房屋建筑构造与设计工业建筑概论

第9章工业建筑概论第9章工业建筑概论建筑构造9.1概论9.2单层厂房设计9.3单层厂房定位轴线的划分9.1概论建筑构造9.1.1工业建筑的特点(1)工业建筑要满足劳动者在工业生产中基本需求条件。(2)工业建筑因生产工艺不同，工业建筑的自身特征、结构形式、建筑材料都有各自的特点，如医药行业的厂房需要密闭、无污染的环境；钢铁制造行业的生产车间需要开敞、通风的环境等。9.1概论建筑构造9.1.1工业建筑的特点（3)工业建筑内部布置大量的机械设备(包括起重、运输、动力、能源和防护等方面的设备)，生产管道，还满足运输工具装载、堆卸、通行的要求。(4)当生产工艺发生变化时，或者生产规模变化时，工业建筑能满足这种变化的需求。因此工业建筑能够满足改建、扩建要求。(5)和民用建筑相比，工业建筑的生产性特征明显。9.1概论建筑构造9.1.2工业建筑的分类主要生产厂房辅助生产厂房动力设备用房存储用房运输设备用房其他用房按用途划分9.1概论建筑构造9.1.2工业建筑的分类图9-1果汁生产过程示意图9.1概论建筑构造9.1.2工业建筑的分类混合层次厂房单层厂房多层厂房123按层数划分9.1概论建筑构造9.1.2工业建筑的分类图9-2单层工业厂房9.1概论建筑构造9.1.2工业建筑的分类图9-2单层工业厂房9.1概论建筑构造9.1.2工业建筑的分类冷加工车间热加工车间恒温恒湿车间洁净车间其他特种状况车间按生产状况划分9.2单层厂房设计建筑构造9.2.1单层厂房设计的任务在工业建筑设计时，要考虑满足工业生产的需求，工业厂房的设计需满足生产工艺流程。进行设计时根据设计任务书和工艺设计人员提出的生产工艺资料，设计厂房的平面形状、柱网尺寸、剖面尺寸，综合考虑建筑形体的样式。合理选择结构方案和围护结构的类型，并进行细部构造设计。和建筑设计相似，在整个设计中，综合考虑建筑、结构、水、暖、电和通风等各工种的设计要求，正确贯彻“适用，安全，经济”的原则。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.2单层厂房设计的要求•满足生产工艺要求•满足建筑技术要求•满足建筑经济的要求•满足卫生及安全要求9.2单层厂房设计建筑构造9.2.3单层工业厂房的组成生产工段辅助工段行政办公生活用房库房部分9.2单层厂房设计建筑构造9.2.3单层工业厂房的组成•外墙•屋顶•地面•门窗•天窗•隔断•作业梯•检修梯•地沟•坡道承重结构维护结构其他结构•横向构件•纵向联系构件•屋架支撑柱间支撑9.2单层厂房设计建筑构造9.2.3单层工业厂房的组成图9-3单层工业厂房构件组成(一)1—牛腿柱；2—墙体；3—地面；4—吊车铁轨；5—吊车梁；6—屋架9.2单层厂房设计建筑构造9.2.3单层工业厂房的组成图9-4单层工业厂房构件组成(二)1—屋面板；2—梁式吊车；3—檩条9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计总平面对平面设计的影响(1)厂区人流、货流组织对平面设计的影响。生产过程中，根据生产工艺需要组织人流和货流。(2)地形的影响。地形对工业建筑的建设影响也比较大。(3)气象条件的影响。日照、风向和降雨等都对厂房的设置起到一定的作用。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计平面设计与生产工艺的关系(1)生产工艺对平面设计的影响。根据生产工艺，工业厂房平面布置的形式分为：直线式、平行布置、垂直布置。(2)生产状况的影响。不同性质的厂房在生产操作时会出现不同的生产状况。(3)生产设备的布置影响。设备的尺寸、数量及操作设备所需的工作面积等都影响厂房的平面布置。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计起重运输设备吊车单轨悬挂吊车梁式吊车桥式吊车其他9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计平面布置形式影响厂房的生产条件、交通运输、生产环境(采光、通风、日照)、建筑结构、施工及设备等合理性与经济性。影响厂房平面形式的因素包括生产规模大小、生产性质、生产特征、工艺流程布置、交通运输方式。平面形式有矩形、L形、∏形、III形、天井形和单元式平面等。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计柱网尺寸的确定扩大柱网12m柱距在工程中的两种方案扩大柱网的优势柱网选择9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计柱网选择图9-6单层厂房的柱网9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计生产辅助用室生产卫生室生活卫生室生活间行政办公室9.2单层厂房设计建筑构造9.2.4单层厂房的平面设计生活间的布置方式厂房内部式生活间独立式生活间毗连式生活间9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计剖面设计是从厂房的建筑空间处理上满足生产对厂房提出的要求。剖面设计应满足以下要求：满足生产所需要的空间；设置侧窗满足合理的采光要求；屋面排水要求和保温隔热要求；选择经理合理的方案。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计柱顶标高的确定1)无吊车厂房：按最大生产设备及其使用、安装、检修时所需的净空高度确定。同时必须考虑采光和通风的要求，一般不低于4m。柱顶标高应符合300mm。2)有吊车厂房：按能满足吊车工作运行时的需求。吊装货物时，交通工具、人流通行等在确保安全生产的条件下所需的空间尺寸。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计柱顶标高的确定3)有高差时厂房的处理：在采暖和不采暖的多跨厂房中，当高差值≤1.2m时，不设置高差，采用统一高度的柱构件等；在不采暖厂房，在高跨一侧仅有一个低跨，且高差值≤1.8m，宜不设高差。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计剖面空间的利用1)降低局部地面标高，可以减少厂房高度。2)设备正对屋架时，将设备移至两榀屋架间，利用了屋架之间的空间，可以减少厂房高度。3)将设备的上部的局部空间提高。4)当有严密的生产组织时，可利用人行走道进行起重运输，进而降低工程造价。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计室内低坪标高的确定1)山地建厂，平行于等高线方向布置，通过这种方式借助相对平缓的地势建造狭长的厂房，以降低建造厂房的经济成本。2)工艺允许条件下，将车间跨在不同标高的台阶上，满足工艺流程从高到低的生产要求。3)厂房内有两个以上地坪高度，确定主要地坪面标高为±0.000。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计天然采光的基本要求室内工作面上应有一定的光线，如果厂房内部采光不充足，光线阴暗，容易使工人产生视觉疲劳，影响工作效率和工作心理感受。光线的强弱是用照度来衡量的。照度表示单位面积上所接受的光通量的多少，单位为勒克斯(lx)。工业厂房中用采光系数衡量采光质量。室内工作面上某一点的照度与同时间露天场地上照度的百分比称为采光系数。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计侧面采光顶部采光顶部和侧面混合采光采光方式9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计采光天窗的形式有矩形、梯形、三角形、M形、锯齿形、横向天窗、平天窗。采光天窗的布置方式多为纵向布置和横向布置。纵向布置适用于朝向为南北向的厂房，采用矩形、M形、梯形。横向布置适用于朝向为东西向的厂房，多采用横向下沉式天窗，平天窗也可做成横向布置。另外还有点式和块状布置，一般采用平天窗。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计热压作用自然通风的基本原理风压作用9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计冷加工车间的自然通风使厂房纵向垂直于夏季主导风向或不小于45°倾角，并限制厂房宽度(50～60m)，在侧墙上设窗，在纵横贯通的端部或在横向贯通的侧墙上设置大门，以及减少市内隔墙，以利于自然通风，组织“穿堂风”。9.2单层厂房设计建筑构造9.2.5剖面设计热加工车间的自然通风热加工车间在生产时产生大量有害气体，室内的热源使室内外温差增大，热压值增大，从而增强了自然通风。在组织通风时，应合理布置进、排风口的位置，应尽可能增大上下排风口中心线距离，还要考虑热压作用和风压作用的相互影响。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造定位轴线的划分是在柱网布置的基础上进行的，有横向定位轴线、纵向定位轴线。根据我国标准厂房的构成，把平行于屋架设置方向的称为横向定位轴线，两根横向定位轴线之间的距离是柱距；把垂直于屋架设置方向的称为纵向定位轴线，两个纵向定位轴线之间距离是跨度。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造图9-7两跨厂房平面柱网9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.1横向定位轴线中间柱与横向定位轴线的联系中间柱的横向定位轴线与柱的中心线重合，横向定位轴线之间的距离即是柱距，屋架(或屋面板)支撑在柱子的中心线上，一般情况下也就是屋面板、吊车梁长度方向的标志尺寸。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.1横向定位轴线横向伸缩缝、防震缝与定位轴线的联系变形缝处的柱子采用双柱、双屋架可使结构和建筑构造简单。为保证变形缝宽度，变形缝处应设两条横向定位轴线，考虑模数要求及施工要求，两柱的中心线应从定位轴线向缝两侧各移600mm。两条定位轴线间的插入距离A等于变形缝的宽度。两定位轴线与相邻横向定位轴线距离保持柱距不变。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.1横向定位轴线山墙处与横向定位轴线的联系山墙为非承重墙时，横向定位轴线与山墙内缘重合。端部柱的中心线从横向定位轴线内移600mm。抗风柱的柱距采用15M数列，如4500mm、6000mm、7500mm等，尽量与柱距相同，减少构件类型。抗风柱通常采用6000mm，使联系梁、基础梁等构件可以通用。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.2纵向定位轴线外墙、边列柱与纵向定位轴线的联系厂房设计中，要考虑吊车、屋架、屋面板的规格，这些构件都采用工业化的生产，在厂房中应使吊车，屋架之间满足下述关系。L=Lk+2e9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.2纵向定位轴线e——纵向定位轴线至吊车轨道中心线的距离，一般为750mm。当吊车为重级工作制时，需设安全走道板。吊车起重量大于50t时，可采用1000mm。e=h+K+B9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.2纵向定位轴线边柱外缘与纵向定位轴线有以下两种情况。(1)封闭式结合：定位轴线与柱外缘(墙内缘)重合。封闭式结合的屋面板可以采用标准版，无需非标准构件。(2)非封闭式结合：柱外缘(墙内缘)向外偏离纵向定位轴线。使屋面板和墙内缘不能封闭结合，需要采用非标准构件。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.2纵向定位轴线中柱与纵向定位轴线的联系(1)平行等高跨时，设置单柱和一条定位轴线、柱中心线定位轴线相重合。上柱截面高度h一般为600mm。(2)等高跨两侧，一侧吊车起重量Q≥30t，厂房柱距6m，或因构造要求等原因，纵向定位轴线采用非封闭式才能满足吊车安全运行的要求时，中柱仍可采用单柱，设两条定位轴线，插入距A采用3M数列，柱中心线与插入距中心重合。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.2纵向定位轴线中柱与纵向定位轴线的联系(3)平行不等高跨时采用单柱时，高跨上柱外缘与纵向定位轴线重合，采用封闭式结合。上柱外缘与纵向定位轴线不能重合时，设非封闭结合，轴线与上柱外缘之间的距离为联系尺寸D。高低跨均为封闭结合，两定位轴线之间没有封墙，插入距等于墙厚。高跨为非封闭结合，高跨上柱外缘，低跨屋架端部之间设有封墙时，插入距等于墙厚加联系尺寸。9.3单层厂房定位轴线的划分建筑构造9.3.2纵向定位轴线纵横跨连接处柱与定位轴线的联系当纵跨山墙比横跨的侧墙低，长度小于或等于侧墙，横跨又为封闭结合轴线时，则可采用双柱单墙。两轴线之间的插入距等于横跨侧墙厚加变形缝宽度。当横跨为非封闭结合时，仍采用单墙处理。插入距等于横跨侧墙厚度、变形缝宽度、非闭合的联系尺寸D。当墙体不是砌体而是墙板时，为满足安装工作面所需的尺寸，可增大变形缝宽度C值。