第14章工業(yè)建筑設計

房屋建筑學第14章第14章

單層工業(yè)廠房構造

第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇第3節(jié)廠房的剖面形式

第4節(jié)

單層廠房的定位軸線標志

第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

一、單層工業(yè)建筑的結構類型（一）磚混結構（二）排架結構（三）剛架結構（四）其他結構（一）磚混結構只能適合于跨度較小、高度較小、無吊車或吊車噸位較小、地震烈度較低的單層廠房。第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（二）排架結構

有鋼筋混凝土排架及鋼排架兩種。橫向排架組成——基礎、柱、屋架（或屋面大梁）縱向連系構件組成——基礎梁、連系梁、圈梁、吊車梁。排架結構主要適用于跨度、高度、吊車荷載較大的及地震烈度較高的廠房建筑。第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（三）剛架結構門式剛架構架類型少，制作簡單，比較經(jīng)濟，室內(nèi)空間寬敞、整潔。適用于高度不超過10m、跨度不超過18m的紡織、印染等廠房。第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（四）其他結構現(xiàn)在越來越多采用鋼結構或輕鋼屋蓋結構的廠房。受力合理，能充分發(fā)揮材料的力學性能；空間剛度大；抗震性好。第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

二、單層工業(yè)建筑構件組成單層工業(yè)建筑的結構支承方式分為承重墻支承及骨架支承兩種。

1、承重墻支承建筑跨度、高度、吊車噸位較小時采用

2、骨架支承建筑跨度、高度、吊車噸位較大時采用第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

二、單層工業(yè)建筑構件組成（一）屋蓋結構（二）柱（三）吊車梁（四）基礎（五）外墻圍護系統(tǒng)（六）支撐系統(tǒng)第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（一）屋蓋結構

1、作用起圍護及承重的作用。

2、組成（1）圍護構件屋面板、檁條、瓦（2）承重構件屋架、屋面大梁、天窗架、托架第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

屋面板

——直接承受板上的各種荷載，并將荷載傳給屋架天窗架——承受天窗屋面上的所有荷載并將荷載傳給屋架或屋面大梁。屋架（或屋面大梁）

——是屋蓋結構中主要的承重構件。第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

屋蓋結構的主要組成構件第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

屋架類型第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（二）柱

1、排架柱是廠房中的主要豎向承重結構

2、抗風柱設在自承重山墻內(nèi)側。（1）作用承受風荷載的作用

；增強山墻的剛度及穩(wěn)定性（2）布置原則A柱的選型與排架柱同型B沿山墻每隔6m左右設置（3）抗風柱的高度達到屋架上弦第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

排架柱及抗風柱排架柱抗風柱第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（三）吊車梁沿廠房縱向布置。一般擱置在排架柱的牛腿之上。（四）基礎多采用獨立式基礎。如為鋼筋混凝土排架結構，柱下基礎常采用預制或現(xiàn)澆杯口基礎。第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（五）外墻圍護系統(tǒng)

1、外墻外墻一般是自承重構件2、門與窗3、聯(lián)系梁（墻梁）廠房縱向柱列的水平聯(lián)系構件4、基礎梁承受上部荷載并傳給基礎5、圈梁在高度較大或振動較大的單層廠房中應布置圈梁。加強柱與墻之間的聯(lián)系第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

（六）支撐系統(tǒng)作用是加強廠房結構的空間剛度。支撐構件應采用交叉形式

1、柱間支撐系統(tǒng)

2、屋蓋支撐系統(tǒng)柱間支撐第1節(jié)廠房的結構類型與構件組成

第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

一、概念（一）柱網(wǎng)（二）柱距（三）跨度（四）定位軸線（五）橫向定位軸線（六）縱向定位軸線（一）柱網(wǎng)承重結構柱（排架柱）在平面上排列時所形成的網(wǎng)格。第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

（二）定位軸線

確定建筑主要承重構件位置及其標志尺寸的基準線。定位軸線同時也是施工放線的依據(jù)，也便于安裝設備等第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

（三）橫向定位軸線——垂直于廠房長度方向的定位軸線。（平行于屋架）橫向定位軸線的間距稱為柱距。（四）縱向定位軸線——平行于廠房長度方向的定位軸線。（垂直于屋架）縱向定位軸線間距稱為跨度。第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

二、確定柱網(wǎng)尺寸的原則（一）滿足生產(chǎn)工藝的要求（二）平面和結構合理（三）符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》（四）擴大柱網(wǎng)第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

（一）滿足生產(chǎn)工藝的要求第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

（二）平面和結構合理跨度和柱距的選擇應使平面的利用和結構方案經(jīng)濟合理。有時由于工藝的要求要擴大部分柱距，可以采用托架梁承托屋架。第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

（三）符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》滿足《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》的要求1、當屋架跨度≤18米時，采用擴大模數(shù)30M的數(shù)列。即跨度尺寸為18米、15米、9米、6米2、當屋架跨度＞18米時，采用擴大模數(shù)60M數(shù)列。即跨度尺寸為18米24米、30米、36米、42米等第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

（四）擴大柱網(wǎng)1、擴大拄網(wǎng)的尺寸及其優(yōu)越性（1）可以提高廠房的利用率（2）有利于大型設備的布置和產(chǎn)品的運輸（3）能適應生產(chǎn)工藝的變更及生產(chǎn)設備更新的要求（4）能減少構件的數(shù)量（5）減少基礎的土石方量2、常用的擴大拄網(wǎng)有12×12米、15×12米、18×12米、24×12米、18×18米、24×24米等。第2節(jié)平面設計及柱網(wǎng)尺寸的選擇

第3節(jié)廠房的剖面形式

第3節(jié)廠房的剖面形式

一、廠房高度的確定廠房的高度指地面至屋架（或屋面大梁）下弦的高度。一般情況下，單層廠房屋架下弦底面至地面的高度與柱頂距地面的高度基本相同，所以常以柱頂標高來衡量廠房的高度。（一）廠房內(nèi)部高度的確定（二）室內(nèi)外地坪標高的確定（三）廠房內(nèi)部高度的利用（一）廠房內(nèi)部高度的確定在剖面設計中，通常將室內(nèi)地面的相對標高定為±0.00。1、無吊車廠房柱頂標高一般是按最大生產(chǎn)設備在使用、安裝和檢修時所需的凈空高度來確定。柱頂標高應滿足擴大模數(shù)3M數(shù)列的要求。一般無吊車廠房的柱頂標高不宜低于4m。第3節(jié)廠房的剖面形式

（一）廠房內(nèi)部高度的確定2、有吊車廠房

H=H1＋H2

＝h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7第3節(jié)廠房的剖面形式

（一）廠房內(nèi)部高度的確定2、有吊車廠房（1）軌頂標高H1=h1+h2+h3+h4+h5其中h2一般為400～500mm。

h4一般≥1000毫米軌頂標高應按3M數(shù)列確定（2）柱頂標高：H2=H1+h6+h7其中h7為300、400、500毫米柱頂標高應符合3M數(shù)列，如果計算不符何，則應將其調(diào)整為3M數(shù)列。（3）牛腿頂部標高的確定柱牛腿標高均應符合3M數(shù)列。當牛腿標高大于7200mm時，按6M數(shù)列考慮。第3節(jié)廠房的剖面形式

（二）室內(nèi)外地坪標高的確定考慮防止雨水侵入室內(nèi)、有利運輸，室外標高應高于室內(nèi)。一般室內(nèi)外高差為150mm。坡道坡度為10％。第3節(jié)廠房的剖面形式

（三）廠房內(nèi)部高度的利用1、利用屋架與屋架之間的空間2、利用地下空間第3節(jié)廠房的剖面形式

二、天然采光設計天然采光——白天，室內(nèi)利用天然光進行照明的采光方式。（一）天然采光的基本要求（二）采光方式（三）采光天窗的形式（四）采光天窗的布置方式（五）采光面積計算第3節(jié)廠房的剖面形式

（一）天然采光的基本要求1、滿足采光系數(shù)最低值的要求采光系數(shù)=EN/EW×100%

生產(chǎn)車間工作面上的采光系數(shù)最底值2、滿足采光均勻度的要求3、避免在工作區(qū)產(chǎn)生眩光第3節(jié)廠房的剖面形式

第3節(jié)廠房的剖面形式

（二）采光方式1、側窗采光

（1）單側窗采光（2）雙側窗采光（3）高側窗采光

設吊車的廠房，側窗分成上下兩層，形成高、低側窗。2、頂部采光在廠房底部開設天窗（平天窗、矩形天窗、三角形天窗等）3、混合采光第3節(jié)廠房的剖面形式

采光方式第3節(jié)廠房的剖面形式

廠房側窗往往開設上下側窗第3節(jié)廠房的剖面形式

第3節(jié)廠房的剖面形式

（三）采光天窗的形式1、矩形天窗2、M型天窗3、鋸齒形天窗窗口一般朝北（無直射光，照度均應）4、橫向下沉式天窗5、平天窗易產(chǎn)生眩光；采暖地區(qū)玻璃易結露滴水；玻璃表面易積灰；玻璃破碎不安全。第3節(jié)廠房的剖面形式

采光天窗的形式第3節(jié)廠房的剖面形式

矩形天窗第3節(jié)廠房的剖面形式

M型天窗鋸齒形天窗第3節(jié)廠房的剖面形式

平天窗下沉式天窗第3節(jié)廠房的剖面形式

結合屋蓋結構設置天窗第3節(jié)廠房的剖面形式

（四）采光天窗的布置方式1、縱向布置2、橫向布置3、點狀或塊狀布置

第3節(jié)廠房的剖面形式

（五）采光面積計算

1、先大致確定窗口面積根據(jù)廠房的采光、通風、立面處理

2、校驗根據(jù)廠房的采光要求查廠房的采光等級查得車間采光系數(shù)最底值查窗地面積比第3節(jié)廠房的剖面形式

三、自然通風設計（一）自然通風的基本原理（二）冷加工車間的自然通風（三）熱加工車間的自然通風（五）開敞式廠房第3節(jié)廠房的剖面形式

（一）自然通風的基本原理1、空氣的熱壓作用

2、空氣的風壓作用

第3節(jié)廠房的剖面形式

空氣的熱壓作用熱壓通風——利用室內(nèi)外冷熱空氣產(chǎn)生的壓力差進行通風的方式。室內(nèi)溫度高，體積膨脹，容積變小，空氣自然上升。室外溫度低，容積較大，空氣由廠房外圍結構下部的窗洞進入室內(nèi)，產(chǎn)生空氣的流動。ΔP=H（r外－r內(nèi)）熱壓的大小主要取決于上下進排風口中心線的垂直距離。第3節(jié)廠房的剖面形式

熱壓作用第3節(jié)廠房的剖面形式

2、空氣的風壓作用風壓通風——由風而產(chǎn)生的空氣壓力差的流動，稱之為風壓通風。當風吹到建筑物時，迎風面區(qū)域為正壓區(qū)，背面劑側面為負壓區(qū)。這造成空氣的流動--——正壓區(qū)向負壓區(qū)流動?？諝獾娘L壓作用第3節(jié)廠房的剖面形式

（二）冷加工車間的自然通風加強穿堂風的措施；

1、合理布置側向進出口位置形成穿堂風

2、限制廠房的寬度寬度小，有利于氣流穿越

3、考慮風向角的影響使廠房的長軸盡量垂直于夏季主導風向

4、在側窗上開窗

5、室內(nèi)不設或少設隔墻

第3節(jié)廠房的剖面形式

（三）熱加工車間的自然通風1、合理布置進、出口的位置（加大H值）使進風口設于低處（盡量低），出風口盡量高。進出風口的高差越大越好。根據(jù)熱壓原理，熱壓值的大小與進、排風的中心線垂直距離H成正比。所以，熱加工車間進風口宜布置的越底越好。

2、合理選擇側窗類型低側窗宜采用平開窗或立旋窗，尤其是選用立旋窗更好。

3、天窗宜設于排熱量大的設備的上方第3節(jié)廠房的剖面形式

合理布置進、出口的位置第3節(jié)廠房的剖面形式

合理選擇側窗類型第3節(jié)廠房的剖面形式

天窗宜設于排熱量大的設備的上方第3節(jié)廠房的剖面形式

（四）通風天窗的形式與設置1、空氣流通的狀態(tài)2、矩形通風天窗3、下沉式通風天窗第3節(jié)廠房的剖面形式

1、空氣流通的狀態(tài)（1）風壓小于熱壓時天窗迎風及背風面均可以排風，但排風量較?。?）風壓等于熱壓時天窗背風面可以排風，但迎風面不能排風（3）風壓大于熱壓時天窗迎風面不但不能排風，反而出現(xiàn)風倒灌的現(xiàn)象為了保證天窗永遠處于排風狀態(tài)，在天窗外側加設檔風板。第3節(jié)廠房的剖面形式

2、矩形通風天窗為了保證天窗永遠處于排風狀態(tài)，在天窗外側加設檔風板。平行等高兩矩形天窗排風口之水平距離L≤天窗高度h的五倍。第3節(jié)廠房的剖面形式

3、下沉式通風天窗（1）井式通風天窗（2）縱向下沉式通風天窗（3）橫向下沉式通風天窗第3節(jié)廠房的剖面形式

（五）開敞式廠房1、優(yōu)點2、缺點3、形式4、擋雨板第3節(jié)廠房的剖面形式

1、開敞式廠房優(yōu)點（1）進、排風口的氣流阻力系數(shù)小，通風量大（2）室內(nèi)外空氣交換迅速、散熱快，通風效果好（3）構造簡單，造價較低2、開敞式廠房缺點（1）防寒、防雨、防風沙能力差（2）通風不穩(wěn)定第3節(jié)廠房的剖面形式

3、開敞式廠房形式（1）全開敞（2）下開敞式

排風量大，排風穩(wěn)定，可避免風倒灌，但冷天，冷空氣直接吹至人（3）上開敞式冷天，冷空氣不直接吹至人身，但風力大時會出現(xiàn)倒灌（4）部分開敞第3節(jié)廠房的剖面形式

開敞式廠房的形式全開敞上開敞下開敞部分開敞第3節(jié)廠房的剖面形式

4、擋雨板開敞式廠房要設置檔雨板（1）選擇擋雨板形式根據(jù)廠房的生產(chǎn)特點、設備布置、夏季主導風向等因素確定擋雨板的形式。（2）擋雨板的出挑長度及垂直距離的確定根據(jù)設計擋雨角度（既飄雨角）確定。（3）擋雨板高度一般為200mm第3節(jié)廠房的剖面形式

擋雨板間距第3節(jié)廠房的剖面形式

第4節(jié)

單層廠房的定位軸線標志

定位軸線——確定建筑主要承重構件位置及其標志尺寸的基準線。定位軸線同時也是施工放線的依據(jù)，也便于安裝設備等。橫向定位軸線

——垂直于廠房長度方向的定位軸線縱向定位軸線——平行于廠房長度方向的定位軸線

第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

第四節(jié)單層廠房的定位軸線標志

單層廠房定位軸線第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

一、橫向定位軸線（一）柱與橫向定位軸線的關系（二）山墻與橫向定位軸線的關系（三）橫向伸縮縫、防震縫部位柱與橫向定位軸線的關系第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

（一）柱與橫向定位軸線的關系除兩頂端的邊柱以外，中間柱的橫向定位軸線與柱的截面中心線重合。（屋架中心線也與橫向定位軸線重合）第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

（二）山墻與橫向定位軸線的關系

1、非承重山墻（1）橫向定位軸線與山墻內(nèi)緣重合，端柱截面中心線距定位軸線600mm。（2）端柱與相鄰柱之間的間距為5400mm（3）定位軸線仍為6000mm2、承重山墻定位軸線向端墻內(nèi)移動，與內(nèi)墻皮（墻內(nèi)緣）距120毫米或120毫米的倍數(shù)。第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

非承重山墻時山墻與橫向定位軸線的關系第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

承重山墻時山墻與橫向定位軸線的關系第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

（三）橫向伸縮縫、防震縫部位柱與橫向定位軸線的關系變形縫處雙柱雙軸線，兩軸線相距ai（縫寬），兩側柱截面中心線各從軸線向外移600mm。ai——縫寬根據(jù)縫的性質(zhì)查有關規(guī)定（等于變形縫的寬度）定位軸線間距仍為6000定位軸線兩側跨的兩柱之間的柱距為5400。第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

橫向伸縮縫、防震縫部位柱與橫向定位軸線的關系第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

二、縱向定位軸線（一）外墻、邊柱與縱向定位軸線的關系（二）中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

（一）外墻、邊柱與縱向定位軸線的關系由于屋架及吊車是定型的，所以應滿足以下關系:L＝LK＋2e式中:L屋架跨度即縱向定位軸線之間的距離LK

吊車跨度即同一跨間兩條吊車軌道之間的距離（吊車的輪距）e縱向定位軸線至吊車軌道中心線的距離其值一般為750毫米e＝h＋K＋B式中h上柱截面高度K吊車盡端外緣至上柱內(nèi)緣的安全距離B軌道中心線至吊車端頭外緣的距離第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

（一）外墻、邊柱與縱向定位軸線的關系

1、封閉式結合的縱向定位軸線

封閉式結合——當定位軸線與柱外緣重合時，這時屋架上的屋面板與外墻內(nèi)緣緊緊相靠，稱為封閉是結合一般當?shù)踯噰嵨弧?0噸時、采用封閉式結合封閉式結合的縱向定位軸線與柱的外緣重合第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

（一）外墻、邊柱與縱向定位軸線的關系2、非封閉式結合的縱向定位軸線封閉式結合——屋面板與墻內(nèi)緣有一段空隙，此時縱向定位軸線與柱子外緣有一定的距離。當?shù)踯噰嵨弧?0噸采用非封閉式結合。非封閉式結合的縱向定位軸線向柱內(nèi)移動聯(lián)系尺寸D（300毫米或300毫米的整倍數(shù)）第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志

（二）中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

1、等高中柱與縱向定位軸線的關系2、高低跨中柱與縱向定位軸線的關系

3、縱向伸縮縫、防震縫部位柱與縱向定位軸線的關系第4節(jié)單層廠房的定位軸線標志