工业建筑讲义

第二篇

工业建筑第十五章工业建筑概论工业建筑的特点生产工艺流程决定着厂房的建筑空间形式、平面布置和形状。生产设备的要求决定这厂房的空间尺度。生产设备、起重运输设备使得工业建筑内部通常具有较大的柱网尺寸及高大的内部空间。厂房荷载决定着采用大型承重骨架。单层厂房常采用装配式大型承重构件多层厂房常采用钢筋混凝土骨架或钢结构生产产品的需要影响着厂房的构造工业建筑的分类按厂房用途分类1.主要生产厂房用于完成由原料到成品的主要生产工序的厂房。例如，机械制造厂中的铸造车间、机械加工车间及装配车间等。2.辅助生产厂房为主要生产厂房服务的各类厂房。例如，机械制造厂中的机修车间、工具车间等。3.动力用厂房为全厂提供能源和动力供应的厂房。例如，机械制造厂中的变电站、发电站、锅炉房压缩空气站等。4.储藏用库房用来储存生产原料、半成品或成品的仓库。例如，油料库、金属材料库、成品库等。5.运输工具用房用于停放、检修各种运输工具的库房。例如，汽车库、电瓶车库等。工业建筑的分类按厂房内部生产状状况分类1.热加工厂房在生产过程中散发发大量热量、烟尘尘的厂房。如炼钢钢、轧钢、铸造等等车间。2.冷加工车间在正常温度、湿度度条件下进行生产产的车间。如机械械加、装配等车间间工业建筑的分类3.恒温、恒湿车间产品的生产对室内内温度、湿度的稳稳定性要求很高的的车间。如精密仪仪器、纺织等车间间。4.洁净车间产品的生产对空气气的洁净度要求很很高的车间。如医医药、集成电路等等生产车间。5.有侵蚀性介质作用用车间生产过程中受到酸酸、碱、盐等侵蚀蚀作用对厂房的耐耐久性有影响的车车间工业建筑的分类热加工厂房冷加工车间恒温、恒湿车间－－－钢琴组装车间间洁净车间有侵蚀性介质作用用车间工业建筑的分类按厂房层数分类1.单层厂房2.多层厂房3.混合层次厂房第三节厂房房的起重运输设设备一、单轨悬挂式式吊车一般由悬挂在屋屋架下弦的型钢钢轨道和吊车组组成，型钢轨道道可以布置为直直线或曲线。二、梁式吊车梁式吊车有支承承式和悬挂式两两种形式。悬挂式梁式吊车车是在屋架下弦弦悬挂平行双轨轨，吊车装于轨轨道下部；支承承式梁式吊车是是在两列柱牛腿腿上设吊车梁，，吊车装在轨道道上部。三、桥式吊车桥式吊车由起重重行车和桥架组组成。桥架车支承在吊吊车梁的钢轨上上，沿吊车梁纵纵向运行；起重重行车装在桥架架上面的轨道上上部，沿桥架长长度方向运行。。桥式吊车一般在在桥架的一端设设司机室。第十六章单单层厂房设计一、砖混结构厂厂房砖混结构厂房由由砖墙或柱与钢钢筋混凝土屋面面梁或屋架组成成。砖混结构构造简简单，但承载能能力及抗振性能能较差，一般适适用于跨度不超超过15m，吊车吨位不超超过5t的小型厂房。二、装配式钢筋筋混凝土排架结结构厂房1.柱下基础柱下基础一般采采用预制或现浇浇的单杯口基础础；当变形缝两两侧有双柱时，，可采用双杯口口基础。2.基础梁装配式钢筋混凝凝土排架结构单单层厂房外墙，，墙下不设专用用基础，直接支支承在基础梁上上。基础梁有预制和和现浇两种形式式。4.屋架与屋面梁有钢筋混凝土屋屋架、屋面梁和和钢结构屋架、、屋面梁等。3.柱常用的排架柱有有矩形柱、工字字形柱、双肢柱柱和管柱等形式式。5.连系梁连系梁作为水平平构件可以起水水平联系和支承承作用，对高度度较大的墙体，，连系梁可以支支承墙重，减小小基础梁的荷载载。小型厂房一般在在吊车梁附近设设置一道连系梁梁，当厂房高度度较大时，每隔隔4～6m高设置一道连系系梁。6.抗风柱由于单层厂房山山墙的面积大，，受较大的风荷荷载作用，在山山墙处设置抗风风柱能增加墙体体的刚度和稳定定性。抗风柱应达到屋屋架上位高度，，以便抗风柱与与屋架间的连接接。7.吊车梁当厂房内布置吊吊车设备时，应应沿吊车运行方方向设置吊车梁梁，用以安装吊吊车运行轨道。。吊车梁一般有钢钢筋混凝土吊车车梁和钢结构吊吊车梁，吊车梁梁一般搁置在排排架柱的牛腿上上。8.支撑支撑的作用是加加强厂房结构的的空间刚度，保保证结构构件在在安装和使用过过程中的稳定和和安全。单层厂房的支承承有柱间支撑和和屋盖支撑。9.围护构件屋面、外墙、门门窗、地面三、钢结构厂房房钢结构厂房的主主要承重构件全全部由钢材制成成。轻钢结构厂房轻型钢结构一般般是轻型屋面下下采用的结构，，由圆钢、小角角钢和薄壁型钢钢构成。轻钢结结构厂房由屋盖盖结构和墙架结结构组成。四、其他结构类类型在实际工程中，，还有门架、网网架、折板、双双曲板和壳体等等结构类型的厂厂房。第二节单层厂厂房的平面设计计第二节单层厂厂房的平面设计计一、平面形式与与特点（1）单跨矩形平面是是最简单的平面面形式，是构成成其它平面的基基本单元。（2）矩形平面可用于于冷加工或小型型热加工厂房，，适用于直线式式生产工艺流程程、往复式生产产工艺流程、垂垂直式生产工艺艺流程。（3）方形和近方形平平面通用性强、、抗震性能好，，具有良好的保保温、隔热性能能。方形和近方方形平面厂房可可节约围护结构构25％左右，造价较低低。（4）L形、∏形和山形形平面具有良好好的采光、通风风、排气、散热热、除尘能力，，适用于中型以以上的热加工厂厂房，如铸造、、轧钢、锻造等等。二、柱网的选择择柱网----厂房柱子在平面面上排列所形成成的网格。柱子纵向定位轴轴线间的距离为为跨度，决定了了屋架的尺寸；；横向定位轴线线间的距离为柱柱距，决定了吊吊车梁、屋面板板的跨度尺寸。。1.厂房的跨度在18m和18m以下时，应采用用扩大模数30M数列；在18m以上时，应采用用扩大模数60M数列2.厂房的柱距应采采用扩大模数60M数列3.厂房山墙处抗风风柱柱距宜采用用扩大模数15M数列（一）选择柱网网的原则1.满足生产工艺提提出的要求；2.符合《厂房建筑模数协协调准则》的规定；3.全面协调跨度和和柱距，尽量使使柱网统一，使使建筑平面合理理；4.扩大柱网，提高高厂房的通用性性和经济合理性性。（二）厂房跨度度的确定1.满足工艺要求2.符合模数协调标标准跨度须满厂房建建筑模数协调标标准》的相关规定。当跨度小于18m时，按3m的倍数增加，即即9m、12m足《、15m、18m；当跨度大于18m时，按6m的倍数增加，即即24m、30m、36m。3.经济合理（三）柱距的确确定6m柱距是一般采用用的基本柱距，，在实际工程中中应用较广，经经济效果较好，，但6m柱距不便布置设设备，厂房的通通用性也较差。。1.托架承重方案托架承重方案也也称局部抽柱法法。托架梁当柱距有特殊要要求时2.不带托架承重方方案（扩大柱网网）不带托架承重方方案的柱距一般般为12m，与其配套的为为12m系列构件，这种种方案的柱网尺尺寸较大，结构构形式简单，工工业化水平较高高，有较强的通通用性和灵活性性。三、单层厂房高高度的确定（一）厂房高度度与模数单层厂房的高度度---由室内地面到屋屋顶承重结构下下表面的距离。。如果屋顶承重结结构是倾斜的，，则厂房高度是是由室内地面到到屋顶承重结构构的最低点。高度符合模数要要求有吊车和无吊车车的厂房（包括括有悬挂吊车的的厂房）自室内内地面至柱顶的的高度应为扩大大模数3M数列有吊车的厂房，，自室内地面至至支承吊车梁的的牛腿面的高度度应为扩大模数数3M数列自室内地面至支支承吊车梁的牛牛腿面的高度在在7.2m以上时，宜采用用扩大模数6M数列；1.无吊车厂房无吊车厂房柱顶顶标高由最大生生产设备的高度度和安装、检修修设备时所需的的高度确定，同同时还应满足采采光和通风等要要求。一般不小小于3.9m2.有吊车厂房有吊车厂房高度度受吊车类型、、吊车布置方式式等因素的影响响，应考虑生产产设备的最大高高度、被吊物体体的最大高度等等参数。（二）柱顶标高高的确定（非下下撑式屋架下弦弦底面标高）其中轨顶标高：：式中：――生产设备，室内内分隔墙或检修时需要的高高度；――吊车运行时安全全超越高度，一一般为400～500㎜；――被吊物件的最大大高度；――吊钩吊运工件的的绳索最小高度度，根据加工件件的大小确定，一般＞1m；――吊钩至轨顶面的的最小距离；由由吊车规格表查查出。――吊车轨顶至小车车顶面的净空尺尺寸；由吊车规规格表查出。――屋架下弦至吊车车小车顶面之间间的安全间隙。。300，400，500有吊车厂房的柱柱顶标高：单层厂房室内地地面标高由厂区区总平面设计确确定，其相对标标高为±0.000。为防止止雨水流入室内内，室外标高一一般应低于室内内标高150mm，为通行方便，室室外入口处应设设置坡道，其坡坡度不宜过大。。（三）室内地坪坪标高的确定某单层厂房高度度的调整（a）原方案；（b）修改后方案（四）厂房高度度的调整1、工艺有高低要要求的多跨厂房房中，为降低投投资，方便施工工，当生产上要要求厂房高度相相差不大时（高差不大于1.5m或高跨一侧仅有有一个低跨且高高差不大于1.8m），将低跨抬高与高高跨平齐，做等等高多跨厂房。。2、当厂房内有个个别高大设备或或需较高的操作作空间时，为避避免提高整个厂厂房的高度，可采取在厂房一一端屋架与屋架架之间的空间布布置高大设备，，或局部降低地地坪标高设置地地坑安放高大设设备，充分利用厂房内内部空间，降低低厂方高度，可可以有效地降低低造价。第四节单单层层厂房定定位轴线线的标定定横向定位位轴线之之间的距距离是柱柱距，等等于基础础梁、吊吊车梁、、连系梁梁、屋面面板、外外墙板等等纵向构构件的标标志长度度。纵向定位位轴线之之间的距距离是跨跨度，等等于屋架架标志长长度厂房定位位轴线是是确定厂厂房主要要承重构构件位置置的基准准线，同同时也是是施工放放线、设设备安装装定位的的依据。。标定定位位轴线时时，应满满足生产产工艺的的要求并并注意减减少构件件的类型型和规格格，扩大大构件预预制装配配化程度度及在不不同结构构类型厂厂房中的的通用互互换性，，提高厂厂房建筑筑的工业业化水平平。一、横向向定位轴轴线横向定位位轴线主主要用来来标定屋屋面板、、吊车梁梁、外墙墙板、纵纵向支承承等纵向向构件的的标尺寸寸长度。。（一）中间间柱与横横向定位位轴线的的联系厂房中间间柱的横横向定位位轴线一一般与中中柱的中中心线和和屋架中中心线重重合。（二）横横向变形形缝处柱柱与横向向定位轴轴线的联联系应采用双双柱及两两条横向向定位轴轴线柱的中心心线均应应自定位位轴线向向两侧各各移600mm,两条横向向定位轴轴线间的的宽度ai就是所需需缝的宽宽度ae为了不增增加构件件类型，，横向变变形缝处处定位轴轴线采用用双轴线线处理。。变形缝两两侧柱间间的实际际距离较较其他处处的柱距距减少600mm，但柱距距的标志志尺寸仍仍为6000mm。这种定位位轴线的的标定方方法，可可以保证证屋面板板、吊车车梁等纵纵向联系系构件的的标志尺寸寸规格不不变，有利于于构件尺尺寸规格格的统一一，简化化接缝处处的构造造做法。。但屋面面板、吊吊车梁、、墙板等等构件在在横向变变形缝处处会出现现局部的悬悬挑，屋屋面板底底面预埋埋件位置置改变。屋面板与与屋架的的连接：焊接(三)山墙处山墙为非非承重墙墙时，墙墙内缘应应与横向向定位轴轴线相重重合，且且端部柱柱的中心心线应自自横向定定位轴线线向内移移600mm，以保证证抗风柱柱能通至至屋架上上弦，将将水平荷荷载传至至屋架与与排架柱柱。抗风柱与与屋架上上弦连接接：弹簧簧板连接接抗风柱与与屋架上上弦连接接：螺栓栓连接山墙为砌砌体承重重时，墙墙内缘与与横向定定位轴线线间的距距离，应应按砌体体的块材材类别分分别为半半块或半半块的倍倍数或墙墙厚的一一半二、纵向向定位轴轴线纵向定位位轴线标标定了屋屋架标志志尺寸端端部的位位置。屋屋架的跨跨度与厂厂房跨度度一致。。（一）外外墙、边边柱与纵纵向定位位轴线间间的联系系在有吊车车的厂房房中：为使吊车车与结构构规格相相协调，，有如下下关系式中：—纵向定位位轴线间间的距离离，即厂厂房跨度度；—吊车跨度度，即吊吊车轮距距；—纵向定位位轴线至至吊车轨轨道中心心线的距距离，一一般取750㎜㎜；当吊车车起重量量大于50t或有构造造要求时时，取1000㎜；B——轨道中心心线至吊吊车端头头外缘的的距离可可从吊车车规格表表中查出出。K——安全空隙隙。h——上柱截面面高度。。L=LK+2ee=B+K+hKK1、无吊车车或只有有悬挂式式吊车的的厂房以以及柱距距为6m、吊车起起重量Q≤20t的厂房。。封闭结结合：：指外外墙内内缘和和边柱柱外缘缘与纵纵向定定位轴轴线相相重合合,使屋面面板与与外墙墙之间间无空空隙，，形成成封闭闭结合合。当吊车车起重重量Q≤20t时，查查吊车车规格格表，，得出出相应应参数数B≤260mm，K≥80mm，上柱柱截面面高度度h＝400mm，e＝750mm。由下下式验验算安安全空空隙：：K＝e一(h十B)＝750一(400十260)＝90mm，说明明实际际安全全空隙隙大于于必需需安全全空隙隙(K≥80mm)，符合合安全全要求求2、吊车车吨位位Q为30/5t的厂房房非封闭闭结合合：指指外墙墙内缘缘和边边柱外外缘与与纵向向定位位轴线线间加加设联联系尺尺寸,屋面板板与外外墙之之间出出现空空隙，，形成成非非封闭闭结合合，须须加设设补充充构件件吊车吨吨位Q为30/5t的厂房房，参参数B＝300mm，h＝400mm，K≥80mm，e＝750mm。若按按封闭闭结合合的情情况下下考虑虑，K＝e一(H十B)＝750一(400十300)＝50mm，不满满足安安全空空隙K≥80mm的要求求，这这时则则需将将边柱柱自定定位轴轴线外外移一一个距距离ac，称为为联系系尺寸寸。如墙为为砌体体时，，ac值取50mm，安全全空隙隙为50十50＝100mm，大于于必需需安全全空隙隙80mm。在非封封闭式式结合合中：：屋面面板与与墙体体内缘缘的空空隙应应做处处理。。空隙空隙空隙（1）无变变形缝缝等高高跨中中柱等高跨跨的中中柱，，其上上柱中中心线线应与与纵向向定位位轴线线相重重合。。若由于于吊车车起重重量或或构造造等要要求需需设插插入距距时，，一般般采用用单柱柱双定定为轴轴线的的标定定方法法。插插入距距ai应符合3M，柱柱中心心线与插入入距中心线线重合（二）中柱柱与纵向定定位轴线的的联系1.等高跨中柱柱（2）设变形缝缝等高跨中中柱①单柱纵向向变形缝②双柱纵向向变形缝第十七章单单层厂厂房构造第三节天天窗从构造形式式上可分为为上凸式天窗窗、锯齿形形天窗、下下沉式天窗窗和平天窗窗。按功能分，有采光天天窗与通风风天窗两大大类型。(图18.1)主要用作采采光的有矩形天天窗、锯齿齿形天窗、、平天窗、、横向下沉沉式天窗等等；主要用作通通风的有矩形避避风天窗、、纵向或横横向下沉式式天窗、井井式天窗等等。组成：天窗窗架、天窗窗扇、天窗窗屋面板、、天窗侧板板及天窗端端壁矩形天窗主主要由天窗窗架、天窗窗扇、天窗窗屋面板、、天窗侧板板及天窗端端壁等组成成。一、矩形天天窗(1)天窗窗架天窗架是矩矩形天窗的的承重构件件，常用钢钢筋混凝土土天窗架或或钢天窗架架。钢筋混凝土土天窗架一一般由两榀榀或三榀预预制构件拼拼接而成，，各榀之间间采用螺栓栓连接，支支脚与屋架架采用焊接接。钢天窗架重重量轻，制制作吊装方方便，常采采用桁架式式，其支脚脚与屋架节节点的连接接一般也采采用焊接。。(2)天窗屋顶顶及檐口构造天窗屋顶多采用用无组织排水的的带挑檐屋面板板，挑出长度300～500mm。需要有组织排排水时，可采用用带檐沟的屋面面板(或用焊在天窗架架上钢牛腿支承承的天沟板排水水，或用固定在在檐口板上的金金属天沟排水。。(3)天窗侧板板天窗侧板是天窗窗扇下部的围护护构件，相当于于侧窗的窗台。。天窗侧板一般做做成与屋面板长长度相同的钢筋筋混凝土槽形板板，安装时将它它与天窗架上的的预埋件焊牢。。要求保温的车车间侧板两肋之之间应填入保温温材料，外面再再做泛水与厂房房屋面连接。(4)天窗端壁壁天窗两端的山墙墙称为天窗端壁。钢筋混凝土端壁壁板用于钢筋混混凝土屋架，可可根据天窗的跨跨度不同由两块块或三块拼装而而成。端壁板及及天窗架与屋架架上弦的连接均均通过预埋件焊焊接，端壁板下下部与屋面板相相接处要做泛水水，需要保温的的厂房一般在端端壁板内侧加设设保温层。(5)天窗扇矩形天窗设置天天窗扇的作用