的结构形式，可用钢筋 混凝土或钢结构制作；,T形板：用作竖向承重构件时相当于墙柱结合的构件， 特点： 构件类型少，节省材料。,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成,薄壳式屋顶结构 门式刚架结构,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.1 生产工艺是工业建筑设计的依据,第3章 单层工业建筑设计,生产工艺是工业建筑设计的依据,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.1 生产工艺是工业建筑设计的依据,三种

4、生产工艺流程形式：直线式、直线往复式和垂直式,3.2单层工业建筑的柱网选择,直线式：适应的平面形式是矩形平面，可以是单跨，亦可是多 跨平行布置。单跨或两跨平行时采光通风较易解决， 但建筑外墙面积过大，对保温隔热不利。这种平面简 单规整，适合对保温要求不高或生产工艺流程无法改 变的工业建筑,3.2.2 工业建筑平面形式的选择 -生产工艺流程与平面形式,往复式 ：相适应的平面形式是多跨并列的矩形平面，甚至方 形平面。形状规整，占地面积小，外墙面积较小，对节 约材料 和保温隔热有利。结构构造简单，造价低。适 合于多种生产性质的工业建筑。采光通风及屋面排水 复杂,垂直式：相适应的平面形式是L形平面，即

5、出现垂直跨。纵横 跨相接处，结构和构造复杂，经济性较差,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.2 工业建筑平面形式的选择 -生产工艺流程与平面形式,常见生产工艺流程示意图,3.2.2工业建筑平面形式的选择 -生产工艺流程与平面形式,三种平面形式的经济性比较：方形平面与矩形平面、L形平面相比，在面积相等的条件下，矩形、L形平面外围护结构的周长比方形平面长约25。同时，方形厂方的造价也比矩形、长条形厂房低620,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.3柱网的选择,3.2单层工业建筑的柱网选择,工艺设计人员在设计中，根据工艺流程和设备布置状况， 对跨度和柱距提出初始的要求，建筑设计人员在此基础上，

6、依照建筑及结构的设计原则，最终确定工业建筑的跨度和 柱距。,柱网尺寸由跨度和柱距确定，柱网的选择就是选择跨度和 柱距。,3.2.2工业建筑平面形式的选择 -生产状况与平面形式,生产状况也影响着工业建筑的平面形式，如热加工车间在生产过程中散发出大量的余热和烟尘。在平面设计中应具有良好的自然通风条件，建筑平面不宜太宽。,3.2单层工业建筑的柱网选择,生产工艺有时要求建筑平面设计成L形，有良好的 通风、采光、排气、散热和除尘功能，适用于中型 以上的热加工车间，以便于排除产生的热量、烟尘 和有害气体。在平面布置时应将纵横跨之间的开口 迎向夏季主导风向或与主导风向呈045夹角， 改善通风效果和工作条件。

7、,3.2.3柱网的选择,3.2单层工业建筑的柱网选择,柱网确定的原则是：,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.3柱网的选择,柱网确定的原则：,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.3柱网的选择,柱网确定的原则：,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.3柱网的选择,柱网确定的原则：,（四）扩大柱网,为适应现代工业生产的变化，工业建筑应具有灵活性与通用性， 扩大柱网是途径之一。将柱距由6m扩大至12m、18m乃至24m， 如柱网（跨度柱距）15m12m、18m12m、24m12m、 18m18m、24m24m等。大柱网在钢结构中更易于实 现。,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.3柱网的选择,

8、柱距,跨度,柱网实例,柱距,柱网实例,3.3.1工业建筑高度的确定,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,3.3.1工业建筑高度的确定,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,第3章 单层工业建筑设计,3.3.1工业建筑高度的确定,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,柱顶标高的确定：,（2）有吊车工业建筑,H 柱项标高（m），必须符合3M的模数,H1 吊车轨道顶面标高（m），为柱牛腿标高（应符合扩大 模数3M数列，如牛腿标高大于7.2m时，应符合扩大模数 6M数列）与吊车梁高、吊车轨高及垫层厚度之和，一般 由工艺设计人员提出,h6 吊车轨顶至小车顶面的高度（m），根据吊车资料查出,h7

9、小车顶面到屋架下弦底面之间的安全净空尺寸（mm）。 按国家标准及根据吊车起重量可取300mm、400mm、及 500mm。,3.3.1工业建筑高度的确定,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,柱顶标高的确定：,高度对造价有直接影响，确定高度时应有效地利用和节约空间， 降低建筑造价。,3.3.1工业建筑高度的确定,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,柱顶位置,柱顶位置,厂房内部示例,厂房内部示例,厂房内部示例,柱顶位置,厂房内部示例,（二）室内地坪标高的确定,3.3.1工业建筑高度的确定,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,3.3.2单层工业建筑

10、屋顶形式与排水方式,长天沟端部外排水,多脊双坡有组织内排水实例,3.3.2单层工业建筑屋顶形式与排水方式,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,缓长坡屋顶：管网短，构造简单，可以减少维修和投资 费用，既可节约室内空间，又可提高屋面的耐久性。特 别适合严禁漏水以防引起爆炸事故的车间（如冶炼车间） 等。,多跨工业建筑减少内天沟实例,3.3.2单层工业建筑屋顶形式与排水方式,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,学生作业示例厂房剖面图,学生作业示例厂房侧立面图,3.4单层工业建筑的定位轴线,定位轴线:,第3章 单层工业建筑设计,单层工业建筑定位轴线示意,3.4.1横向定位轴线,标定了纵向构件的标

11、志端部，如吊车梁、联系梁、基础梁、屋面板、墙板、纵向支撑等。,确定原则：主要考虑结构的合理性和构造的简单可行。,3.4单层工业建筑的定位轴线,3.4.1横向定位轴线,一、柱与横向定位轴线的联系,中间柱的截面中心线 与横向定位轴线重合， 而且屋架中心线是与 横向定位轴线重合， 工业建筑的纵向结构 构件如屋面板、吊车 梁、连系梁的标志长 度皆以横向定位轴线 为界。,3.4单层工业建筑的定位轴线,3.4.1横向定位轴线,二、横向伸缩缝、防震缝部位柱 与横向定位轴线的联系,3.4单层工业建筑的定位轴线,采用双柱处理，为保证缝宽 的要求，此处应设两条定位 轴线，缝两侧柱截面中心均 应自定位轴线向两侧内移

12、 600mm。两条定位轴线之间 的距离称做插入距，等于变 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,3.4.1横向定位轴线,三、山墙与横向定位轴线的联系,3.4单层工业建筑的定位轴线,当山墙为非承重山墙时， 山墙内缘与横向定位轴 线重合，端部柱截面中 心线应自横向定位轴线 向内移600mm，是由于 山墙内侧抗风柱上柱需 与屋架上弦连接的构造 需要，而且可以使其与 横向变形缝处定位轴线 划分相一致，有利于结 构构件的协调统一。,3.4.1横向定位轴线,三

13、、山墙与横向定位轴线的联系,墙体块材的半块（长） 、半块的倍数（长）或墙厚 的一半,3.4单层工业建筑的定位轴线,承重山墙内缘与横向定位 轴线的距离应按砌体块材 的半块或半块的倍数、或 者取墙体厚度的一半，以 应保证足够的结构支承长 度的要求。,3.4.2纵向定位轴线,3.4单层工业建筑的定位轴线,3.4.2纵向定位轴线,（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系,3.4单层工业建筑的定位轴线,（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系,（1）封闭式结合 即边柱外缘与纵向定位线相重合。 在无吊车或只有悬挂式吊车，以及 柱距为6m，桥式吊车起重量 Q20t/5t条件下采用，此时吊车端 部外缘至上柱内缘的安全

14、净空尺寸 满足要求。屋面板全部采用标准板， 不需设补充构件，具有构造简单、 施工方便等优点。,3.4.2纵向定位轴线,3.4单层工业建筑的定位轴线,（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系,（2）非封闭式结合 边柱外缘与纵向定位轴线间有一定的距离。 在柱距为6m、吊车起重量Q30t/5t时， 封闭式结合不能满足吊车端部外缘至上柱 内缘的安全净空尺寸要求。,3.4.2纵向定位轴线,3.4单层工业建筑的定位轴线,（二）中柱与纵向定位轴线的联系,（1）等高跨中柱与纵向定位轴线中柱常采用单柱，其柱截面中心与纵向定位轴线相重合。 上柱截面一般取600mm，以满足屋架或屋面大梁的支承长度，且上柱不带牛腿，构造

15、简单。,3.4.2纵向定位轴线,3.4单层工业建筑的定位轴线,（二）中柱与纵向定位轴线的联系,（2）高低跨中柱与纵向定位轴线,设一条定位轴线： 当高低跨处采用单柱，如果高跨吊车起重量 Q20t/5t，则高跨上柱外缘和封墙内缘与纵向定位轴线相重合。,设两条定位轴线：当高跨吊车起重量Q30t/5t，其上柱外缘与 纵向定位轴线不能重合时采用。高跨轴线与上柱外缘之间设联 系尺寸，低跨定位轴线与高跨定位轴线之间设插入距，定位轴 线应自上柱外缘、封墙内缘通过，即插入距等于联系尺寸，此 时同一柱子的两条定位轴线分属高低跨。如封墙采用墙板结构 时，可按图 （c）、（d）处理。,3.4.2纵向定位轴线,3.4单

16、层工业建筑的定位轴线,高低跨中柱与纵向定位轴线的联系,3.4.2纵向定位轴线,（三）纵向伸缩缝、防震缝处柱与纵向定位轴线的联系,当工业建筑沿宽度方向须设 置纵向伸缩缝解决横向变形 的问题。,等高工业建筑设置：采用单 柱并设两条定位轴线。伸缩 缝一侧的屋架或屋面梁搁置 在活动支座上。,3.4单层工业建筑的定位轴线,3.4.2纵向定位轴线,（三）纵向伸缩缝、防震缝处柱与纵向定位轴线的联系,3.4单层工业建筑的定位轴线,不等高工业建筑设置，一般设置在高低跨处。,采用单柱处理：低跨的屋架或屋面梁可搁置在设有活动支座 的牛腿上，高低跨处应采用两条定位轴线，其间设插入距。,单柱处理特点：结构简单，工程量少，但柱外形复杂，制作 不便，当两侧高差悬殊或吊车起重量差异较大时不宜采用。,不等高工业建筑纵向伸缩缝处单柱与纵向定位轴线的联系,3.4.2纵向定位轴线,（三）纵向伸缩缝、防震缝处柱与纵向定位轴线的联系,3.4单层工业建筑的定位轴线,采用双柱：用两条定位轴线，并设插入距。柱与定位轴线的 关系可分别按各自的边柱处理。,高低跨两侧的结构实际是各自独立、自成系统，仅是互相靠 拢，以便下部空间相通，有利于组织生产。,不等高工业建筑纵向伸缩缝处双柱与纵向