房屋建筑构造 课件 第九章 工业建筑概述

房屋建筑构造第3版第章第章九

工业建筑概述1目录Contents工业建筑的特点与分类1234单层工业厂房的结构组成和类型厂房内部的起重运输设备单层厂房的定位轴线知识目标：1.掌握单层工业厂房结构组成和类型。2.掌握单层厂房定位方法。3.了解工业建筑的特点与分类4.了解厂房内部的起重运输设备。能力目标：1.能准确描述单层工业厂房结构组成。2.能对工业建筑进行准确分类。3.能准确指出图样中单层厂房定位轴线的错误。工业建筑的特点与分类

1工业建筑的特点与分类1工业建筑是为工业生产需要而建造的各种不同用途的建筑物和构筑物的总称，其中，生产用的建筑物通常称为工业厂房。工业建筑和民用建筑具有许多共性，但由于工业建筑是为工业生产服务的，所以生产工艺将直接影响到建筑平面布局、建筑结构、建筑构造、施工工艺等，这与民用建筑又有很大差别。工业建筑的特点与分类1一、工业建筑的特点及设计要求（1）

厂房要满足生产工艺流程的要求因为每一种工业产品的生产都有一定的生产程序，这种程序称之为生产工艺流程，生产工艺流程的要求将决定着厂房平面布置和形式。（2）厂房要求有较大的内部空间许多工业产品的体积、质量都很大，由于生产的要求，往往需要配备大、中型的生产机器设备和起重运输设备（起重机）等，因此应有较大的内部空间。（3）

厂房要有良好的通风和采光有的厂房在生产过程中会产生大量的余热、烟尘、有害气体、有侵蚀性的液体以及产生噪声等，这就要求厂房内应有良好的通风设施并能满足采光要求。工业建筑的特点与分类1（4）满足特殊方面的要求有的厂房为保证正常生产，要求保持一定的温度、湿度或要求防尘、防振、防爆、防菌、防放射线等，设计时应采取相应的特殊技术措施来满足其要求。（5）厂房内通常会有各种工程技术管网如上下水、热力、压缩空气、煤气、氧气和电力供应管道等，构造上应予以考虑。（6）厂房内常有各种运输车辆通行生产过程中有大量的原料、加工零件、半成品、成品、废料等需要用蓄电池车、汽车或火车进行运输，所以厂房设计时应解决好运输工具的通行问题。工业建筑的特点与分类1二、工业建筑的分类（1）主要生产厂房用于产品从原料到成品的整个加工、装配过程的厂房。例如机械制造厂的铸造车间、热处理车间、机械加工车间和机械装配车间等。（2）辅助生产厂房为主要生产车间服务的各类厂房。如机械制造厂的机械修理车间、电动机修理车间、工具车间等。1.按厂房的用途分工业建筑的特点与分类1（3）动力用厂房为全厂提供能源的各类厂房。如发电站、变电所、锅炉房、煤气站、乙炔站、氧气站和压缩空气站等。（4）储藏用建筑储藏各种原材料、半成品、成品的仓库。如机械制造厂的金属材料库、油料库、辅助材料库、半成品库及成品库等。（5）运输用建筑用于停放、检修各种交通运输工具用的房屋。如机车库、汽车库、蓄电池车库、起重车库、消防车库和站场用房等。（6）其他不属于上述五类用途的建筑，如污水处理建筑等。工业建筑的特点与分类1（1）单层厂房是指层数仅为一层的工业厂房。多用于机械制造工业、冶金工业和其他重工业等，如图9-1所示。2.按层数分图9-1单层厂房工业建筑的特点与分类1（2）多层厂房指层数在二层以上，一般为二～五层。多用于精密仪表、电子、食品、服装加工工业等，如图9-2所示。图9-2多层厂房工业建筑的特点与分类1（3）混合层数厂房指同一厂房内既有单层又有多层的厂房，多用于化学工业、热电站等，如图9-3所示。图9-3混合层数厂房工业建筑的特点与分类1（1）热加工车间指在高温状态下进行生产的车间。如铸造、炼钢、轧钢等车间。（2）冷加工车间指在正常温度、湿度条件下进行生产的车间。如机械加工、机械装配、工具、机修等车间。（3）恒温恒湿车间指在恒定的温度、湿度条件下进行生产的车间。如纺织车间、精密仪器车间、酿造车间等。（4）洁净车间指在无尘、无菌、无污染的高度洁净状况下进行生产的车间。如集成电路车间、医药工业中的粉针剂车间等。（5）其他特种状况的车间如生产过程中会产生大量腐蚀性物质、放射性物质、噪声、电磁波等的车间。3.按生产状况分单层工业厂房的结构组成和类型

2单层工业厂房的结构组成和类型2

一、单层厂房结构组成

在厂房建筑中，支承各种荷载作用的构件所组成的骨架通常称为结构。目前我国单层工业厂房一般采用的是装配式钢筋混凝土排架结构，如图9-4所示。其主要构件有：（1）基础基础承受柱和基础梁传来的全部荷载，并将荷载传给地基。图9-4单层厂房的结构组成单层工业厂房的结构组成和类型2

（2）柱柱是厂房结构的主要承重构件，承受屋架、吊车梁、支撑、连系梁和外墙传来的荷载，并把它传给基础。（3）屋架（屋面梁）屋架是屋盖结构的主要承重构件，承受屋盖及天窗上的全部荷载，并将荷载传给柱子。（4）吊车梁吊车梁承受起重机自重和起重的重力及运行中所有的荷载（包括起重机起动或刹车产生的横向、纵向冲击力），并将其传给排架柱。（5）基础梁基础梁承受上部墙体重力，并把它传给基础。（6）连系梁连系梁是厂房纵向柱列的水平连系构件，用以增加厂房的纵向刚度，当设在墙内时，承受上部墙体的荷载，并将荷载传给纵向柱列。单层工业厂房的结构组成和类型2（7）支撑系统构件支撑系统构件的作用是加强厂房的空间整体刚度和稳定性，它主要传递水平荷载和起重机产生的水平刹车力。（8）屋面板屋面板直接承受板上的各类荷载（包括屋面板自重、屋面覆盖材料、雪、积灰及施工检修等荷载），并将荷载传给屋架。（9）天窗架天窗架承受天窗上的所有荷载并把它传给屋架或屋面梁。（10）抗风柱抗风柱同山墙一起承受风荷载，并把荷载中的一部分传到厂房纵向柱列上去，另一部分直接传给基础。（11）外墙厂房的大部分荷载由排架结构承担，因此，外墙是自承重构件，主要起防风、防雨、保温、隔热、遮阳、防火等作用。单层厂房的结构组成单层工业厂房的结构组成和类型2（12）窗与门窗与门供采光、通风、围护、分隔和交通联系及疏散。（13）地面地面应满足生产使用及运输要求等。二、单层厂房结构类型单层厂房按结构类型分，主要有排架结构和刚架结构两种。排架结构是由柱子、基础、屋架（屋面梁）构成的一种骨架体系。它的基本特点是把屋架看成一个刚度很大的横梁，屋架（屋面梁）与柱子的连接为铰接，柱子与基础的连接为刚接，如图9-5所示。依其所用材料不同分为钢筋混凝土排架结构、钢筋混凝土柱和钢屋架组成的排架结构和砖排架结构。图9-5排架结构单层厂房的结构组成单层工业厂房的结构组成和类型2刚架结构是将屋架（屋面梁）与柱子合并成为一个构件，柱子与屋架（屋面梁）连接处为整体刚性节点，柱子与基础的连接为铰接节点，如图9-6所示。常用的有门式刚架和钢框架刚架。图9-6刚架结构厂房内部的起重运输设备

3单层厂房的结构组成厂房内部的起重运输设备3单层工业厂房内需要安装各种类型的起重运输设备，以便装卸各种原材料或搬运各种零部件。常用的起重运输设备有以下三种。一、悬挂式单轨起重机悬挂式单轨起重机由电动葫芦和工字钢轨两部分组成。工字钢轨可以悬挂在屋架（或屋面梁）下弦。轨上设有可水平移动的滑轮组（即电动葫芦），起重量一般为1～5t，如图9-7所示。图9-7单轨悬挂起重机单层厂房的结构组成厂房内部的起重运输设备3二、单梁电动起重机单梁电动起重机由电动葫芦和梁架组成。梁架悬挂在屋架下或支承在吊车梁上，工字钢轨固定在梁架上，电动葫芦悬挂在工字钢轨上。梁架沿厂房纵向移动，电动葫芦沿厂房横向移动，起重量一般为0.5～5t，如图9-8所示。

图9-8单梁式起重机ａ）、ｂ）悬挂式单梁起重机平、剖面图及安装尺寸ｃ）、ｄ）支承式单梁起重机平、剖面图及安装尺寸单层厂房的结构组成厂房内部的起重运输设备3三、桥式起重机桥式起重机由桥架和起重小车组成，桥架支承在吊车梁上，并可沿厂房纵向移动，桥架上设支承小车，小车能沿桥架横向移动，起重量为5～350t，如图9-9所示

图9-9桥式起重机ａ）平、剖面图ｂ）安装尺寸单层厂房的结构组成厂房内部的起重运输设备3桥式起重机根据开动时间与全部生产时间的比值，分为轻级、中级、重级工作制，用JC来表示。1）轻级工作制———15％（以JC15％表示）。2）中级工作制———25％（以JC25％表示）。3）重级工作制———40％（以JC40％表示）。单层厂房的定位轴线

4单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4定位轴线是确定厂房主要构件的位置及其标志尺寸的基线，也是设备定位、安装及厂房施工放线的依据，本节简要介绍横向排架结构单层厂房定位轴线的有关内容。一、柱网尺寸厂房的定位轴线分为横向定位轴线和纵向定位轴线两种。通常把与横向排架平面平行的轴线称为横向定位轴线；与横向排架平面垂直的轴线称为纵向定位轴线。纵、横向定位轴线在平面上形成的有规律的网格称为柱网，如图9-10所示。图9-10单层厂房定位轴线单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线41.跨度两纵向定位轴线间的距离称为跨度。单层厂房的跨度在18m及18m以下时，取30M数列，如9m、12m、15m、18m；在18m以上时，取60M数列，如24m、30m、36m等。2.柱距两横向定位轴线的距离称为柱距。单层厂房的柱距应采用60M数列，如6m、12m，一般情况下均采用6m。抗风柱柱距宜采用15M数列，如4.5m、6m、7.5m。单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4二、定位轴线的确定1）除了靠山墙的端部柱和横向变形缝两侧柱外，厂房纵向柱列中的中间柱的中心线应与横向定位轴线相重合，如图9-11所示。图9-11中间柱与横向定位轴线的联系（一）横向定位轴线单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线42）山墙为非承重墙时，墙内缘与横向定位轴线相重合，且端部柱应自横向定位轴线向内移600mm，如图9-12所示。图9-12非承重山墙与横向定位轴线的联系单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线43）在横向伸缩缝或防震缝处，应采用双柱及两条定位轴线，且柱的中心线均应自定位图9-13变形缝处柱与横向定位轴线的联系轴线向两侧各移600mm，如图9-13所示。两定位轴线的距离叫插入距，用a

i表示，一般等于变形缝宽度a

e。图9-13变形缝处柱与横向定位轴线的联系单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4（1）封闭结合当结构所需的上柱截面高度h、起重机桥架端头长度B及起重机安全运行时所需桥架端头与上柱内缘的间隙Cb三者之和小于起重机轨道中心线至厂房纵向定位轴线间的距离e（一般为750mm），即h＋B＋C

b≤e时，边柱外缘、墙内缘宜与纵向定位轴线相重合，此时屋架端部与墙内缘也重合，形成封闭结合的构造，如图9-14所示。图9-14边柱与纵向定位轴线定位中的封闭结合1.边柱与纵向定位轴线的关系（二）纵向定位轴线单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4（2）非封闭结合当h＋B＋C

b

＞e时，若继续采用封闭结合的定位办法，便不能满足吊车安全运行所需间隙要求。因此需将边柱的外缘从纵向定位轴线向外移出一定尺寸a

c

，这个尺寸a

c称为联系尺寸。由于纵向定位轴线与柱子边缘间有联系尺寸，上部屋面板与外墙之间便出现空隙，因此这种情况称为非封闭结合，如图9-15所示。图9-15边柱与纵向定位轴线的定位中的非封闭结合单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4（1）等高厂房中柱设单柱时的定位双跨及多跨厂房中如没有纵向变形缝，宜设置单柱和一条纵向定位轴线，且上柱的中心线与纵向定位轴线相重合，如图9-16a所示。当相邻跨内的桥式起重机起重量较大时，设两条定位轴线，两轴线间距离（插入距）用a

i表示，此时上柱中心线与插入距中心线相重合，如图9-16b所示。图9-16等高跨中柱采用单柱时的纵向定位轴线2.中柱与纵向定位轴线的关系单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4（2）等高厂房中柱设双柱时的定位若厂房需设置纵向防震缝时，应采用双柱及两条定位轴线，此时的插入距a

i

与相邻两跨起重机起重量大小有关。若相邻两跨起重机起重量不大，其插入距a

i

等于防震缝宽度a

e

，即ai＝a

e，如图9-17a所示，若相邻两跨中，一跨起重机起重量大，必须在该跨设联系尺寸a

c，此时插入距ai＝a

e＋a

c

，如图9-17b所示；若相邻两跨起重机起重量都大，两跨都需设联系尺寸a

c

，此时插入距a

i＝a

c＋a

e＋a

c，如图9-17c所示。图9-17等高跨中柱采用双柱时的纵向定位轴线单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4（3）不等高跨中柱设单柱时的定位不等高跨不设纵向伸缩缝时，一般采用单柱，若高跨内起重机起重量不大时，根据封墙底面的高低，可以有两种情况。如封墙底面高于低跨屋面，宜采用一条纵向定位轴线，且纵向定位轴线与高跨上柱外缘、封墙内缘及低跨屋架标志尺寸端部相重合，如图9-18a所示。若封墙底面低于低跨屋面时，应采用两条纵向定位轴线，且插入距a

i等于封墙厚度t，即a

i＝t，如图9-18b所示。图9-18高低跨处单柱与纵向定位轴线的关系单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4当高跨起重机起重量大时，高跨中需设联系尺寸a

c，此时定位轴线也有两种情况。若封墙底面高于低跨屋面，a

i＝a

c，如图9-18c所示；若封墙底面低于低跨屋面，ai＝a

c＋t，如图9-18d所示。（4）不等高跨中柱设双柱时的定位当不等高跨高差或荷载相差悬殊需设沉降缝时，此时只能采用双柱及两条定位轴线，其插入距a

i分别与起重机起重量大小、封墙高低有关。单层厂房的结构组成单层厂房的定位轴线4若高跨起重机起重量不大，封墙底面高于低跨屋面，插入距ai等于沉降缝宽度a

e，即a

i＝a

e，如图9-19a所示；封墙底面低于低跨屋面时，插入距ai等于沉降缝宽度a

e

加上