14单层工业建筑设计

第14章单单层工业业建筑设设计14.1单层工业业厂房的构件组成成14.2单层工业业建筑的的柱网选选择14.2.1生产工艺艺是工业业建筑设设计的依依据生产工艺艺是工业业建筑设设计的依依据完整的工艺平面图包括：（1）根据生产的规模、性质、产品规格等确定的生产工艺流程；（2）选择和布置生产设备和起重运输设备；（3）划分车间内部各生产工段及其所占有的面积；（4）初步拟定工业建筑的跨间数、跨度和长度；（5）提出生产对建筑设计的要求，如采光、通风、防振、防尘、防辐射等。工业建筑平面及空间组合设计，是在工艺设计及工艺布置的基础上进行的生产工艺示意图3.2.2工业业建筑平平面形式式的选择择三种生产产工艺流流程形式式：直线式、、直线往往复式和垂直式直线式：：适应的平平面形式式是矩形形平面，，可以是是单跨，，亦可是是多跨平行布布置。单单跨或两两跨平行行时采光光通风较较易解决决，但建筑外外墙面积积过大，，对保温温隔热不不利。这这种平面面简单规整，，适合对对保温要要求不高高或生产产工艺流流程无法法改变的工业业建筑往复式：：相适应的的平面形形式是多多跨并列列的矩形形平面，，甚至方方形形平面面。形状状规整，，占地面面积小，，外墙面面积较小小，对节节约约材材料和和保温隔隔热有利利。结构构构造简简单，造造价低。。适合合于多种种生产性性质的工工业建筑筑。采光光通风及及屋面排排水复复杂杂垂直式：：相适应的的平面形形式是L形平面，，即出现现垂直跨跨。纵横横跨相接处处，结构构和构造造复杂，，经济性性较差常见生产产工艺流流程示意意图三种平面面形式的的经济性性比较：：方形平平面与矩矩形平面面、L形平面相相比，在在面积相相等的条条件下，，矩形、、L形平面外外围护结结构的周周长比方方形平面面长约25％。同时时，方形形厂方的的造价也也比矩形形、长条条形厂房房低6％～20％生产状况况也影响响着工业业建筑的的平面形形式，如如热加工工车间在在生产过过程中散散发出大大量的余余热和烟烟尘。在在平面设设计中应应具有良良好的自自然通风风条件，，建筑平平面不宜宜太宽。。生产工艺艺有时要要求建筑筑平面设设计成L形，有良良好的通风、采采光、排排气、散散热和除除尘功能能，适用用于中型型以上的热热加工车车间，以以便于排排除产生生的热量量、烟尘尘和有害气气体。在在平面布布置时应应将纵横横跨之间间的开口口迎向夏季季主导风风向或与与主导风风向呈0°～45°夹角，改善通风风效果和和工作条条件。3.2.3柱网网的选择择跨度：柱子纵向定位轴线之间的距离柱距：横向定位轴线之间的距离柱网：柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格工艺设计计人员在在设计中中，根据据工艺流流程和设设备布置置状况，，对跨度和和柱距提提出初始始的要求求，建筑筑设计人人员在此此基础上上，依照建筑筑及结构构的设计计原则，，最终确确定工业业建筑的的跨度和和柱距。柱网尺寸寸由跨度度和柱距距确定，，柱网的的选择就就是选择择跨度和和柱距。柱网确定定的原则则是：（一）满足生产工艺要求

跨度和柱距要满足设备的大小和布置方式、材料和加工件的运输、生产操作和维修等生产工艺所需的空间要求。（二）平面利用和结构方案经济合理工业建筑因工艺要求，常将个别大型设备越跨布置，采用抽柱方案，上部用托架梁承托屋架，因根据实际情况，适当调整跨度和柱距。（三）符合《厂房建筑建筑模数协调标准》GBJ6-86的要求。当工业建筑跨度＜18m时，应采用扩大模数30M的尺寸系列，即跨度可取9m、12m、15m。当跨度尺寸≥18m时，按60M模数增长，即跨度可取18m,24m,30m和36m。柱距采用60M数列，即6m、12m、18m等。（四）扩扩大柱网网为适应现现代工业业生产的的变化，，工业建建筑应具具有灵活活性与通通用性，，扩大柱网网是途径径之一。。将柱距距由6m扩大至12m、18m乃至24m，如柱网（（跨度×柱距）15m×12m、18m××12m、24m×12m、、18m××18m、24m×24m等。大柱柱网在钢钢结构中中更易于于实现现。大柱网优点：1）可有效提高建筑面积的利用率2）有利于大型设备的布置及产品的运输3）提高建筑的通用性，适应生产工艺的变更及生产设备的更新4）有利于提高吊车的服务范围5）能减少建筑结构构件的数量，并能加快建设速度14.3.1工业建建筑高度度的确定定14.3单层工业业建筑剖剖面与屋屋顶排水水方式剖面设计是在平面设计的基础上进行的，着重解决建筑在垂直空间方面如何满足生产的各项要求。生产工艺对剖面设计影响很大，设备的体形大小，工艺流程的特点，生产状况，加工件的体量与重量，起重运输设备的类型和起重量等都直接影响工业建筑的剖面形式。一、生产工艺对工业建筑剖面设计的影响特殊情况下当屋顶承重结构为下沉式时，工业建筑的高度必须是由地坪面至屋顶承重结构的最低点。二、单层工业建筑的高度定义由室内地坪到屋顶承重结构最低点的距离，通常以柱顶标高来代表工业建筑的高度。（1）无吊车工业建筑柱顶标高：按最大生产设备高度及安装检修所需的净空高度来确定，且应符合《工业企业设计卫生标准》TJ36-79的要求，同时柱顶标高还必须符合扩大模数3M（300mm）数列规定。柱顶标高一般不得低于3.9m。（2）有吊车工业建筑计算公式：H=H1+h6+h7柱顶标高高的确定定：（2）有吊车车工业建建筑H――柱项标高高（m），必须符合合3M的模数H1――吊车轨道道顶面标标高（m），为柱牛腿腿标高（（应符合合扩大模数3M数列，如如牛腿标标高大于于7.2m时，应符符合扩大大模数6M数列）与与吊车梁梁高、吊吊车轨高高及垫层层厚度之之和，一一般由工艺设设计人员员提出h6——吊车轨顶顶至小车车顶面的的高度（（m），根据吊车车资料查查出H7——小车顶顶面到到屋架架下弦弦底面面之间间的安安全净净空尺尺寸（（mm））。按国家标准准及根据吊吊车起重量量可取300mm、400mm、、及500mm。由于吊车梁梁的高度、、吊车轨道道及其固定定方案的不不同，计算算得出的轨顶顶标高（H1）可能与工艺艺设计人员员所提出的的轨顶标高有差异。。最后轨顶顶标高应等等于或大于于工艺设计计人员提出出的轨顶标高。。H1值重新确定定后，再进进行H值的计算。。我国《厂房建筑统统一化基本本规则》规定：在多多跨工业建建筑中，当高差差值等于或或小于1.2m时不设高差差；在不采采暖的多跨跨工业建筑中中，高跨一一侧仅有一一个低跨，，且高差值值等于或小小于1.8m时，也不设设置高差。。当有地震震设防要求求时，上述述高差小于2.4m时，宜做等等高跨处理理。

利用降低设备地坪利用屋顶空间布置设备降低建筑高度高度对造价价有直接影影响，确定定高度时应应有效地利利用和节约约空间，降低建筑造造价。（二）室内内地坪标高高的确定确定室内地坪标高就是确定室内地坪相对于室外地面的高差。设此高差的目的是防止雨水浸入室内，同时考虑到单层工业建筑运输工具进出频繁，高差值过大则出入不便.工业建筑室内外高差一般取150mm。3.3.2单层工业业建筑屋顶顶形式与排排水方式有组织内排水多脊双坡屋顶：长天沟排水，屋架受力合理，构件定型，排水立管多，屋面易渗漏，施工较困难，造价偏高。长天沟端部部外排水多脊双坡有有组织内排排水实例缓长坡屋顶顶：管网短，构构造简单，，可以减少少维修和投投资费用，既可可节约室内内空间，又又可提高屋屋面的耐久久性。特别适合严禁禁漏水以防防引起爆炸炸事故的车车间（如冶冶炼车间））等。多跨工业建建筑减少内内天沟实例例平屋顶工业建筑上世纪60年代起，美国、西欧以及前苏联发展平屋顶工业建筑，利用屋顶种植蔬菜和花草，绿化了环境，又是隔热的好措施。采用墙板时，可减少墙板类型，有利于建筑工业化。14.4单层工业建建筑的定位位轴线定位轴线:定义：确定工业建筑主要承重构件的平面位置及其标志尺寸的基准线，同时也是工业建筑施工放线和设备安装定位的依据。确定工业建筑定位轴线必须执行《厂房建筑模数协调标准》GBJ6-86有关规定。纵向定位轴线：长轴方向的定位轴线，相邻两条轴线间的距离即跨度。横向定位轴线：短轴方向的定位轴线，相邻两条轴线间的距离即柱距。单层工业建建筑定位轴轴线示意3.4.1横向定位位轴线标定了纵向向构件的标标志端部，，如吊车梁梁、联系梁梁、基础梁梁、屋面板板、墙板、、纵向支撑撑等。确定原则：：主要考虑虑结构的合合理性和构构造的简单单可行。一、柱与横横向定位轴轴线的联系系中间柱的截截面中心线线与横向定位位轴线重合合，而且屋架中中心线是与与横向定位轴轴线重合，，工业建筑的的纵向结构构构件如屋面面板、吊车车梁、连系梁梁的标志长长度皆以横向向定位轴线线为界。二、横向伸伸缩缝、防防震缝部位位柱与横横向定位轴轴线的联系系采用双柱处处里，为保保证缝宽的要求，此此处应设两两条定位轴线，缝两两侧柱截面面中心均应自定位轴轴线向两侧侧内移600mm。两条定位轴轴线之间的距离称做做插入距，，等于变形缝宽。横向变形缝缝横向变形缝缝变形缝实例例横向变形缝缝横向变形缝缝变形缝实例例变形缝变形缝变形缝实例例变形缝实例例变形缝变形缝变形缝实例例变形缝变形缝变形缝实例例变形缝三、山墙与与横向定位位轴线的联联系当山墙为非非承重山墙墙时，山墙内缘与与横向定位位轴线重合，端端部柱截面面中心线应自横横向定位轴轴线向内移600mm，是由于山墙内侧抗抗风柱上柱柱需与屋架上弦弦连接的构构造需要，而且且可以使其其与横向变形缝缝处定位轴轴线划分相一致致，有利于于结构构件的协协调统一。。λ－墙体块材的的半块（长长）、半块的倍倍数（长））或墙厚的一半承重山墙内内缘与横向向定位轴线的距离离应按砌体体块材的半块或半半块的倍数数、或者取墙体厚厚度的一半半，以应保证足够够的结构支支承长度的要求。。14.4.2纵纵向定位轴轴线确定的原则：结构合理、构件规格少、构造简单外，在有吊车的情况下，还应保证吊车运行及检修的安全需要。纵向定位轴线：标定横向构件屋架或屋面大梁标志尺寸的端部位置，也是大型屋面板边缘的位置。（一）外墙墙、边柱与与纵向定位位轴线的联联系有吊车的工业建筑中，《厂方建筑模数协调标准》GBJ6-86对吊车规格与工业建筑跨度的关系为：Lk=L-2eLk—吊车跨度（m）

L—工业建筑跨度（m）e—吊车轨道中心线至纵向定位轴线的距离（mm），一般取750mm，当吊车起重量大于50t或者为重级工作制需设安全走道板时，取1000m，如图示e=h+Cb＋B（1）封闭式结结合即边柱外缘缘与纵向定定位线相重重合。在无吊车或或只有悬挂挂式吊车，，以及柱距为6m，桥式吊车起起重量Q≤20t/5t条件下采用用，此时吊吊车端部外缘至上上柱内缘的的安全净空空尺寸满足要求。。屋面板全全部采用标标准板，不需设补充充构件，具具有构造简简单、施工方便等等优点。（2）非封闭式式结合边柱外缘与与纵向定位位轴线间有有一定的距距离。在柱距为6m、吊车起重量量Q≥30t/5t时，封闭式结合合不能满足足吊车端部部外缘至上上柱内缘的安全全净空尺寸寸要求。解决办法：将边柱外缘自定位轴线向外移动一定距离（联系尺寸），取300mm或300mm的倍数。当外墙为砌体时可为50mm或50mm的倍数。屋面板只能铺至定位轴线处，与外墙内缘出现了非封闭的构造间隙，需要非标准的补充构件板，构造复杂，施工较为麻烦。（二）中柱柱与纵向定定位轴线的的联系（1）等高跨中中柱与纵向向定位轴线线中柱常采采用单柱，，其柱截面面中心与纵纵向定位轴轴线相重合合。上柱截面一一般取600mm，以满足屋架架或屋面大大梁的支承承长度，且且上柱不带带牛腿，构构造简单。。（2）高低跨中中柱与纵向向定位轴线线设一条定位位轴线：当当高低跨跨处采用单单柱，如果果高跨吊车车起重量Q≤20t/5t，，则高跨上柱柱外缘和封封墙内缘与与纵向定位位轴线相重重合。设两条定位位轴线：当当高跨吊车车起重量Q≥30t/5t，，其上柱外缘缘与纵向定位轴轴线不能重重合时采用用。高跨轴轴线与上柱柱外缘之间间设联系尺寸，低低跨定位轴轴线与高跨跨定位轴线线之间设插插入距，定定位轴线应自上柱柱外缘、封封墙内缘通通过，即插插入距等于于联系尺寸寸，此时同一柱子子的两条定定位轴线分分属高低跨跨。如封墙墙采用墙板板结构时，可按图图（c）、（d）处理。高低跨中柱柱与纵向定定位轴线的的联系（三）纵向向伸缩缝、、防震缝处处柱与纵向向定位轴线线的联系当工业建筑筑沿宽度方方向须设置纵向伸缩缩缝解决横横向变形的问题。等高工业建建筑设置：：采用单柱并设两条条定位轴线线。伸缩缝一侧的屋屋架或屋面面梁搁置在活动支座座上。不等高工业业建筑设置置，一般设设置在高低低跨处。采用单柱处处理：低跨跨的屋架或或屋面梁可可搁置在设设有活动支支座的牛腿上，，高低跨处处应采用两两条定位轴轴线，其间间设插入距距。单柱处理特特点：结构构简单，工工程量少，，但柱外形形复杂，制制作不便，当两两侧高差悬悬殊或吊车车起重量差差异较大时时不宜采用用。不等高工业业建筑纵向向伸缩缝处处单柱与纵纵向定位轴轴线的联系系采用双柱：：用两条定定位轴线，，并设插入入距。柱与与定位轴线线的关系可分别别按各自的的边柱处理理。高低跨两侧侧的结构实实际是各自自独立、自自成系统，，仅是互相相靠拢，以便下下部空间相相通，有利利于组织生生产。不等高工业业建筑纵向向伸缩缝处处双柱与纵纵向定位轴轴线的联系系14.4.3纵纵横跨相交交处的定位位轴线纵