工業(yè)建筑構造綜述

1、工業(yè)建筑構造綜述第四章第四章 工業(yè)建筑設計工業(yè)建筑設計提要提要：本章介紹工業(yè)建筑的特點、單層廠房結本章介紹工業(yè)建筑的特點、單層廠房結構體系和起重運輸設備；講述單層廠房的平面、構體系和起重運輸設備；講述單層廠房的平面、剖面特征及定位軸線的標定方法。剖面特征及定位軸線的標定方法。 工業(yè)建筑：是各類工業(yè)廠房和構筑物的總稱。工業(yè)建筑：是各類工業(yè)廠房和構筑物的總稱。工業(yè)廠房：是指哪些用來進行生產的建筑物。工業(yè)廠房：是指哪些用來進行生產的建筑物。構筑物：是指哪些與生產相配套的輔助設施。如：煙囪，水構筑物：是指哪些與生產相配套的輔助設施。如：煙囪，水塔，冷卻塔，水池等。塔，冷卻塔，水池等。 現(xiàn)代工業(yè)建筑體系

2、的發(fā)展已有二百多年的歷史，顯示現(xiàn)代工業(yè)建筑體系的發(fā)展已有二百多年的歷史，顯示出自己獨有的特征和建筑風格。出自己獨有的特征和建筑風格。 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)建筑的特點與分類工業(yè)建筑的特點與分類 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)建筑的特點與分類工業(yè)建筑的特點與分類 一、工業(yè)建筑的特點一、工業(yè)建筑的特點1.建筑設計以生產工藝設計為基礎；建筑設計以生產工藝設計為基礎；2.工業(yè)建筑內部空間大；工業(yè)建筑內部空間大；3.廠房建筑構造復雜；廠房建筑構造復雜；4.廣泛采用鋼筋混凝土骨架承重。廣泛采用鋼筋混凝土骨架承重。二、工業(yè)建筑的分類二、工業(yè)建筑的分類（一）按廠房用途分類（一）按廠房用途分類1.主要生產廠房主要生產廠房2.輔

3、助生產廠房輔助生產廠房3.動力用廠房動力用廠房4.儲藏用庫房儲藏用庫房5.運輸工具用房運輸工具用房其他其他：泵房、無水處理站等：泵房、無水處理站等（二）按廠房內部生產狀況分類（二）按廠房內部生產狀況分類1.熱加工廠房熱加工廠房在生產過程中散發(fā)大量熱量、煙塵的廠房。如煉鋼、軋鋼、鑄造等車間。2.冷加工車間冷加工車間在正常溫度、濕度條件下進行生產的車間。如機械加、裝配等車間。3.恒溫、恒濕車間恒溫、恒濕車間產品的生產對室內溫度、濕度的穩(wěn)定性要求很高的車間。如精密儀器、紡織等車間。4.潔凈車間潔凈車間產品的生產對空氣的潔凈度要求很高的車間。如醫(yī)藥、集成電路等生產車間。（三）按廠房層數(shù)分類（三）按廠房

4、層數(shù)分類1.單層廠房：單層廠房： 大型設備、震動設備、大型設備、震動設備、 地溝或重型起重設備地溝或重型起重設備2.多層廠房：多層廠房：垂直方向組織生產或產品較輕企業(yè)垂直方向組織生產或產品較輕企業(yè)3.混合層次廠房混合層次廠房（四）按承重構件的材料：混合、鋼筋（四）按承重構件的材料：混合、鋼筋混凝土、鋼混凝土、鋼（五）按廠房結構類型：（五）按廠房結構類型： 空間結構體系、平面結構體系空間結構體系、平面結構體系k混合結構：混合結構：無吊車或吊車噸位不超過無吊車或吊車噸位不超過5t，跨度在，跨度在15m以內，柱頂標高不超過以內，柱頂標高不超過8m且無特殊工藝要求的且無特殊工藝要求的小型廠房，可采用由

5、磚柱、鋼筋混凝土屋架或輕鋼小型廠房，可采用由磚柱、鋼筋混凝土屋架或輕鋼屋架組成的屋架組成的混合結構；混合結構；鋼結構：鋼結構：廠房內有重型吊車（如吊車起重量大于廠房內有重型吊車（如吊車起重量大于150t ）、跨度大于）、跨度大于36m或有特殊工藝要求的大型廠房，或有特殊工藝要求的大型廠房，可采用可采用全鋼結構或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的全鋼結構或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的結構。結構。除上述情況以外的單層工業(yè)廠房，一般采用除上述情況以外的單層工業(yè)廠房，一般采用混凝土混凝土結構結構。而且除特殊情況外，一般均采用裝配式鋼筋。而且除特殊情況外，一般均采用裝配式鋼筋混凝土結構?；炷两Y構。三三 廠房

6、的起重運輸設備廠房的起重運輸設備 1、單軌懸掛式吊車、單軌懸掛式吊車一般由懸掛在屋架下弦的型鋼軌道和吊車組成，型鋼軌道可以布置為直線或曲線。這種吊車的起重量不大于5T 。 2、梁式吊車、梁式吊車梁式吊車有支承式和懸掛式兩種形式。梁式吊車有支承式和懸掛式兩種形式。懸掛式梁式吊車是在屋架下弦懸掛平行雙軌，吊車裝于軌道懸掛式梁式吊車是在屋架下弦懸掛平行雙軌，吊車裝于軌道下部；支承式梁式吊車是在兩列柱牛腿上設吊車梁，吊車裝下部；支承式梁式吊車是在兩列柱牛腿上設吊車梁，吊車裝在軌道上部。在軌道上部。懸掛式懸掛式5T， 10T5T3、橋式吊車、橋式吊車 橋式吊車由起重行車和橋式吊車由起重行車和橋架組成。橋

7、架組成。 橋架車支承在吊車梁的橋架車支承在吊車梁的鋼軌上，沿吊車梁縱向運行；鋼軌上，沿吊車梁縱向運行；起重行車裝在橋架上面的軌起重行車裝在橋架上面的軌道上部，沿橋架長度方向運道上部，沿橋架長度方向運行。行。 橋式吊車一般在橋架的橋式吊車一般在橋架的一端設司機室。一端設司機室。 這種吊車的最大起重量可這種吊車的最大起重量可達達350 T。 第二節(jié) 單層廠房設計 包括：平面設計、剖面、立面包括：平面設計、剖面、立面單層工業(yè)廠房平面設計的內容有：單層工業(yè)廠房平面設計的內容有：n合理確定廠房平面形式；合理確定廠房平面形式；n選擇適宜的柱網(wǎng)；選擇適宜的柱網(wǎng)；n保證車間內部交通方便；保證車間內部交通方便；

8、n合理布置生產及生活輔助用房。合理布置生產及生活輔助用房。 一、一、 平面設計平面設計不同產品的車間，有不同的生產工藝流不同產品的車間，有不同的生產工藝流程程( (圖圖) )。（直線、平行、垂直）。（直線、平行、垂直）工藝師根據(jù)此圖對建筑設計師提交生產工藝師根據(jù)此圖對建筑設計師提交生產工藝平面圖，建筑設計師再根據(jù)此圖的要求工藝平面圖，建筑設計師再根據(jù)此圖的要求進行建筑設計。進行建筑設計。所以，生產工藝決定著廠房的建筑平面。所以，生產工藝決定著廠房的建筑平面。（一）平面設計與生產工藝的關系（一）平面設計與生產工藝的關系機械加工總裝配試驗毛坯庫中間庫直線布置重慶大學建筑城規(guī)學院建筑技術研究所繪制機

9、械加工總裝配試驗毛坯庫中間庫重慶大學建筑城規(guī)學院建筑技術研究所繪制平行布置加 工毛坯庫中間庫機 械(大件)總裝配重慶大學建筑城規(guī)學院建筑技術研究所繪制垂直布置（二）總平面對平面設計的影響（二）總平面對平面設計的影響一般工廠主要是由建筑物和構筑物所組成。一般工廠主要是由建筑物和構筑物所組成。 工廠總平面設計常是根據(jù)全廠的生產工藝流程、交工廠總平面設計常是根據(jù)全廠的生產工藝流程、交通運輸、衛(wèi)生、防火、氣象、地形、地質以及建筑群通運輸、衛(wèi)生、防火、氣象、地形、地質以及建筑群體藝術等條件，確定這些建筑物與構筑物之間的位置體藝術等條件，確定這些建筑物與構筑物之間的位置關系；合理的組織人流、貨流，避免交叉

10、和迂回；布關系；合理的組織人流、貨流，避免交叉和迂回；布置各種工程管線置各種工程管線;進行廠區(qū)豎向設計及綠化、美化布置進行廠區(qū)豎向設計及綠化、美化布置等。等。 1、廠區(qū)人流、貨流組織對平面設計的影響、廠區(qū)人流、貨流組織對平面設計的影響 5某機械廠總平面布置圖17-火車貨運出入口；18-廠區(qū)大門人流出入口；19-車間生活間；20-露天堆場；21-煙囪9-鍋爐房；10-煤氣發(fā)生站；11-氧氣站；12-壓縮空氣站；13-食堂；14-長部辦公室；15-車庫；16-汽車貨運出入口； 1-輔助車間；2-裝配車間；3-機械加工車間；4-沖壓車間；5-鑄工車間；6-鍛工車間；7-總倉庫；8-木工車間；8792

11、0211051612111915641932191911413181716北重慶大學建筑城規(guī)學院建筑技術研究所繪制（二）總平面對平面設計的影響（二）總平面對平面設計的影響 廠區(qū)人流、貨流組織具廠區(qū)人流、貨流組織具體表現(xiàn)為原材料，成品和半體表現(xiàn)為原材料，成品和半成品的運輸及人流進出廠路成品的運輸及人流進出廠路線的組織。線的組織。 合理的設計布局不僅方合理的設計布局不僅方便使用，而且可以大大提高便使用，而且可以大大提高勞動生產率，減少工人的勞勞動生產率，減少工人的勞動強度，降低工傷事故的發(fā)動強度，降低工傷事故的發(fā)生率。生率。 廠區(qū)人流、貨流組織會廠區(qū)人流、貨流組織會直接影響廠房平面設計中門直接影響

12、廠房平面設計中門的位置、數(shù)量、尺寸等。的位置、數(shù)量、尺寸等。天窗熔化爐擋風板造型部熔化部爐料滑槽擋土墻鑄鐵車間橫剖面圖重慶大學建筑城規(guī)學院建筑技術研究所繪制2、地形的影響、地形的影響 （二）總平面對平面設計的影響（二）總平面對平面設計的影響地形對廠房平面形式地形對廠房平面形式有直接影響。只要工有直接影響。只要工藝條件允許，為了節(jié)藝條件允許，為了節(jié)約投資，廠房平面形約投資，廠房平面形式，應根據(jù)地形條件式，應根據(jù)地形條件作適當?shù)恼{整，使之作適當?shù)恼{整，使之與地形相適應。與地形相適應。3、氣象條件的影響、氣象條件的影響 主要影響因素有兩個：一是日照，二是風向。理主要影響因素有兩個：一是日照，二是風向

13、。理想的朝向應該是：夏季室內不受陽光照射，又要易于想的朝向應該是：夏季室內不受陽光照射，又要易于進風，有良好的自然通風條件。進風，有良好的自然通風條件。 （二）總平面對平面設計的影響（二）總平面對平面設計的影響柱網(wǎng)柱網(wǎng)-廠房柱子在平面上排列所形成的網(wǎng)格。廠房柱子在平面上排列所形成的網(wǎng)格。柱子縱向定位軸線間的距離為跨度，決定了屋架的尺寸；柱子縱向定位軸線間的距離為跨度，決定了屋架的尺寸；橫向定位軸線間的距離為柱距，決定了吊車梁、屋面板的橫向定位軸線間的距離為柱距，決定了吊車梁、屋面板的跨度尺寸?？缍瘸叽纭＃ㄈ┲W(wǎng)的選擇（三）柱網(wǎng)的選擇1、選擇柱網(wǎng)的原則、選擇柱網(wǎng)的原則（1）滿足生產工藝提出的要

14、求；）滿足生產工藝提出的要求；（2）符合）符合廠房建筑模數(shù)協(xié)調準則廠房建筑模數(shù)協(xié)調準則的規(guī)定；的規(guī)定；（3）全面協(xié)調跨度和柱距，盡量使柱網(wǎng)統(tǒng)一，使建筑平面合）全面協(xié)調跨度和柱距，盡量使柱網(wǎng)統(tǒng)一，使建筑平面合理；理；（4）擴大柱網(wǎng)，提高廠房的通用性和經(jīng)濟合理性。）擴大柱網(wǎng)，提高廠房的通用性和經(jīng)濟合理性。（1）滿足工藝要求）滿足工藝要求（2）符合模數(shù)協(xié)調標準）符合模數(shù)協(xié)調標準跨度須滿足廠房建筑模數(shù)協(xié)調標準的相關規(guī)定。l 當屋架跨度當屋架跨度18米時，采用擴大模數(shù)米時，采用擴大模數(shù)30M的數(shù)列的數(shù)列l(wèi)當屋架跨度當屋架跨度18米時，采用擴大模數(shù)米時，采用擴大模數(shù)60M的數(shù)列的數(shù)列l(wèi)當工藝布置有明顯優(yōu)越

15、性時，跨度尺寸亦可采用當工藝布置有明顯優(yōu)越性時，跨度尺寸亦可采用21米、米、27米、米、33米。米。（3）經(jīng)濟合理）經(jīng)濟合理2、廠房跨度的確定、廠房跨度的確定 廠房的柱距應采用擴大模數(shù)廠房的柱距應采用擴大模數(shù)60M數(shù)列中的數(shù)值數(shù)列中的數(shù)值. 6m柱距是一般采用的基本柱距，在實際工程中應用較柱距是一般采用的基本柱距，在實際工程中應用較廣，經(jīng)濟效果較好廣，經(jīng)濟效果較好. 當有特殊要求時，如果有大型設備時，柱距尺寸可采用當有特殊要求時，如果有大型設備時，柱距尺寸可采用12m或或18m。3、柱距的確定、柱距的確定（四）生活間（四）生活間生活間：生活間：用以滿足工人生產衛(wèi)生和生活需要而設置的專用以滿足工

16、人生產衛(wèi)生和生活需要而設置的專用房間。用房間。 1、生活間的組成、生活間的組成生產衛(wèi)生用室、生活衛(wèi)生用室、行政辦公室、生產輔助用室。生產衛(wèi)生用室、生活衛(wèi)生用室、行政辦公室、生產輔助用室。2、生活間的布置、生活間的布置 生活間的布置方式有三種： 毗連式生活間毗連式生活間 獨立式生活間獨立式生活間 廠房內部式生活間廠房內部式生活間 ：n 選擇廠房的剖面形式和確定廠房高度；n 處理廠房的采光、通風和排水問題。 剖面設計的主要任務是二、二、 廠房的剖面設計廠房的剖面設計（一）廠房的橫剖面形式（一）廠房的橫剖面形式單層廠房的橫剖面形式根據(jù)屋面形式的不同可分為三種： 雙坡式橫剖面、多坡式橫剖面、鋸齒形橫剖

17、面。雙坡式橫剖面、多坡式橫剖面、鋸齒形橫剖面。n1雙坡式橫剖面雙坡式橫剖面 這種剖面形式多見于單跨廠房中，設計時應該考慮室內的采光要求： 當跨度不大時，只設側窗就可以滿足采光的需要； 如果跨度較大時，只設側窗，則廠房中間地帶的光線會不足，所以還應在屋頂上開設天窗，來滿足采光要求； 當多跨廠房也采用雙坡式橫剖面時，可在屋頂上開設天窗來解決中跨的采光通風或者通過提高中跨的高度，利用中跨上部的高側窗來解決采光通風需要。n2多坡式橫剖面多坡式橫剖面 這種形式適用于雙跨和多跨廠房。設計時，為了滿足采光通風的要求，通常： 對于等高廠房，中間各跨的屋頂上均應設置天窗； 對于不等高廠房，則可利用高側窗來解決采

18、光通風的需要。n 3鋸齒形橫剖面鋸齒形橫剖面 這種形式用在紡織車間的廠房上，在布置時房屋側墻上的窗口應朝北，是為了防止陽光直射車間，造成紗線斷頭，影響產品質量單層廠房的高度：由室內地面到屋頂承重結構下表面的距離。單層廠房的高度：由室內地面到屋頂承重結構下表面的距離。如果屋頂承重結構是傾斜的，則廠房高度是由室內地面到屋如果屋頂承重結構是傾斜的，則廠房高度是由室內地面到屋頂承重結構的最低點。頂承重結構的最低點。（二）（二） 確定廠房高度確定廠房高度廠房地面標高：廠房室內地面應比室外地面高出廠房地面標高：廠房室內地面應比室外地面高出150mm，這，這樣可以防止雨水流入車間，這個高差，也不會影響車輛的

19、進樣可以防止雨水流入車間，這個高差，也不會影響車輛的進出（坡道）。出（坡道）。1 1、無吊車廠房高度的確定、無吊車廠房高度的確定無吊車廠房的高度主要取決于廠房內最高的生產設備及無吊車廠房的高度主要取決于廠房內最高的生產設備及安裝檢修所需的凈高，同時要考慮采光和通風的要求，并符安裝檢修所需的凈高，同時要考慮采光和通風的要求，并符合合廠房建筑模數(shù)協(xié)調標準廠房建筑模數(shù)協(xié)調標準的擴大模數(shù)的擴大模數(shù)3M3M數(shù)列。數(shù)列。式中: h1為需跨越最大設備，室內分隔墻或檢修所需的高度； h2為起吊物與跨越物間的安全距離，一般為400mm-500mm； h3為被吊物體的最大高度； h4為吊索最小高度，根據(jù)起吊物件大

20、小和起吊方式而定，一般大于1000mm； h5為吊鉤至軌頂面的最小尺寸，由吊車規(guī)格表中查得； h6為吊車梁軌頂至小車頂面的凈空尺寸，由吊車規(guī)格表中查得； h7為屋架下弦至小車頂面之間的安全距離，主要應考慮到屋架下弦及支 撐可能產生的下垂撓度，以及廠房地基可能產生不均勻沉降時對吊車正常運行的影響。最小尺寸為220mm，濕陷性黃土地區(qū)一般不小于300mm。如屋架下弦懸掛有管線等其他設施時，還需另加必要的尺寸。 廠房建筑模數(shù)協(xié)調標準規(guī)定，鋼筋混凝土結構柱頂標高H應為300mm的整倍數(shù)，軌頂標高H1為600mm的整倍數(shù)，牛腿標高也應為300mm的整倍數(shù)。2 2、有吊車廠房高度的確定、有吊車廠房高度的確

21、定n柱頂標高柱頂標高 H=H1+H2 n 軌頂標高軌頂標高 H1=h1+h2+h3+h4+h5 n 軌頂至柱頂高度軌頂至柱頂高度 H2=h6+h7 3、廠房內部空間的利用、廠房內部空間的利用廠房高度對工程造價有直接的影響，充分利用廠房內部空間，降低廠方高度，可以有效地降低造價。（三）單層廠房的采光與通風（三）單層廠房的采光與通風1、天然采光方式及布置、天然采光方式及布置1）側面采光：即采光口布置在廠房的側墻上。 側面采光分單側采光和雙側采光。2）上部采光：即在屋頂處設置天窗。 3）混合采光：當廠房很寬，側窗采光不能滿足整個廠房的采光要求時，則須在屋頂上開設天窗，即采用混合采光的方式。 形式和布

22、置：形式和布置：1）矩形天窗）矩形天窗 2）鋸齒形天窗）鋸齒形天窗 3）橫向下沉式天窗）橫向下沉式天窗 4）平天窗）平天窗1）熱壓通風）熱壓通風2）風壓通風）風壓通風2、自然通風、自然通風第三節(jié)第三節(jié) 定位軸線的標定定位軸線的標定平行于廠房長平行于廠房長度方向的定位度方向的定位軸線，為縱向軸線，為縱向定位軸線定位軸線垂直于廠房垂直于廠房長度方向的長度方向的定位軸線，定位軸線，為橫向定位為橫向定位軸線軸線一、橫向定位軸線一、橫向定位軸線橫向定位軸線主要用來標定屋面板、吊車梁、外墻板、縱向支承等縱向構件的標尺寸長度。（一）中間柱與橫向定位軸線的聯(lián)系一）中間柱與橫向定位軸線的聯(lián)系廠房中間柱的橫向定位

23、軸線一般與中柱的中心線和屋架中心線重合。1.山墻為砌體承重墻山墻為砌體承重墻當山墻為砌體承重墻時，橫向定位軸線可設在墻體中心線或距墻體內緣為墻材塊體半塊長或半塊長倍數(shù)的位置上。（二）山墻與橫向定位軸線的聯(lián)系（二）山墻與橫向定位軸線的聯(lián)系2.山墻為非承重墻山墻為非承重墻 當山墻為非承重墻時，山墻處的橫向定位軸線一般與墻體內緣重合，端部柱的中心線向內移600。保證山墻抗風柱能通至屋架上弦，使抗風柱與屋架正常連接，將山墻的水平風荷載傳至屋面和排架柱。3.橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的聯(lián)橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的聯(lián)系系變形縫處柱子中心線自定位軸線各向兩側移600。這種定位軸線的標定方法，可以保證屋面板、吊車梁等縱向聯(lián)系構件的標