工業(yè)建筑概論

1、第二篇 工業(yè)建筑第十五章工業(yè)建筑概論工業(yè)建筑的特點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程決定著廠房的建筑空間形式、平面布置和形狀。生產(chǎn)設(shè)備的要求決定這廠房的空間尺度。生產(chǎn)設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備使得工業(yè)建筑內(nèi)部通常具有較大的柱網(wǎng)尺寸及高大的內(nèi)部空間。廠房荷載決定著采用大型承重骨架。單層廠房常采用裝配式大型承重構(gòu)件多層廠房常采用鋼筋混凝土骨架或鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)產(chǎn)品的需要影響著廠房的構(gòu)造工業(yè)建筑的分類按廠房用途分類1.主要生產(chǎn)廠房用于完成由原料到成品的主要生產(chǎn)工序的廠房。例如，機(jī)械制造廠中的鑄造車間、機(jī)械加工車間及裝配車間等。2.輔助生產(chǎn)廠房為主要生產(chǎn)廠房服務(wù)的各類廠房。例如，機(jī)械制造廠中的機(jī)修車間、工具車間等。3.動(dòng)力用廠房為全廠提

2、供能源和動(dòng)力供應(yīng)的廠房。例如，機(jī)械制造廠中的變電站、發(fā)電站、鍋爐房壓縮空氣站等。4.儲(chǔ)藏用庫房用來儲(chǔ)存生產(chǎn)原料、半成品或成品的倉庫。例如，油料庫、金屬材料庫、成品庫等。5.運(yùn)輸工具用房用于停放、檢修各種運(yùn)輸工具的庫房。例如，汽車庫、電瓶車庫等。工業(yè)建筑的分類按廠房?jī)?nèi)部生產(chǎn)狀況分類1.熱加工廠房在生產(chǎn)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.冷加工車間在正常溫度、濕度條件下進(jìn)行生產(chǎn)的車間。如機(jī)械加、裝配等車間工業(yè)建筑的分類3.恒溫、恒濕車間產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)室內(nèi)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.潔凈車間產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)空氣的潔凈度要求很高的車間。如醫(yī)藥、集成

3、電路等生產(chǎn)車間。5.有侵蝕性介質(zhì)作用車間生產(chǎn)過程中受到酸、堿、鹽等侵蝕作用對(duì)廠房的耐久性有影響的車間工業(yè)建筑的分類熱加工廠房冷加工車間恒溫、恒濕車間鋼琴組裝車間潔凈車間有侵蝕性介質(zhì)作用車間工業(yè)建筑的分類按廠房層數(shù)分類1.單層廠房2.多層廠房3.混合層次廠房第三節(jié) 廠房的起重運(yùn)輸設(shè)備 一、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。 二、梁式吊車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，吊車裝于軌道下部；支承式梁式吊車是在兩列柱牛腿上設(shè)吊車梁，吊車裝在軌道上部。三、橋式吊車 橋式吊車由起重行車和橋架組成。 橋架車支承在吊車

4、梁的鋼軌上，沿吊車梁縱向運(yùn)行；起重行車裝在橋架上面的軌道上部，沿橋架長(zhǎng)度方向運(yùn)行。 橋式吊車一般在橋架的一端設(shè)司機(jī)室。 第十六章 單層廠房設(shè)計(jì)一、磚混結(jié)構(gòu)廠房磚混結(jié)構(gòu)廠房由磚墻或柱與鋼筋混凝土屋面梁或屋架組成。磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，但承載能力及抗振性能較差，一般適用于跨度不超過15m，吊車噸位不超過5t的小型廠房。 二、裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房1.柱下基礎(chǔ)柱下基礎(chǔ)一般采用預(yù)制或現(xiàn)澆的單杯口基礎(chǔ)；當(dāng)變形縫兩側(cè)有雙柱時(shí)，可采用雙杯口基礎(chǔ)。2.基礎(chǔ)梁裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層廠房外墻，墻下不設(shè)專用基礎(chǔ)，直接支承在基礎(chǔ)梁上。基礎(chǔ)梁有預(yù)制和現(xiàn)澆兩種形式。4.屋架與屋面梁有鋼筋混凝土屋架、屋面梁和鋼結(jié)構(gòu)

5、屋架、屋面梁等。3.柱常用的排架柱有矩形柱、工字形柱、雙肢柱和管柱等形式。5.連系梁連系梁作為水平構(gòu)件可以起水平聯(lián)系和支承作用，對(duì)高度較大的墻體，連系梁可以支承墻重，減小基礎(chǔ)梁的荷載。小型廠房一般在吊車梁附近設(shè)置一道連系梁，當(dāng)廠房高度較大時(shí)，每隔46m高設(shè)置一道連系梁。6.抗風(fēng)柱由于單層廠房山墻的面積大，受較大的風(fēng)荷載作用，在山墻處設(shè)置抗風(fēng)柱能增加墻體的剛度和穩(wěn)定性。抗風(fēng)柱應(yīng)達(dá)到屋架上位高度，以便抗風(fēng)柱與屋架間的連接。7.吊車梁 當(dāng)廠房?jī)?nèi)布置吊車設(shè)備時(shí)，應(yīng)沿吊車運(yùn)行方向設(shè)置吊車梁，用以安裝吊車運(yùn)行軌道。 吊車梁一般有鋼筋混凝土吊車梁和鋼結(jié)構(gòu)吊車梁，吊車梁一般擱置在排架柱的牛腿上。8.支撐 支撐

6、的作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用過程中的穩(wěn)定和安全。 單層廠房的支承有柱間支撐和屋蓋支撐。9.圍護(hù)構(gòu)件 屋面、外墻、門窗、地面三、鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要承重構(gòu)件全部由鋼材制成。 輕鋼結(jié)構(gòu)廠房輕型鋼結(jié)構(gòu)一般是輕型屋面下采用的結(jié)構(gòu)，由圓鋼、小角鋼和薄壁型鋼構(gòu)成。輕鋼結(jié)構(gòu)廠房由屋蓋結(jié)構(gòu)和墻架結(jié)構(gòu)組成。四、其他結(jié)構(gòu)類型在實(shí)際工程中，還有門架、網(wǎng)架、折板、雙曲板和殼體等結(jié)構(gòu)類型的廠房。 第二節(jié) 單層廠房的平面設(shè)計(jì)第二節(jié) 單層廠房的平面設(shè)計(jì)一、平面形式與特點(diǎn)（1）單跨矩形平面是最簡(jiǎn)單的平面形式，是構(gòu)成其它平面的基本單元。（2）矩形平面可用于冷加工或小型熱加工廠房，適用于直線式生

7、產(chǎn)工藝流程、往復(fù)式生產(chǎn)工藝流程、垂直式生產(chǎn)工藝流程。（3）方形和近方形平面通用性強(qiáng)、抗震性能好，具有良好的保溫、隔熱性能。方形和近方形平面廠房可節(jié)約圍護(hù)結(jié)構(gòu)25左右，造價(jià)較低。（4）L形、形和山形平面具有良好的采光、通風(fēng)、排氣、散熱、除塵能力，適用于中型以上的熱加工廠房，如鑄造、軋鋼、鍛造等。二、柱網(wǎng)的選擇柱網(wǎng)-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；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。1.廠房的跨度在18m和18m以下時(shí)，應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)30M數(shù)列；在18m以上時(shí)，應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列2.廠房的柱距應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列

8、 3.廠房山墻處抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)大模數(shù)15M數(shù)列 （一）選擇柱網(wǎng)的原則1.滿足生產(chǎn)工藝提出的要求；2.符合廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)準(zhǔn)則的規(guī)定；3.全面協(xié)調(diào)跨度和柱距，盡量使柱網(wǎng)統(tǒng)一，使建筑平面合理；4.擴(kuò)大柱網(wǎng)，提高廠房的通用性和經(jīng)濟(jì)合理性。（二）廠房跨度的確定1.滿足工藝要求2.符合模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)跨度須滿廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)跨度小于18m時(shí)，按3m的倍數(shù)增加，即9m、12m足、15m、18m；當(dāng)跨度大于18m時(shí)，按6m的倍數(shù)增加，即24m、30m、36m。3.經(jīng)濟(jì)合理（三）柱距的確定6m柱距是一般采用的基本柱距，在實(shí)際工程中應(yīng)用較廣，經(jīng)濟(jì)效果較好，但6m柱距不便布置設(shè)備，廠房的通用性也

9、較差。1.托架承重方案托架承重方案也稱局部抽柱法。托架梁當(dāng)柱距有特殊要求時(shí)2.不帶托架承重方案（擴(kuò)大柱網(wǎng)）不帶托架承重方案的柱距一般為12m，與其配套的為12m系列構(gòu)件，這種方案的柱網(wǎng)尺寸較大，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，工業(yè)化水平較高，有較強(qiáng)的通用性和靈活性。三、單層廠房高度的確定（一）廠房高度與模數(shù)單層廠房的高度-由室內(nèi)地面到屋頂承重結(jié)構(gòu)下表面的距離。如果屋頂承重結(jié)構(gòu)是傾斜的，則廠房高度是由室內(nèi)地面到屋頂承重結(jié)構(gòu)的最低點(diǎn)。高度符合模數(shù)要求有吊車和無吊車的廠房（包括有懸掛吊車的廠房）自室內(nèi)地面至柱頂?shù)母叨葢?yīng)為擴(kuò)大模數(shù)3M數(shù)列有吊車的廠房，自室內(nèi)地面至支承吊車梁的牛腿面的高度應(yīng)為擴(kuò)大模數(shù)3M數(shù)列自室內(nèi)地面至

10、支承吊車梁的牛腿面的高度在7.2m以上時(shí)，宜采用擴(kuò)大模數(shù)6M數(shù)列；1.無吊車廠房無吊車廠房柱頂標(biāo)高由最大生產(chǎn)設(shè)備的高度和安裝、檢修設(shè)備時(shí)所需的高度確定，同時(shí)還應(yīng)滿足采光和通風(fēng)等要求。一般不小于3.9m2.有吊車廠房有吊車廠房高度受吊車類型、吊車布置方式等因素的影響，應(yīng)考慮生產(chǎn)設(shè)備的最大高度、被吊物體的最大高度等參數(shù)。（二）柱頂標(biāo)高的確定（非下?lián)问轿菁芟孪业酌鏄?biāo)高）其中軌頂標(biāo)高： 式中： 生產(chǎn)設(shè)備，室內(nèi)分隔墻或 檢修時(shí)需要的高度； 吊車運(yùn)行時(shí)安全超越高度，一般為400500； 被吊物件的最大高度； 吊鉤吊運(yùn)工件的繩索最小高度，根據(jù)加工件的大小確 定，一般1m； 吊鉤至軌頂面的最小距離；由吊車規(guī)格

11、表查出。 吊車軌頂至小車頂面的凈空尺寸；由吊車規(guī)格表查出。 屋架下弦至吊車小車頂面之間的安全間隙。300，400，500有吊車廠房的柱頂標(biāo)高：?jiǎn)螌訌S房室內(nèi)地面標(biāo)高由廠區(qū)總平面設(shè)計(jì)確定，其相對(duì)標(biāo)高為0.000。為防止雨水流入室內(nèi)，室外標(biāo)高一般應(yīng)低于室內(nèi)標(biāo)高150mm，為通行方便，室外入口處應(yīng)設(shè)置坡道，其坡度不宜過大。 （三）室內(nèi)地坪標(biāo)高的確定某單層廠房高度的調(diào)整（a）原方案；（b）修改后方案（四）廠房高度的調(diào)整1、工藝有高低要求的多跨廠房中，為降低投資，方便施工，當(dāng)生產(chǎn)上要求廠房高度相差不大時(shí)（高差不大于1.5m或高跨一側(cè)僅有一個(gè)低跨且高差不大于1.8m），將低跨抬高與高跨平齊，做等高多跨廠房。

12、2、當(dāng)廠房?jī)?nèi)有個(gè)別高大設(shè)備或需較高的操作空間時(shí)，為避免提高整個(gè)廠房的高度，可采取在廠房一端屋架與屋架之間的空間布置高大設(shè)備，或局部降低地坪標(biāo)高設(shè)置地坑安放高大設(shè)備，充分利用廠房?jī)?nèi)部空間，降低廠方高度，可以有效地降低造價(jià)。第四節(jié) 單層廠房定位軸線的標(biāo)定橫向定位軸線之間的距離是柱距，等于基礎(chǔ)梁、吊車梁、連系梁、屋面板、外墻板等縱向構(gòu)件的標(biāo)志長(zhǎng)度。縱向定位軸線之間的距離是跨度，等于屋架標(biāo)志長(zhǎng)度廠房定位軸線是確定廠房主要承重構(gòu)件位置的基準(zhǔn)線，同時(shí)也是施工放線、設(shè)備安裝定位的依據(jù)。標(biāo)定定位軸線時(shí)，應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求并注意減少構(gòu)件的類型和規(guī)格，擴(kuò)大構(gòu)件預(yù)制裝配化程度及在不同結(jié)構(gòu)類型廠房中的通用互換性，提

13、高廠房建筑的工業(yè)化水平。一、橫向定位軸線橫向定位軸線主要用來標(biāo)定屋面板、吊車梁、外墻板、縱向支承等縱向構(gòu)件的標(biāo)尺寸長(zhǎng)度。（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軸線一般與中柱的中心線和屋架中心線重合。（二）橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的聯(lián)系應(yīng)采用雙柱及兩條橫向定位軸線柱的中心線均應(yīng)自定位軸線向兩側(cè)各移600mm,兩條橫向定位軸線間的寬度ai就是所需縫的寬度ae為了不增加構(gòu)件類型，橫向變形縫處定位軸線采用雙軸線處理。變形縫兩側(cè)柱間的實(shí)際距離較其他處的柱距減少600mm，但柱距的標(biāo)志尺寸仍為6000mm。 這種定位軸線的標(biāo)定方法，可以保證屋面板、吊車梁等縱向聯(lián)系構(gòu)件的標(biāo)志尺寸規(guī)格不變，

14、有利于構(gòu)件尺寸規(guī)格的統(tǒng)一，簡(jiǎn)化接縫處的構(gòu)造做法。但屋面板、吊車梁、墻板等構(gòu)件在橫向變形縫處會(huì)出現(xiàn)局部的懸挑，屋面板底面預(yù)埋件位置改變。屋面板與屋架的連接：焊接(三)山墻處山墻為非承重墻時(shí)，墻內(nèi)緣應(yīng)與橫向定位軸線相重合，且端部柱的中心線應(yīng)自橫向定位軸線向內(nèi)移600mm，以保證抗風(fēng)柱能通至屋架上弦，將水平荷載傳至屋架與排架柱?？癸L(fēng)柱與屋架上弦連接：彈簧板連接抗風(fēng)柱與屋架上弦連接：螺栓連接山墻為砌體承重時(shí)，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線間的距離，應(yīng)按砌體的塊材類別分別為半塊或半塊的倍數(shù)或墻厚的一半二、縱向定位軸線縱向定位軸線標(biāo)定了屋架標(biāo)志尺寸端部的位置。屋架的跨度與廠房跨度一致。（一）外墻、邊柱與縱向定位軸線

15、間的聯(lián)系在有吊車的廠房中：為使吊車與結(jié)構(gòu)規(guī)格相協(xié)調(diào)，有如下關(guān)系 式中： 縱向定位軸線間的距離，即廠房跨度； 吊車跨度，即吊車輪距； 縱向定位軸線至吊車軌道中心線的距離，一般取750；當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓看笥?0t或有構(gòu)造要求時(shí)，取1000； B軌道中心線至吊車端頭外緣的距離可從吊車規(guī)格表中查出。 K安全空隙。 h上柱截面高度。L=LK+2e e=B+K+hKK1、無吊車或只有懸掛式吊車的廠房以及柱距為6m、吊車起重量Q20t的廠房。封閉結(jié)合：指外墻內(nèi)緣和邊柱外緣與縱向定位軸線相重合,使屋面板與外墻之間無空隙，形成封閉結(jié)合。當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓縌20t時(shí)，查吊車規(guī)格表，得出相應(yīng)參數(shù)B260mm，K80mm，上柱

16、截面高度h400mm，e750mm。由下式驗(yàn)算安全空隙： Ke一(h十B)750一(400十260)90mm，說明實(shí)際安全空隙大于必需安全空隙 (K80mm)，符合安全要求 2、吊車噸位Q為30/5t的廠房非封閉結(jié)合：指外墻內(nèi)緣和邊柱外緣與縱向定位軸線間加設(shè)聯(lián)系尺寸,屋面 板與外墻之間出現(xiàn)空隙，形成 非封閉結(jié)合，須加設(shè)補(bǔ)充構(gòu)件吊車噸位Q為30/5t的廠房，參數(shù)B300mm，h400mm，K80mm， e750mm。若按封閉結(jié)合的情況下考慮，Ke一(H十B)750一(400十300)50mm，不滿足安全空隙K80mm的要求，這時(shí)則需將邊柱自定位軸線外移一個(gè)距離ac，稱為聯(lián)系尺寸。如墻為砌體時(shí)，a

17、c值取50mm，安全空隙為50十50100mm，大于必需安全空隙80mm。 在非封閉式結(jié)合中：屋面板與墻體內(nèi)緣的空隙應(yīng)做處理?？障犊障犊障叮?）無變形縫等高跨中柱 等高跨的中柱，其上柱中心線應(yīng)與縱向定位軸線相重合。若由于吊車起重量或構(gòu)造等要求需設(shè)插入距時(shí)，一般采用單柱雙定為軸線的標(biāo)定方法。插入距ai應(yīng)符合3M，柱柱中心線與插入距中心線重合（二）中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系1.等高跨中柱（2）設(shè)變形縫等高跨中柱 單柱縱向變形縫雙柱縱向變形縫第十七章 單層廠房構(gòu)造第三節(jié) 天窗 從構(gòu)造形式上可分為上凸式天窗、鋸齒形天窗、下沉式天窗和平天窗。按功能分，有采光天窗與通風(fēng)天窗兩大類型。(圖18.1)主要用作采

18、光的有矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗、橫向下沉式天窗等；主要用作通風(fēng)的有矩形避風(fēng)天窗、縱向或橫向下沉式天窗、井式天窗等。 組成：天窗架、天窗扇、天窗屋面板、天窗側(cè)板及天窗端壁矩形天窗主要由天窗架、天窗扇、天窗屋面板、天窗側(cè)板及天窗端壁等組成。一、矩形天窗(1)天窗架天窗架是矩形天窗的承重構(gòu)件，常用鋼筋混凝土天窗架或鋼天窗架。 鋼筋混凝土天窗架一般由兩榀或三榀預(yù)制構(gòu)件拼接而成，各榀之間采用螺栓連接，支腳與屋架采用焊接。鋼天窗架重量輕，制作吊裝方便，常采用桁架式，其支腳與屋架節(jié)點(diǎn)的連接一般也采用焊接。 (2)天窗屋頂及檐口構(gòu)造 天窗屋頂多采用無組織排水的帶挑檐屋面板，挑出長(zhǎng)度300500mm。需要有

19、組織排水時(shí)，可采用帶檐溝的屋面板(或用焊在天窗架上鋼牛腿支承的天溝板排水，或用固定在檐口板上的金屬天溝排水。 (3)天窗側(cè)板 天窗側(cè)板是天窗扇下部的圍護(hù)構(gòu)件，相當(dāng)于側(cè)窗的窗臺(tái)。 天窗側(cè)板一般做成與屋面板長(zhǎng)度相同的鋼筋混凝土槽形板，安裝時(shí)將它與天窗架上的預(yù)埋件焊牢。要求保溫的車間側(cè)板兩肋之間應(yīng)填入保溫材料，外面再做泛水與廠房屋面連接。 (4)天窗端壁 天窗兩端的山墻稱為天窗端壁。 鋼筋混凝土端壁板用于鋼筋混凝土屋架，可根據(jù)天窗的跨度不同由兩塊或三塊拼裝而成。端壁板及天窗架與屋架上弦的連接均通過預(yù)埋件焊接，端壁板下部與屋面板相接處要做泛水，需要保溫的廠房一般在端壁板內(nèi)側(cè)加設(shè)保溫層。 (5)天窗扇 矩形天窗設(shè)置天窗扇的作用主要是為了采光、通風(fēng)和擋雨。常用的類型有鋼制和木制兩種。 上懸式鋼天窗扇防雨性能較好，由于最大開啟角度為45，故通風(fēng)功能較差。上懸式