第6篇 第1章 单层工业建筑外墙及厂房大门、地面构造

2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造1第6篇工业建筑构造单层厂房构造包括屋面、天窗、外墙、侧窗、大门、地面、隔断、楼梯等。其中屋面、天窗、外墙、及门窗为学习的重点，在学习中应把握以下两点：掌握厂房各组成部分的作用和构造处理中的重点、难点。掌握厂房各组成部分的构造原理、构造层次和构造做法。工业建筑外墙构造工业建筑大门构造工业建筑地面构造第1章单层工业建筑外墙及厂房大门、地面构造2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造2单层厂房的外墙按其材料类别可分为砖墙、砌块墙、板材墙等；按其承重形式则可分为承重墙、自承重墙和框架墙等等。当厂房跨度及高度不大，没有或只有较小的起重运输设备时，一般可采用承重墙直接承担屋盖与起重运输设备等荷载。当厂房跨度及高度较大、起重运输设备较重时，通常由钢筋混凝土（或钢）排架柱来承担屋盖与起重运输设备等荷载，而外墙只承担自重，仅起围护作用，这种墙称为自承重墙。某些高大厂房的上部墙体及厂房高低跨交接处的墙体则用架空支承在排架柱上的墙梁（连系梁）来承托，这种墙称为框架墙。单层厂房外墙构造与民用建筑外墙构造有许多相似之处，在这里我们着重介绍其特殊的部分。1.1单层工业建筑外墙构造2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造3一、承重砖墙与砌块墙承重砖墙及砌块墙的高度一般不宜超过11m。为了增加其刚度、稳定性和承载能力，通常平均每隔4～6m间距应设置壁柱。当地基较弱或有较大振动荷载等不利因素时，还应根据结构需要在墙体中设置钢筋混凝土圈梁或钢筋砖圈梁。一般情况下，当无吊车厂房的承重砖墙厚度小于240mm，檐口标高为5～8m时，要在墙顶设置一道圈梁，超过8m时应在墙中间部位增设一道；当车间有吊车时，还应在吊车梁附近增设一道圈梁。承重山墙宜每隔4～6m左右设置抗风壁柱，屋面采用钢筋混凝土承重构件时，山墙上部沿屋面板应设置截面不小于240mm×240mm（在壁柱处宜局部放大）的钢筋混凝土卧梁，并须与屋面板妥善连结。承重砖墙与砌块墙的壁柱、转角墙及窗间墙均应经结构计算确定，并不宜小于规定构造尺寸。墙身防潮层应设置在相对标高为一0.05m处。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造4二、自承重砖墙与砌块墙自承重墙是单层厂房常用的外墙形式之一。适用于跨度、高度、风荷载和振动荷载较大的大中型厂房。可以由砖或其它砌块砌筑。砖墙承重厂房平面局部2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造51、墙和柱的相对位置及连结构造（l）墙和柱的相对位置：厂房外墙和柱的相对位置通常可以有四种构造方案。厂房外墙与柱的相对位置2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造6（2）墙和柱的连结构造：为使支承在基础梁上的承自重砖墙与排架柱保持一定的整体性与稳定性，防止由于风力及地震力等使墙倾倒，厂房外墙可用各种方式与柱子相连结。其中最简单常用的做法是采用钢筋拉结。这种连结方式属于柔性连结。它既保证了墙体不离开柱子，同时又使自承重墙的重量不传给柱子，从而维持墙与柱的相对整体关系。墙和柱的连结2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造7女儿墙与屋面的连结（3）女儿墙的拉结构造：女儿墙是墙体上部的外伸段，其厚度一般不小于240mm（南方地区也有的用180mm），其高度不仅应满足构造设计的需要，还要保护在屋面从事检修、清灰、擦洗天窗等工作人员的安全。因此在非地震区当厂房较高或屋坡较陡时，一般宜设置高度lm左右的女儿墙，或在厂房的檐口上设置相应高度的护栏。受设备振动影响较大的或地震区的厂房，其女儿墙的高度则不应超过500mm，并须用整浇的钢筋混凝土压顶板加固之。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造8（4）抗风柱的连结构造：厂房山墙比纵墙高，且墙面随跨度的增加而增大，故山墙承受的水平风荷载也较纵墙大。通常应设置钢筋混凝土抗风柱来保证自承重山墙的刚度和稳定性。抗风柱与山墙、屋面板与山墙之间也应采用钢筋拉结。抗风柱的下端插入基础杯口形成下部的嵌固端，在柱的上端通过一个特制的“弹簧”钢板与屋架相连结，使二者之间只传递水平力而不传递垂直力，既有连结而又互不改变各自的受力体系。山墙与抗风柱的连结2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造92、自承重砖墙的下部构造厂房基础一般较深，自承重砌体墙采用带形基础常不够经济，并会由于和排架柱基础沉降不一致而导致墙面开裂，所以通常把自承重墙砌筑在简支于柱子基础顶面的基础梁上。当基础埋深不大时，基础梁可直接搁置在柱基础的杯口顶面上；如果基础较深，可将基础梁设置在柱基础杯口的混凝土垫块上；当埋深更大时，也可设置在排架柱底部的小牛腿上。不论哪种布置形式，常要求基础梁顶面的标高低于室内地面50mm，并高于室外地面100mm。这样车间的室内外地面高差一般为150mm，以防止雨水流入车间。同时也便于在车间大门口设置坡道，并使基础梁上部受到保护。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造10自承重砖墙下部构造（a）基础梁设置在杯口上；（b）基础架设置在垫块上；（c）基础梁设置在小牛腿（或高杯基础的杯口）上2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造113、连系梁与圈梁的构造连系梁多采用预制装配式和装配整体式的，支承在排架柱外伸的牛腿上，并通过螺栓或焊接与柱子相连结。梁的截面形状一般为矩形和L形。梁的位置应尽可能与门窗过梁相一致，使一梁多用。连系梁的间距一般为4～6m。若在同一水平面上能交圈封闭时，也可视作圈梁。连系梁的构造（a）螺栓连结；（b）焊接连结2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造12自承重墙的圈梁设置要求与承重墙中的圈梁设置要求基本相同，可以现浇或采用预制装配式的。现浇圈梁一般是先在柱子上预留外伸的锚拉钢筋，当墙体砌至梁底标高时，支侧模、绑扎钢筋骨架并与锚筋连牢，然后浇灌混凝土，经养护后拆模即成。为了节省工期可采用两端留筋的预制装配式圈梁，吊装就位后把接头钢筋与柱上的预留锚拉钢筋共同连牢，再补浇混凝土便成为装配整体式的圈梁。圈梁的构造2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造13山墙圈梁布置山墙山墙抗风柱2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造14三、大型板材墙1、墙板的类型采用大型板材墙可成倍地提高工程效率，加快建设速度。同时它还具有良好的抗震性能。因此墙板将成为我国工业建筑广泛采用的外墙类型之一。墙板的类型很多，按其受力状况分有承重墙板和非承重墙板；按其保温性能分有保温墙板和非保温墙板；按所用材料分有钢筋混凝土、陶粒混凝土、加气混凝土、膨胀蛭石混凝土和矿渣混凝土等混凝土材料类墙板，以及用普通混凝土板、石棉水泥板及铝和不锈钢等金属薄板夹以矿棉毡、璃棉毡、泡沫塑料或各种蜂窝板等轻质保温材料构成的复合材料类墙板等；按其规格分有形状规整，大量应用的基本板、有形状特殊少量应用的异形板（如加长板、出尖板等）、有和墙板共同组成墙体的辅助构件（如墙梁、转角构件等）；按其在墙面的位置分有檐下板、一般板、女儿墙板和山尖板等等。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造152、墙板的布置墙板在墙面上的布置方式，最广泛采用的是横向布置，其次是混合布置，竖向布置采用较少。下面将以横向布置为主来讲解大型板材墙的构造。横向布置时板型少，以柱距为板长，板柱相连，可省去窗过梁和连系梁，板缝处理也较易，图（a）为有带窗板的横向布置，带窗板预先装好窗扇再吊装，故现场安装简便，但带窗板制作较复杂。（b）图为用通长带形窗的横向布置，采光好，无带窗板，但窗用钢材以及现场安装量均较多。（C）图为混合布置，板型较多，优点是立面处理较灵活。（d）图为竖向布置，构造复杂，须设墙梁固定墙板，优点是不受柱距限制，布置灵活。山墙墙身部位布置墙板方式与侧墙同，山尖部位则随屋顶外形可布置成台阶形、人字形、折线形等。台阶形山尖异形墙板少，但连接用钢较多，人字形则相反，折线形介于两者之间。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造16墙板布置(a)横向布置（有带窗板）；(b)横向布置（通长带形窗）；(c)混合布置；(d)竖向布置2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造17山墙山尖墙板布置2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造183．墙板连接（1）板柱连接（a）为螺栓挂钩柔性连接。其优点是安装时一般无焊接作业，维修换件也较容易，但是用钢量较多，暴露的零件较多，腐蚀性环境必须严加防护。b）为角钢挂钩柔性连接。其用钢量较螺栓的少，暴露的金属面较少，安装时上下板间有少许焊接作业，但必须严格保证预埋件的位置及板材安装位置，否则就不能实现挂得准、挂得快的优点。角钢挂钩的板材与厂房骨架间相对位移的独立性不及螺栓挂钩好，上下板之间也失去了独立位移条件。角钢挂钩连接一般可省去钢支托。刚性连接(c)就是将每块板材与柱子用型钢焊接在一起，无需另设钢支托，其突出的优点是连接件钢材少，但由于刚性连接失去了能相对位移的条件，并能传递振动或不均匀沉降引起的荷载，使墙板易产生裂缝等破坏，故刚性连接对不均匀沉降或振动大的地方较敏感。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造19墙板与柱连结示例2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造20（2）板缝处理因为墙板的结构变形、热工变形和干湿变形都将集中反映在墙板之间的缝隙上，所以板缝处理的好坏直接影响着墙板的使用质量。对板缝的处理首先要求是防水，并应考虑制作及安装方便，对保温墙板尚应注意满足保温要求。通常板缝宜优先选用“构造防水”，用砂浆勾缝。防水要求较高时可采用“构造防水”与“材料防水”相结合的方式。材料防水应合理选择嵌缝材料，如防水砂浆、油膏、胶泥、沥青麻丝等。水平缝宜选用高低缝、滴水平缝和肋朝外的平缝。对防水要求不严或雨水很少的地方也可采用最简单的平缝。较常用的垂直缝有直缝、喇叭缝、单腔缝、双腔缝等。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造21板缝构造2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造22四、轻质板材墙随着建材工业的不断发展，国内外单层厂房采用石棉水泥波瓦、镀锌铁皮波瓦、塑料墙板、铝合金板以及压型钢板等轻质板材建造的外墙在不断增加。它们的连接构造基本相同，现以石棉水泥波瓦墙和压型钢板墙为例简要分述如下：1、石棉水泥波瓦墙石棉水泥波瓦具有自重轻、造价低、施工简便的优点，并有一定的防火、绝缘和耐腐蚀性能，但它属于脆性材料，容易受到破坏。多用于一般不要求保温的中小型热加工车间、防爆车间和仓库建筑的外墙。对于高温高湿和有强烈振动的车间不宜采用。石棉水泥波瓦与厂房骨架的连接通常是通过连接件悬挂在连系梁上。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造23连系梁垂直方向的间距应与瓦长相适应，瓦缝上下搭接不小于100mm，左右搭接一个瓦垅，搭缝应与多雨季节主导风向相顺，勿使倒灌。为避免雨水冲蚀和碰撞损坏，墙的转角、大门洞口以及勒脚等部位可用砖或砌块砌筑。石棉水泥波瓦墙板连结构造2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造24镀锌铁板外墙构造2镀锌铁板外墙构造12020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造252、压型钢板墙压型钢板墙板是靠固定在柱上的水平墙梁固定的。墙梁与连系梁相似，但采用型钢（槽钢或角钢）制作。墙梁与柱的固结有预埋钢板焊接或螺栓联接两种。压型钢板与墙梁的连接，是在压型钢板上钻φ6.5mm的孔洞，然后用钩头螺栓固定在墙梁上，亦可采用木螺丝或拉铆钉固定。外墙转角和有伸缩缝处的细部构造见图。2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造26墙梁与柱的联接2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造27压型钢板上下的搭接2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造28压型钢板墙板转角和伸缩缝处理2020/1/21第1章单厂外墙及大门、地面构造29五、开敞式外墙南方炎热地区一些热加工车间（如炼钢等）和某些化工车间常采用开敞或半开敞式外墙，这种墙的主要作用是既便于通风又能防雨，故其外墙构造主要就是挡雨板的构造，常用的有：（l）石棉水泥波瓦挡雨板：特点是轻，（a）即其构造示例，该例中基本构件有：型钢支