《建筑构造》课件--10工业建筑

1、建筑构造建筑构造（建筑施工管理专业）（建筑施工管理专业）主讲人：主讲人：魏海林魏海林副教授、高级讲师、一级建造师、副教授、高级讲师、一级建造师、安徽省建筑工程评标专家安徽省建筑工程评标专家教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 章节组成：章节组成： 10.1 概论 10.2 单层厂房设计 10.3 单层厂房定位轴线的划分 主要知识点：主要知识点：厂房分类、单层厂房结构组成、运输起重设备、平面布置、厂房高度、采光方式、采光通风天窗、屋顶形式、厂房定位轴线、跨度、柱距 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论10.1 概论10.1.1 工业建筑的特点和分类工业建筑的特点和分类10.1.1

2、.1 工业建筑的特点工业建筑的特点1、厂房的建筑设计在适应生产工艺要求的前提下，应为工人创造良好的生产环境并使厂房满足适用、安全、经济和美观的要求。2、厂房内部具有较大的敞通空间。3、当厂房宽度较大时，屋顶上往往设有天窗；屋顶构造复杂，屋顶承重结构袒露于室内。4、单层厂房多采用钢筋混凝土排架结构承重；多层厂房广泛采用钢筋混凝土骨架承重；特别高大的厂房，或有重型吊车的厂房，或高温厂房，或地震烈度较高地区的厂房，宜采用钢骨架承重。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.1.1.2 工业建筑的分类工业建筑的分类 1、按厂房的用途分：、按厂房的用途分：主要生产厂房、辅助生产厂房、动力类厂

3、房、贮藏类建筑、运输类建筑。 2、按车间内部生产状况分：、按车间内部生产状况分：热加工车间、冷加工车间、有侵蚀性介质作用的车间、恒温恒湿车间、洁净车间。 3、按厂房层数分：、按厂房层数分：单层厂房、多层厂房、混合层次厂房。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论10.1.2 单层厂房的结构组成单层厂房的结构组成采用钢筋混凝土排架结构，其结构构件的组成见图10-3。10.1.2.1 承重结构承重结构1、横向排架、横向排架 由基础、柱、屋架组成，主要是承受厂房的各种荷载。2、纵向连系构件、纵向连系构件 由吊车梁、圈梁、连系梁、基础梁等组成，与横向排架构成骨架，保证厂房的整体性和稳定性；纵向构件

4、主要承受作用在山墙上的风荷载及吊车纵向制动力，并将这些力传递给柱子。3、支撑系统构件、支撑系统构件 屋架支撑和柱间支撑系统，支撑构件主要传递水平风荷载及吊车产生的水平荷载，起保证厂房空间刚度和稳定性的作用。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论图10-3 单层厂房构件部位示意教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论10.1.2.3 厂房内部的起重运输设备厂房内部的起重运输设备1、单轨悬挂式吊车、单轨悬挂式吊车 吊车由运行部分和起升部分组成。单轨悬挂式吊车适用于小型起重量的车间，一般起重量为12t。2、梁式吊车、梁式吊车梁式吊车由起重行车和支承行车的横梁组成。吊车轨道可悬挂在屋架下弦上

5、或支承在吊车梁上。确定厂房高度时，应考虑该吊车净空高度的影响，结构设计时应考虑吊车荷载的影响。3、桥式吊车、桥式吊车(图图10-6) 由桥架和起重小车两大部分组成。桥架由两榀钢桁架或钢梁制作，支承在吊车梁的轨道上，沿厂房纵向运行；起重小车支承在桥架上，沿厂房横向运行。 桥式吊车跨度用LK表示(即桥架车轮间距离)，厂房跨度用L表示，LKL-2e，e表示吊车轨道中心线与纵向定位轴线之间的距离，常采用750mm。吊车有单钩、双(或主、副)钩之分，Q5t，表示单钩吊车；Q20t5t，表示主钩起重量为20t，副钩起重量为5t。 其它运输设备：其它运输设备：例如电动平板车、电瓶车、载重汽车、火车等。教学课

6、件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论1-钢梁;2-运行装置;3-轨道;4-提升装置;5-吊钩;6-操纵开关; 7-吊车梁图10-5 梁式吊车(a) 桥式吊车立面图 (b)桥式吊车平面图 图10-6 桥式吊车教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.2 单层厂房设计 10.2.1 单层厂房平面设计单层厂房平面设计 10.2.1.1 厂房平面形式和生产工艺的关系厂房平面形式和生产工艺的关系 厂房平面形式与工艺流程、生产特征、生产规模等有直接的关系。常用的平面形式有矩形、方形、L形、II形和山形等。 10.2.1.2 柱网的选择和尺寸的确定柱网的选择和尺寸的确定 柱网柱网:厂房中，承重结

7、构的柱子在平面上排列时所形成的网格(见图10-9)。柱网的选择，其实质是选择厂房的跨度与柱距。 跨度跨度:屋架或屋面梁的跨度，即纵向定位轴线的间距。 柱距柱距:相邻两柱之间的距离，即横向定位轴线的间距。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论18m图10-9 单层厂房平面柱网布置示意教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论柱距和跨度尺寸必须符合国家规范厂房建筑模数协调标准(GBT686)的有关规定。当屋架跨度18m时，采用扩大模数30M的数列；当屋架跨度18m时，采用扩大模数60M的数列。当工艺布置有明显优越性时，跨度尺寸可采用21m、27m、33m。单层厂房的柱距应采用扩大模数60M

8、的数列，采用钢筋混凝土或钢结构时，常采用6m柱距，有时也可采用12m柱距。单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M的数列。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.2.2 单层厂房剖面设计单层厂房剖面设计 10.2.2.1 生产工艺对剖面设计的影响生产工艺对剖面设计的影响 生产设备体形、工艺流程、生产特点、加工件的大小和重量以及垂直起重运输工具的种类和起重量等都直接影响厂房的剖面形式。 10.2.2.2 厂房高度的确定厂房高度的确定 厂房的高度：厂房的高度：指厂房室内地坪到屋顶承重结构下表面之间的距离。在一般情况下，常以柱顶标高来衡量厂房的高度，屋顶承重结构是倾斜的，其计算点应

9、算到屋顶承重结构的最低点。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.2.2.3 室内外地坪标高室内外地坪标高 室内外高差宜小，一般取100150mm。应在大门处设置坡道。 当厂房内地坪有两个以上不同的地坪面时，主要地坪面的标高为0.000。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论10.2.2.4 采光方式采光方式1、侧面采光、侧面采光分单侧采光和双侧采光两种。单侧采光的有效进深(当生产为中等精细程度)约为侧窗口上沿至工作面高度H的2.0倍。在有桥式吊车的厂房中，常将侧窗分上下两段布置，分别为高侧窗和低侧窗。高侧窗下沿距吊车梁顶面一般取600mm左右。低侧窗下沿(窗台)应略高于工

10、作面的高度，工作面高一般取1.0m左右。2、顶部采光、顶部采光 在屋顶处设置天窗。顶部采光容易使室内获得较均匀的照度，采光率比侧窗高。3、混合采光、混合采光当厂房很宽，侧窗采光不能满足整个厂房的采光要求时，采用混合采光方式。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.2.2.5 采光天窗的选择采光天窗的选择 1、矩形天窗、矩形天窗 形式：形式：沿厂房纵向升起局部屋面，在高、低屋面的垂直面上开设采光窗而形成。 特点：特点：当窗扇朝向南北时，室内光线均匀，直射光较少。受污染程度小，易于防水。窗可开启，有一定的通风作用。缺点是增加了厂房的体积和屋顶承重结构的集中荷载，屋顶结构复杂，造价高，抗

11、震性能不好。 构造尺寸：构造尺寸：合适的天窗宽度为1/21/3厂房跨度。两天窗的边缘距离l应大于相邻天窗高度和的1.5倍，即。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 2、锯齿形天窗、锯齿形天窗 形式：形式：将厂房屋盖做成锯齿形，在两齿之间的垂直面上设采光窗而形成。 特点：特点：采光效率比矩形天窗高。窗开启时，能兼起通风的作用。天窗窗口常采用北向或接近北向，阳光不会直射入室内，室内光线均匀稳定。锯齿形天窗多适用于要求光线稳定和需要调节温湿度的厂房，如纺织厂、印染厂、精密仪器制造车间等。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 3、横向下沉式天窗、横向下沉式天窗 形式：形式：将相邻柱距

12、的屋面板上下交错布置在屋架的上下弦上，通过屋面板位置的高差作采光口形成。 特点：特点：可根据使用要求每隔一个或几个柱距灵活布置，采光效率与纵向矩形天窗相近，但造价较矩形天窗低；当厂房为东西向时，横向下沉式天窗为南北向，朝向好，有利于采光和通风，多适用于朝向为东西向的冷加工车间；也适用于要求通风量大的热加工车间。但是窗扇形式受屋架限制，构造复杂，厂房纵向刚度差。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 4、平天窗、平天窗 形式：形式：在屋面板上直接设置采光口而形成。 特点：特点：采光效率最高，而且构造简单，布置灵活（可以成点、成块或成带、片布置），施工方便，造价低（约为矩形天窗的1/31/

13、4）。但直射光多易产生眩光，窗户一般不开启，起不到通风作用；在寒冷地区玻璃由于热阻小而易结露，形成水滴下落，影响使用；玻璃表面易积尘、积雪，且玻璃破碎易伤人。为便于排水，减少积尘，在实践中还出现了三角形天窗(图10-19) 即将玻璃面抬高(一般与水平面夹角3045)，宽为36m，需要设天窗架，其优缺点接近平天窗。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 5、折板屋顶和壳体屋顶采光天窗的布、折板屋顶和壳体屋顶采光天窗的布置置 用于单跨或宽度不大的厂房中，其采光可利用侧窗解决。当厂房较宽时，其采光方式，除采用平天窗外，还可采用如图所示的办法解决。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论1

14、0.2.2.6 自然通风与通风天窗自然通风与通风天窗厂房通风分机械通风和自然通风两种。通风天窗常见的有矩形通风天窗、下沉式通风天窗两种。1、矩形通风天窗、矩形通风天窗在剖面设计中，距迎风面L5h处的风口设置挡风板，则可使排风口处在负压区而稳定排气。挡风板至矩形天窗的距离等于排风口高度的1.11.5倍为宜。 2、下沉式通风天窗、下沉式通风天窗在屋顶结构中，部分屋面板铺在屋架上、下弦上，利用屋架上下弦之间的高差空间构成在任何风向下均处于负压区的排风口。根据其下沉部位的不同有井式通风天窗（图10-23）、纵向下沉式通风天窗（图10-24）、横向下沉式天窗几种形式。其共同特点是：布置灵活，通风效果好。

15、 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.3 单层厂房定位轴线的划分 横向定位轴线：横向定位轴线：垂直厂房长度方向(即平行于横向排架)的定位轴线，其轴线间的距离称为柱距；横向定位轴线主要用来标注厂房纵向构件如屋面板、吊车梁的长度(标志尺寸)。 纵向定位轴线：纵向定位轴线：平行厂房长度方向(即垂直于横向排架)的定位轴线，其轴线间的距离称为跨度。主要用来标注厂房横向构件，如屋架的长度(标志尺寸)。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.3.1横向定位轴线的设置横向定位轴线的设置 10.3.1.1 中间柱与横向定位轴线的联系中间柱与横向定位轴线的联系 横向定位轴线一般与中间柱

16、截面宽度的中心线重合。 10.3.1.2 横向变形缝与定位轴线的联系横向变形缝与定位轴线的联系 横向温度伸缩缝和防震缝处的柱子采用双柱双屋架， 图10-27 （b） 变形缝处应设两条横向定位轴线，两柱的中心线应从定位轴线向缝的两侧各移600mm。两条定位轴线间设插入距ai值，即变形缝的缝宽ae。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 10.3.1.3 山墙与横向定位轴线的关系山墙与横向定位轴线的关系 1、山墙为非承重墙、山墙为非承重墙 横向定位轴线与山墙内缘重合，并且与屋面板的端部形成“封闭”式联系，端部柱的中心线应从横向定位轴线内移600mm。 2、山墙为承重墙、山墙为承重墙 山墙与

17、横向定位轴线的距离为,根据砌体的块材类别决定，为半砖或半砖的倍数，或墙体厚度的一半。屋面板直接伸入墙内，并与墙上的钢筋混凝土粱垫连接。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论10.3.2 纵向定位轴线纵向定位轴线10.3.2.1 外墙、边柱与纵向定位轴线的关系外墙、边柱与纵向定位轴线的关系1、无吊车的厂房、无吊车的厂房:常采用带有承重壁柱的外墙，墙内缘与纵向定位轴线相重合，或与纵向定位轴线的距离为。2、有吊车的厂房、有吊车的厂房： L=Lk+2e式中：L一一厂房跨度(即屋架跨度)； Lk一一吊车跨度，即吊车的轮距，可查吊车规格资料；e一一吊车轨道中心至纵向定位轴线间的距离，其值一般为75

18、0mm。当吊车为重级工作制而需要设安全走道板，或者吊车起重量大于50t时，可采用1000mm。e=h+K+B, 则 K=e-(h+B)式中：K一一吊车尽端外缘至上柱内缘的安全距离； h一一上柱截面高度； B轨道中心线至吊车端夹外缘的距离。由吊车规格表查明。 教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 （1）封闭式结合的纵向定位轴线）封闭式结合的纵向定位轴线 边柱外缘、墙内缘与定位轴线三者相重合时，屋架上的屋面板与外墙内缘紧紧相靠，可全部采用标准板，不需设非标准的补充构件（图10-32 (a)）。 此时eh+K+B ,调整K,可使e=750mm时，采用封闭结合，可满足吊车安全运行的净空要求，简

19、化屋面构造，施工方便。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论 （2）非封闭式结合的纵向定）非封闭式结合的纵向定位轴线位轴线 边柱外缘与纵向定位轴线之间有一定的距离，屋架上的屋面板与墙内缘之间有一段空隙 (图10-32 (b)。 此时eh+K+B, 需将边柱外缘从定位轴线向外扩移一定距离，即加设联系尺寸，其值为150mm、250mm、500mm三种。教学课件 （建筑构造）- 10 工业建筑概论本讲小结本讲小结1. 工业建筑是建筑的重要部分，主要满足工业生产的需要，因此在建筑空间、建筑结构、建筑设备等方面具有自己的特点。厂房按用途分类有主要厂房、辅助厂房、动力厂房、仓储、运输工具用库房；按生产状况分有冷加工、热加工、有侵蚀性介质作用、恒温恒湿、洁净厂房；按层数分有单层、多层、混合层厂房。2. 单层排架结构工业厂房的构成比较复杂，主要构件有基础、柱、屋架、基础梁、吊车梁等，它们组成了厂房的承重骨架；围