工业建筑概论学习目标

10工业建筑概论学习目标1.了解工业建筑类型、组成。2.掌握单层工业厂房的平面布置、剖面布置。3.了解运输起重设备,熟悉桥式吊车相应参数。4.掌握厂房的定位轴线的布置。10工业建筑概论学习重点1.单层工业厂房的类型、组成。2.单层工业厂房的平面布置、剖面布置。3.单层工业厂房的定位轴线的布置。10工业建筑概论10.1概论10.2单层厂房设计10.3单层厂房定位轴线的划分10.1概论10.1.1工业建筑的特点10.1.2工业建筑的分类10.1.3单层厂房的结构组成10.1.1工业建筑的特点1、满足生产工艺的要求2、厂房内部有较大的面积和空间3、多采用大型的承重骨架结构4、结构、构造复杂，技术要求高，满足采光通风、生产性质、管线布置、交通运输等要求。10.1.2工业建筑的分类（一）按厂房用途分主要生产厂房、辅助生产厂房、动力用厂房、储藏用库房、运输工具用库房（二）按厂房生产状况分冷加工厂房、热加工厂房、恒温恒湿厂房、有侵蚀性介质作用的车间、洁净厂房（三）按厂房层数分单层厂房、多层厂房、混合层的厂房10.1.3单层厂房的结构组成10.1.3.1承重结构10.1.3.2围护结构：单层厂房的外围护结构包括外墙、屋顶、地面、门窗、天窗、地沟、散水、坡道、消防梯、吊车梯等。10.1.3.3厂房内部的起重运输设备10.1.3.1承重结构1、横向排架由基础、柱、屋架组成，主要是承受厂房的各种荷载。2、纵向连系构件由吊车梁、圈梁、连系梁、基础梁等组成，与横向排架构成骨架，保证厂房的整体性和稳定性；纵向构件主要承受作用在山墙上的风荷载及吊车纵向制动力，并将这些力传递给柱子。3、支撑系统构件支撑构件设置在屋架之间的称为屋架支撑；设置在纵向柱列之间的称为柱间支撑系统，支撑构件主要传递水平风荷载及吊车产生的水平荷载，起保证厂房空间刚度和稳定性的作用。10.1.3.3厂房内部的起重运输设备1、单轨悬挂式吊车：按操纵方法有手动及电动两种。吊车由运行部分和起升部分组成。单轨悬挂式吊车适用于小型起重量的车间，一般起重量为1～2t。2、梁式吊车：亦分手动及电动的两种，手动的多用于工作不甚繁忙的场合或检修设备之用。梁式吊车由起重行车和支承行车的横梁组成。吊车轨道可悬挂在屋架下弦上或支承在吊车梁上，后者通过牛腿等支承在柱子上。确定厂房高度时，应考虑该吊车净空高度的影响，结构设计时应考虑吊车荷载的影响。10.1.3.3厂房内部的起重运输设备3、桥式吊车(图10-1)由桥架和起重小车两大部分组成。桥架由两榀钢桁架或钢梁制作，支承在吊车梁的轨道上，沿厂房纵向运行；起重小车支承在桥架上，沿厂房横向运行。桥式吊车跨度用LK表示(即桥架车轮间距离)，厂房跨度用L表示，LK＝L-2e，e表示吊车轨道中心线与纵向定位轴线之间的距离，常采用750mm。吊车有单钩、双(或主、副)钩之分，Q＝5t，表示单钩吊车；Q＝20t／5t，表示主钩起重量为20t，副钩起重量为5t。还有软钩、硬钩之分，软钩为钢丝绳栓挂钩；硬钩为铁臂支承的钳、槽等。图10-1桥式吊车(a)桥式吊车立面图(b)桥式吊车平面图10.2单层厂房设计10.2.1单层厂房平面设计10.2.2单层厂房剖面设计10.2.1单层厂房平面设计10.2.1.1生产工艺与单层厂房平面设计的关系10.2.1.2厂房的平面形式及特点10.2.1.3柱网选择10.2.1.4车间平面设计与总图的关系10.2.1.5生活间设计10.2.1.1生产工艺与单层厂房平面设计的关系一、平面设计的内容：1、根据厂房的生产工艺和工艺平面图以及厂房和总平面图的关系，选择合理的平面形式、方位和大小，使之符合生产的要求。2、选择适用、经济、合理的柱网、结构型式与构造做法，满足模数要求，工业化水平。3、合理布置厂房通道、门窗、有害工段、辅助工段及生活间，使交通运输方便，生活设施完善。工艺平面图的基础上进行厂房的建筑平面设计。二、民用建筑的平面设计主要是由建筑设计人员完成，而厂房的平面设计是先由工艺设计人员进行工艺平面设计，建筑设计人员在生产10.2.1.2厂房的平面形式及特点影响厂房平面形式的主要因素有：1、厂房生产工艺流程、生产特征、生产规模；2、厂房内部交通及运输；3、厂房在总平面图上的位置以及和其它厂房的关系；4、厂房所在的地形特点、地区气象条件；5、厂房结构类型与经济技术条件常用生产工艺流线形式：直线式、往复式、垂直式。单层厂房的平面形式：矩形平面、方形平面、L形Ⅱ形和山形平面（适用于中型以上的热加工厂房10.2.1.3柱网选择一、基本概念：柱网：厂房承重柱在平面中排列所形成的网格。（图10-2）定位轴线：确定建筑物主要构件位置及标志尺寸的基准线。纵向定位轴线：平行于厂房长度方向的定位轴线。横向定位轴线：垂直于厂房长度方向的定位轴线。跨度：纵向定位轴线间距。柱距：横向定位轴线间距。二、确定柱网的原则图10-2单层厂房平面柱网布置示意二、确定柱网的原则确定柱网尺寸即确定柱距和跨度。（一）满足生产工艺（二）平面和结构经济合理（三）符合《厂房建筑模数协调标准》厂房跨度在18m和18m以下时，采用30M数列；厂房跨度在18m以上时，采用60M数列；柱距采用60M数列，抗风柱采用15M数列（四）提高厂房的通用性和合理性10.2.1.4车间平面设计与总图的关系一、人、物流组织的影响相关厂房的运输干道应联系方便，出入口的数量和大小要满足材料和成品的运输要求；人流路线应考虑与主干道的联系，方便上下班，避免与货流干扰。二、地形的影响厂房应尽量适应地形，以减少土方工程量，加快施工进度，节约造价。坡度地形对一些自上而下布置的生产工艺流程有利。三、气候的影响炎热地区主要解决防暑降温问题，厂房长轴应与夏季主导风向垂直或大于45°；寒冷地区，厂房主要考虑保温节能，厂房长轴平行于冬季主导风向。10.2.1.5生活间设计一、生活间的组成：生产卫生用房、生活卫生及福利用房、行政办公用房、生产辅助用房。生产和生活卫生用房要遵照《工业企业设计卫生标准》的要求设置。二、生活间的位置：主要应考虑有利生产，方便使用。一般尽量布置在车间主要入口处，与各生产工段、生产辅助用房之间联系方便，采取一定的隔离措施。三、生活间的布置三、生活间的布置（一）毗连式生活间优点：占地面积小，与厂房联系方便，可节约围护结构材料，省面积，利于保温。毗连山墙时，运输及通行障碍较少，不影响通风采光；毗连纵墙时，对厂房采光通风有一定影响。（二）独立式生活间特点：平面布置灵活，对车间通风采光无影响，不受车间干扰常用于南方地区或散发大量余热的厂房，缺点是占地多，与车间联系不够方便。（三）内部生活间：使用方便，经济合理，占地面积少。10.2.2单层厂房剖面设计10.2.2.1生产工艺对剖面设计的影响10.2.2.2厂房高度的确定10.2.2.3室内外地坪标高10.2.2.4采光方式10.2.2.5采光天窗的选择10.2.2.6自然通风与通风天窗10.2.2.7屋面排水对剖面的影响10.2.2.1生产工艺对剖面设计的影响生产工艺不仅影响厂房平面形式，也影响着厂房的剖面形式。生产设备体形、工艺流程、生产特点、加工件的大小和重量以及垂直起重运输工具的种类和起重量等都直接影响厂房的剖面形式。图10-3是20t转炉厂房的剖面图。由于生产工艺流程和各跨的生产设备不同，各跨的高低错落较大。图10-3某20t氧气顶吹转炉厂房剖面1-炉子跨；2-原料跨；3-铸锭跨；4-精整跨10.2.2.2厂房高度的确定单层厂房的高度是指厂房室内地坪到屋顶承重结构下表面之间的距离。1、无吊车厂房的柱顶标高：通常指最大生产设备及其使用、安装、检修时所需的净空高度。一般不低于3.10m，以保证室内最小空间，以及满足采光、通风的要求，柱顶高度应符合300mm的整倍数，若为砖石结构承重，柱顶高度应为100mm的倍数。2、有吊车厂房的柱顶标高由以下七项组成(见图10-4)：柱顶标高：H=H1+H2轨顶标高：H1=h1+h2+h3+h4+h5轨顶至柱顶高度：H2=h6+h7图10-4厂房高度的组成10.2.2.3室内外地坪标高单层厂房室内地坪的标高，由厂区总平面设计确定，其相对标高定为±0.000。一般单层厂房室内外需设置一定的高差，以防止雨水浸入室内，同时为便于汽车等运输工具通行，室内外高差宜小，一般取100~150mm。应在大门处设置坡道，其坡度不宜过大。当厂房内地坪有两个以上不同的地坪面时，主要地坪面的标高为±0.000。10.2.2.4采光方式1、侧面采光2、顶部采光：在屋顶处设置天窗。顶部采光容易使室内获得较均匀的照度，采光率比侧窗高，但其构造复杂、造价较高。3、混合采光：当厂房很宽，侧窗采光不能满足整个厂房的采光要求时，则须在屋顶上开设天窗，采用混合采光方式。其特点是可以充分发挥侧窗采光和天窗采光的优点，采光效率高。1、侧面采光侧面采光分单侧采光和双侧采光两种。当房间很窄可利用单侧采光。单侧采光的有效进深(当生产为中等精细程度)约为侧窗口上沿至工作面高度H的2.0倍，即B=2.0H。如房间进深更大，超越单侧采光所能解决的范围时，就要辅以人工照明或用双侧采光。在有桥式吊车的厂房中，常将侧窗分上下两段布置，下段高度大一些，上段高度小一些，．上段称之为高侧窗，下段称之为低侧窗。高侧窗投光远，光线均匀，能提高远窗点的采光效果；低侧窗投光近，对近窗点采光有利。高低侧窗结合布置，不仅是结构构件位置所分隔，而且也是充分利用了各自特点，解决较高较宽厂房采光问题。在设计中，只要工艺条件合适，应尽量利用高低侧窗结合布置方式解决多跨厂房的采光问题。1、侧面采光为方便工作(如检修吊车轨等)和不使吊车粱遮挡光线，高侧窗下沿距吊车梁顶面不应太高和过低，一般取600mm左右为宜。低侧窗下沿(窗台)般应略高于工作面的高度，工作面高一般取1.0m左右。10.2.2.5采光天窗的选择1、矩形天窗2、锯齿形天窗3、横向下沉式天窗4、平天窗5、折板屋顶和壳体屋顶采光天窗的布置1、矩形天窗是沿厂房纵向升起局部屋面，在高、低屋面的垂直面上开设采光窗而形成。这种天窗，当窗扇朝向南北时，室内光线均匀，直射光较少。由于玻璃面是垂直的，受污染程度小，易于防水。窗可开启，有一定的通风作用。目前在实际工作中采用的较多。矩形天窗的缺点是增加了厂房的体积和屋顶承重结构的集中荷载，屋顶结构复杂，造价高，抗震性能不好。合适的天窗宽度为1/2～1/3厂房跨度。两天窗的边缘距离z应大于相邻天窗高度和的1.5倍，即l≻1.5h1+h2，如图10-5所示。图10-5矩形天窗宽度与跨度的关系2、锯齿形天窗将厂房屋盖做成锯齿形，在两齿之间的垂直面上设采光窗而形成。这种天窗可利用倾斜的天棚反射光线以增加室内的照度，因此，采光效率比矩形天窗高。窗开启时，能兼起通风的作用。天窗窗口常采用北向或接近北向，阳光不会直射入室内，室内光线均匀稳定。锯齿形天窗多适用于要求光线稳定和需要调节温湿度的厂房，如纺织厂、印染厂、精密仪器制造车间等。3、横向下沉式天窗将相邻柱距的屋面板上下交错布置在屋架的上下弦上，通过屋面板位置的高差作采光口形成。这种天窗的特点是可根据使用要求每隔一个或几个柱距灵活布置，采光效率与纵向矩形天窗相近，但造价较矩形天窗低；当厂房为东西向时，横向下沉式天窗为南北向，朝向好，有利于采光和通风，多适用于朝向为东西向的冷加工车间；还有它的排气路线短捷，可开设较大面积的通风口，因此，也适用于要求通风量大的热加工车间。但是窗扇形式受屋架限制，构造复杂，厂房纵向刚度差。4、平天窗在屋面板上直接设置采光口而形成。这种天窗的特点是由于它的玻璃接近水平而采光效率最高，而且构造简单，布置灵活（可以成点、成块或成带、片布置），施工方便，造价低（约为矩形天窗的1/3~1/4）。但直射光多易产生眩光，窗户一般不开启，起不到通风作用；在寒冷地区玻璃由于热