建课件-第5篇-第3章

第3章单层工业建筑设计3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成

按结构支承方式分为：承重墙支承与骨架支承单层厂房结构广泛采用由横向排架和纵向连系构件以及支撑系统所组成的空间骨架体系。只有当厂房的跨度、高度、吊车荷载较小及地震烈度较低时也可采用承重墙结构。屋架支撑柱间支撑3.1.1

排架结构根据材料不同可分为：砖混结构、钢筋砼排架、钢屋架与钢筋砼柱组成的排架、全钢结构。钢筋砼排架结构是单厂中应用最广泛的一种结构砖混结构钢筋砼排架骨架结构：由柱基础、柱子、梁、屋架、支撑体系等组成，墙只起围护作用，不起承重作用横向骨架：屋架、柱子、柱基础

作用是承受屋顶、天窗架、外墙及吊车荷载。纵向连系构件：屋面板、连系梁、吊车梁等

作用是保证横向骨架的稳定性。支撑系统构件：包括屋架支撑和柱间支撑等。围护结构：外墙、屋顶、地面、门窗、天窗…其他：散水、明沟、坡道、吊车梯等承重构件柱：基础：屋架：屋面板：吊车梁：基础梁：连系梁：支撑系统构件：围护构件：屋面、外墙、门窗、地面、其它有平台、作业梯、扶手、栏杆钢屋架与钢筋砼柱组成的排架全钢结构

特点：结构自重轻，抗震性能好，施工速度快，主要用于跨度巨大，空间高、吊车荷载重、高温或振动荷载大的工业建筑。3.1.2其它结构体系刚架结构屋架和柱合并为同一构件，其连接处为一刚接点。柱与基础一般为铰接。

3.2单层工业建筑的柱网选择3.2.1

生产工艺是工业建筑设计的依据生产工艺平面图的内容：生产工艺流程；生产和起重运输设备的选择和布置；划分车间内部各生产工段及其所占面积；初步拟定工业建筑的跨间数、跨度和长度；提出生产对建筑设计的要求。

如采光、通风、防振、防尘、防辐射生产工艺平面图3.2.2

单层工业建筑平面形式的选择厂房平面设计的要求：由生产工艺流程决定。首先满足生产工艺的要求，同时在设计中应使厂房平面形式规整、合理、简单以便减少占地面积、节能和简化构造处理；厂房的建筑参数应符合《厂房建筑模数协调标准》，使构件的生产满足工业化生产的要求；选择技术先进和经济合理的柱网使厂房具有较大的通用性；正确地解决厂房的采光和通风；合理地布置有害工段及生活用室；妥善处理安全疏散及防火措施。1.生产工艺流程与平面形式（1）直线式：原料由工业建筑一端进入，而成品或半成品由另一端运出。特点：各工段间联系紧密，唯运输线路和工程管线较长。（2）往复式：原料从工业建筑一端进入，产品则由同一端运出。特点：工段联系紧密，运输线路和工程管线短徢，形状规整，占地面积小，外墙面积小，节约材料，保温隔热好（3）垂直式：材料从工业建筑一端进入，加工后成品则从横跨的装配一端运出。特点：工艺流程紧凑，运输和工程管线较短，相适应的平面形式是L形平面，即出现垂直跨。2.生产状况与工业建筑平面形式L形、П形、Щ形平面的特点：①厂房各部宽度不大，厂房周长较长，可在较长的外墙上设置门窗，室内采光通风条件好②纵横跨垂交,要垂交处构件类型增多,构造复杂，需设防震缝；③外墙长度较长，造价及维修费用较高，室内各种工程管线较长。跨度平行布置：

适用于直线式的生产工艺流程和往复式的生产工艺流程特点：①各段之间靠得较紧，运输路线短捷，工艺联系紧密，工程管线较短；②形式规整,占地面积少；③结构构造简单,造价低,施工快；④室内采光通风容易解决。跨度相垂直布置：适用于垂直式的生产工艺流程特点：①工艺流程紧凑，零部件至总装配车间的运输路线短捷；②在跨度垂交处结构、构造复杂，施工麻烦。不同平面形式的厂房造价比：从建筑经济角度看：近于方形或方形的平面较优越

3.2.3柱网的选择柱网的概念：在纵横定位轴线相交处设置柱子。柱子在工业建筑平面上排列形成的网格称为柱网跨度：纵向定位轴线间距离。柱距：横向定位轴线间距离。柱网的设计要求：1.满足生产工艺要求2.平面利用和结构方案经济合理3.符合《厂房建筑建筑模数协调标准》GBJ6—864.尽量扩大柱网，提高厂房的通用性扩大柱网的主要优点：①可以有效提高工业建筑面积的利用率；②有利于大型设备的布置和产品运输；③能提高工业建筑的通用性，适应生产工艺的变更和生产设备的更新；④有利于提高吊车的服务范围；⑤能减少建筑结构构件数量，并能加快建设速度

柱网尺寸的确定1.跨度尺寸的确定生产设备的大小及布置车间内部通道《厂房建筑建筑模数协调标准》的要求根据《厂房建筑模数协调标准》规定：①凡跨度等于或小于18m时应采用3m倍数(30M数列)

即:9m,12m,15m,18m②大于18m时应采用6m倍数(60M数列)；

即:18m,24m,30m,36m2.柱距尺寸的确定根据《厂房建筑模数协调标准》规定：①柱距采用扩大模数60M数列；

即:6m,12m；②

抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。3.方形柱网灵活车间常用尺寸:12×12m,18×18m,24×24m4.在我国建筑实践中常用的柱网尺寸①起重量不大于5T的悬挂式吊车和无吊车的厂房为：6×18m，6×24m，12×18m，12×24m，②在有桥式吊车的厂房中，起重量大于50T时为：6×18m，6×24m，6×30m，6×36m，12×18m，12×24m，12×30m，12×36m③经过经济比较，也可选用6×9m，6×12m，6×15m，6×21m,6×27m④砖木结构常用3m,3.6m,4m柱距一般:不管有无吊车,18m和24m两个跨度适应性较强3.3单层工业建筑剖面与屋面排水方式3.3.1

工业建筑高度的确定1.生产工艺对工业建筑剖面的影响生产设备大小、工艺流程特点，生产状况，加工件的体量和重量，起重运输设备类型和起重量等都直接影响工业建筑剖面形式。2.单层工业建筑的高度概念：厂房高度是指室内坪到屋顶承重结构最低点（屋架下弦）的垂直距离。（1）柱顶标高的确定①无吊车厂房根据最大生产设备的高度和其安装、检修所需的净空高度确定；从心理角度考虑应避免单层厂房跨度大、高度低而产生压抑感；考虑到采光、通风，柱顶标高不应低于3.9m；应符合《工业企业设计卫生标准》要求，保证每人占有空气量不小于13m3、面积不小于4m2柱顶标高还应符合扩大模数3M数列,砖混结构厂房的柱顶标高可符合1M数列。②有吊车厂房其柱顶标高应按H=H1+h+Ch计算求得，式中：

H—柱顶标高，应符合3M数列

H1—吊车轨顶标高，由工艺设计人员提出

h—轨顶至吊车上小车顶部的高度

Ch—屋架下弦底面至吊车小车顶面的安全空隙按国家标准及吊车起重量可取为300、

400、500mm

H1=H2+H3H3——柱牛腿标高，应符合扩大模数3M数列，如牛腿标高大于7.2M时，应符合扩大模数6M数列；

H2——吊车梁高、吊车轨高及垫层厚度之和有吊车厂房的高度③多跨厂房高差处理经济角度：设高差增加造价（C元/M）；低部抬高增加造价（Y元/M），抬高低部屋面、地面造价不增；低部抬高的临界宽度W=C/Y（在这个宽度范围内二者造价相等）当低部的实际宽度小于W时，可不设高差，把低部与高部拉平；当低部的实际宽度大于W时，应设高差。构造角度：《厂房建筑模数协调标准》规定：在采暖和不采暖的多跨厂房中，高差值等于或小于1.2M时不设高差；在不采暖的多跨厂房中,高跨一侧仅有一个低跨,且高差值等于或小于1.8M时,也不设高差；有地震设防要求,高差不大于2.4M时,宜做成等高（2）室内地坪标高的确定在厂区总平面设计时确定，一般取150MM。并在室外入口处设置坡3.3.2单层工业厂房屋顶形式与排水方式多脊双坡形式屋顶长天沟排水缓长坡形式屋顶无组织排水：有组织排水：屋面排水方案比较3.4单层工业厂房的定位轴线单层工业厂房定位轴线示意图3.4.1

横向定位轴线：横向定位轴线通过处是吊车梁、屋面板、连系梁、基础梁及墙板标志尺寸端部的位置。1.中间柱与横向定位轴线的联系：除横向变形缝及端部排架柱外，中间柱的中心线应与横向定位轴线相重合。单层工业建筑定位轴线：是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。2.山墙与横向定位轴线的联系①山墙为非承重墙山墙为非承重墙时，墙内缘和抗风柱外缘应与横向定位轴线相重合。端部排架柱中心线均应自横向定位轴线向内移600MM，端部实际柱距减少600MM②山墙为承重墙山墙为砌体承重墙时，墙内缘与横向定位轴线的距离λ应按砌体的块料类别为半块或半块的倍数或墙厚的一半。山墙与横向定位轴线3.横向伸缩缝、防震缝处柱与定位轴线的联系横向伸缩缝、防震缝处柱应采用双柱及两条横向定位轴线，柱中心线均应自定位轴线向两侧各移600MM，两条横向定位轴线所需缝宽度ae应符合国家现行有关标准的规定。变形缝双柱处理双柱变形缝变形缝构造柱脚露天跨厂房扩建厂房扩建预留牛腿

3.4.2纵向定位轴线：

纵向定位轴线在柱身通过处是屋面大梁标志尺寸端部的位置，也是大型屋面板边缘的位置。1.外墙、边柱与纵向定位轴线的关系纵向定位轴线的标定与吊车桥架端头长度、桥架端头与上柱内缘的安全缝隙宽度以及上柱宽度有关。吊车跨度与厂房跨度的关系：

L-LK=2e式中：L——厂房跨度（m）

LK——吊车跨度（吊车轮距）（m）

e——轴线至吊车轨中心线的距离，一般取750mm，当吊车起重量＞50t或有构造要求时，可取1000，砖混结构当采用梁式吊车时取500mm

e=h+Cb

+B要求：安全缝隙要等于或大于允许的缝宽。即：

e-（B+h）≥CbCb——吊车端部外缘至上柱内缘的安全净空尺寸Q≤50t时，Cb

≥80mm；Q≥75t时，Cb≥100mm1）封闭式结合的纵向定位轴线轴线与外墙内缘及柱外缘重合，即：

ac=0,h=h0

这种标定法适用于无吊车或只设悬挂式吊车的厂房以及柱距为6M，吊车起重量≤20/5t的厂房。吊车起重量≤20/5t时，其参数为：

h=h0=400mm；B=260mm；Cb≥80mm；根据公式e-（B+h0）≥80mm即：750-（260+400）=90mm＞80mm

安全缝隙宽度大于允许的缝宽2）非封闭式结合的纵向定位轴线纵向定位轴线与柱外缘之间增设连系尺寸ac

即：h0=h-acac值应为300mm或其倍数；当墙体为砌体时，可采用50mm或其整数倍。这种标定法适用于柱距为6M，吊车起重≥30/5t的厂房。吊车起重量≥30/5t时，其参数为：

h=400mm；B=300mm；

Cb≥80mm；如仍采用第一种标定法，ac=0,h=h0

根据公式

e-（B+h0）≥80

即：750-（300+400）=50mm＜80mm安全缝宽小于允许的缝宽，不满足要求。因此应采用第二种标定法，即在轴线不动的情况下，把柱外缘自轴线向外推移一个ac值的距离，即h0=h-ac。如墙为砖砌体时，ac值取50mm，则