房屋建筑學(xué)第2版課件：單層工業(yè)建筑設(shè)計

單層工業(yè)建筑設(shè)計

單層工業(yè)建筑設(shè)計本章提要

本章主要介紹單層工業(yè)建筑的設(shè)計知識，包括單層工業(yè)建筑的組成、單層工業(yè)建筑內(nèi)部常用的起重運輸設(shè)備、單層工業(yè)建筑平面設(shè)計原理、單層工業(yè)建筑剖面設(shè)計、常用屋面排水方式，較詳細(xì)闡述了單層工業(yè)建筑的定位軸線設(shè)計以及單層工業(yè)建筑構(gòu)造設(shè)計。

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.1單層工業(yè)建筑的組成14.1.1房屋的組成

由四個部分組成

生產(chǎn)工段—也稱生產(chǎn)工部，是生產(chǎn)產(chǎn)品的主體部分

輔助工段—是為生產(chǎn)工段服務(wù)的部分

庫房部分—是存放原料、材料、半成品、成品的地方

行政辦公生活用房

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.1單層工業(yè)建筑的組成14.1.2構(gòu)件的組成

1.承重結(jié)構(gòu)

以排架結(jié)構(gòu)為主（1）橫向排架—由基礎(chǔ)、柱子、屋架（或屋面大梁）組成（2）縱向聯(lián)系構(gòu)件—包括基礎(chǔ)梁、連系梁、圈梁、吊車梁、屋面板等（3）屋架支撐、柱間支撐等支撐系統(tǒng)

2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)

單層工業(yè)建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外墻、屋頂、地面、門窗、天窗等。

單層工業(yè)建筑設(shè)計單層工業(yè)建筑的組成1－邊列柱；2－中列柱；3－屋面大梁4－天窗架；5－吊車梁；6－連系梁；7－基礎(chǔ)梁；8－基礎(chǔ)；9－外墻；10－圈粱；ll－屋面板12－地面；13－天窗扇14－散水15—風(fēng)力

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.2單層工業(yè)建筑內(nèi)部常用起重運輸設(shè)備1.單軌懸掛式吊車：在廠房的結(jié)構(gòu)下弦懸掛鋼軌，吊車裝在單軌上，按單軌線路運行或起吊重物。有手動和電動兩種類型。起重量一般在3t以下，不超過5t。2.梁式吊車：分為懸掛式和支撐式兩種。懸掛式是在屋架下弦懸掛雙軌，在雙軌下部安裝吊車；支撐式是在兩列柱的牛腿上設(shè)吊車梁和軌道，吊車裝于軌道上。兩種吊車的橫梁均可沿軌道縱向運行，梁上電葫蘆可橫向運行和起吊重物，起重量不超過5t。3.橋式吊車：在廠房排架柱上設(shè)牛腿，牛腿上擱置吊車梁，吊車梁上安裝鋼軌，鋼軌上放置能滑行的雙榀鋼橋架，橋架上支承小車；橋架沿建筑縱向運行，小車在橋架上面的軌道上橫向運行。司機室設(shè)在橋架一端的下方。起重量為5～400t。

單層工業(yè)建筑設(shè)計梁式吊車單軌懸掛式吊車橋式吊車

單層工業(yè)建筑設(shè)計橋式吊車

單層工業(yè)建筑設(shè)計橋式吊車

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.3

單層工業(yè)建筑平面設(shè)計1.生產(chǎn)工藝是平面設(shè)計的主要依據(jù)生產(chǎn)工藝流程是指某一產(chǎn)品的加工制作過程，即按照生產(chǎn)要求的程序，將原材料逐步通過生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)手段進(jìn)行加工生產(chǎn)，最終制成半成品或成品的全過程。機械加工裝配車間的生產(chǎn)工藝流程示意圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.單層工業(yè)建筑常用平面形式根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模大小、生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)特征、工藝流程布置、交通運輸方式以及土建技術(shù)條件等進(jìn)行確定。一般的平面形式是以矩形為主，特殊的平面形式有L型、U型、E型等。

單層工業(yè)建筑常見平面形式a）-d）矩形e）方形

f）L形g）U形

h）E形

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（1）生產(chǎn)工藝流程與平面形式：直線式、往復(fù)式、垂直式（圖a-f）

直線式：適應(yīng)的平面形式是矩形平面，可以是單跨，亦可是多跨平行布置。單跨或兩跨平行時采光通風(fēng)較易解決，但建筑外墻面積過大，對保溫隔熱不利。這種平面簡單規(guī)整，適合對保溫要求不高或生產(chǎn)工藝流程無法改變的工業(yè)建筑。

往復(fù)式：相適應(yīng)的平面形式是多跨并列的矩形平面，甚至方形平面。形狀規(guī)整，占地面積小，外墻面積較小，對節(jié)約材料和保溫隔熱有利。結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，造價低。適合于多種生產(chǎn)性質(zhì)的工業(yè)建筑。采光通風(fēng)及屋面排水復(fù)雜。

垂直式：相適應(yīng)的平面形式是L形平面，即出現(xiàn)垂直跨。縱橫跨相接處，結(jié)構(gòu)和構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)濟性較差。

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（2）生產(chǎn)狀況與平面形式：L形、U形、E形（圖g-h）

不同的生產(chǎn)特征也影響著工業(yè)建筑平面形式。如一些熱加工車間煉鋼、軋鋼、鍛工等車間，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的煙塵和余熱，使得生產(chǎn)環(huán)境惡化。在這類廠房設(shè)計中，就必須使廠房具有良好的自然通風(fēng)，迅速排除掉這些余熱和煙塵。在平面布置時，應(yīng)以L形、U形、E形為好，且平面不易太寬。

單層工業(yè)建筑設(shè)計3.柱網(wǎng)選擇

柱網(wǎng)的尺寸是由柱距和跨度組成的。柱網(wǎng)的選擇實際上就是選擇柱距和跨度。柱網(wǎng)：柱子在工業(yè)建筑平面上排列所形成的網(wǎng)格跨度：柱子縱向定位軸線之間的距離柱距：橫向定位軸線之間的距離柱網(wǎng)平面圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計柱網(wǎng)確定應(yīng)遵循以下原則：滿足生產(chǎn)工藝要求：柱距和跨度要滿足設(shè)備的大小和布置方式、材料和加工件的運輸、生產(chǎn)操作和維修等生產(chǎn)工藝所需的空間要求。符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》的要求：當(dāng)屋架跨度≤18m時，采用擴大模數(shù)30M的數(shù)列，即跨度尺寸可取6m、9m、12m、15m、18m；當(dāng)屋架跨度>18m時，采用擴大模數(shù)60M的數(shù)列，即跨度尺寸是24m、30m、36m、42m等。柱距一般采用60M數(shù)列，即6m、12m、18m等。其中6m為基本柱距，在單層工業(yè)建筑體系中廣泛采用。特殊情況可以擴大柱網(wǎng)：常用擴大柱網(wǎng)（柱距×跨度）為12m×12m、12m×15m、12m×18m、12m×24m、18m×18m、24m×24m等。

單層工業(yè)建筑設(shè)計柱距柱網(wǎng)實例

單層工業(yè)建筑設(shè)計柱網(wǎng)實例柱距跨度

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.4單層工業(yè)建筑剖面設(shè)計

單層工業(yè)建筑的剖面設(shè)計是在平面設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，著重解決廠房內(nèi)部在垂直空間處理上如何滿足生產(chǎn)的各種要求。具體任務(wù)是：確定廠房高度

解決車間的采光、通風(fēng)

解決屋面排水等問題

生產(chǎn)工藝對剖面設(shè)計影響很大，設(shè)備的體形大小、工藝流程的特點、生產(chǎn)狀況、加工件的體量與重量、起重運輸設(shè)備的類型和起重量等都直接影響工業(yè)建筑的剖面形式。

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.4.1單層工業(yè)建筑高度的確定

單層工業(yè)建筑的高度的定義：是指室內(nèi)地坪到屋頂承重結(jié)構(gòu)最低點的距離，一般可以用柱頂標(biāo)高來代表單層廠房的高度。

特殊情況下，如屋頂承重結(jié)構(gòu)為下沉或為傾斜時，單層工業(yè)建筑的高度必須是由室內(nèi)地坪到屋頂承重結(jié)構(gòu)的最低點。廠房剖面

單層工業(yè)建筑設(shè)計柱頂位置廠房內(nèi)部示例

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.4.2柱頂標(biāo)高1.無吊車廠房

在無吊車廠房中，柱頂標(biāo)高是按最大生產(chǎn)設(shè)備高度及安裝檢修所需的凈空高度來確定的，且應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2010）的要求，同時還必須符合擴大模數(shù)3M(300mm)數(shù)列規(guī)定。無吊車廠房柱頂標(biāo)高一般不得低于3.9m。

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.有吊車廠房：H=

H1+h6+h7H—柱頂標(biāo)高（m），須符合擴大模數(shù)3M數(shù)列

H1—吊車軌道頂面標(biāo)高（m），也稱軌頂標(biāo)高，一般由工藝設(shè)計人員提出，應(yīng)為柱牛腿標(biāo)高（應(yīng)符合擴大模數(shù)3M數(shù)列，如牛腿標(biāo)高大于7.2m時，應(yīng)符合擴大模數(shù)6M數(shù)列）與吊車梁高、吊車軌道高及墊層厚度之和h6—吊車軌頂至小車頂面的高度（m），根據(jù)吊車樣本資料查出

h7—小車頂面到屋架下旋底面之間的安全凈空尺寸（mm），最小尺寸為220mm，根據(jù)吊車起重量可取300mm、400mm、500mm廠房剖面

單層工業(yè)建筑設(shè)計

由于吊車梁的高度、吊車軌道及其固定方案的不同，計算得出的軌頂標(biāo)高（H1）可能與工藝設(shè)計人員所提出的軌頂標(biāo)高有差異。最后軌頂標(biāo)高應(yīng)等于或大于工藝設(shè)計人員提出的軌頂標(biāo)高。H1值重新確定后，再進(jìn)行H值的計算。

我國《廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則》規(guī)定：在多跨工業(yè)建筑中，當(dāng)高差值等于或小于1.2m時不設(shè)高差；在不采暖的多跨工業(yè)建筑中，高跨一側(cè)僅有一個低跨，且高差值等于或小于1.8m時，也不設(shè)置高差。當(dāng)有地震設(shè)防要求時，上述高差小于2.4m時，宜做等高跨處理。

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.4.3室內(nèi)地坪標(biāo)高的確定

室內(nèi)地坪的絕對標(biāo)高由總平面設(shè)計來確定；

室內(nèi)地坪相對標(biāo)高一般確定為±0.000；

為防止雨水侵入室內(nèi)，同時考慮到運輸車輛出入車間方便，工業(yè)建筑室內(nèi)外高差不宜設(shè)置太大，一般取150～200mm，且常用坡道連接。

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.4.4天然采光

室內(nèi)利用采光窗取得天然光線進(jìn)行照明的叫做天然采光。

天然采光設(shè)計要根據(jù)室內(nèi)生產(chǎn)對光線的要求，確定采光口的大小、形勢及位置，保證室內(nèi)光線充足且滿足生產(chǎn)需要。

廠房采光的效果直接影響到生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及工人的勞動衛(wèi)生條件，是衡量廠房建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一個重要因素。因此，工業(yè)建筑開窗面積如果太小，車間內(nèi)光線就會太暗，影響內(nèi)部生產(chǎn)；但盲目加大窗口面積也會帶來一些危害，如增加造價、增加冬季采暖和夏季空調(diào)能耗。因此，經(jīng)濟、實用的采光設(shè)計，必須根據(jù)工業(yè)建筑內(nèi)部生產(chǎn)性質(zhì)對采光的要求，按照建筑設(shè)計采光標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。

單層工業(yè)建筑設(shè)計1.天然采光標(biāo)準(zhǔn)

我國《建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50033—2001）規(guī)定，在采光設(shè)計中，天然采光標(biāo)準(zhǔn)以采光系數(shù)為指標(biāo)，并滿足采光系數(shù)最低值的要求。

采光系數(shù)是指室內(nèi)某一點直接或間接接受天空漫射光所形成的照度與同一時間不受遮擋的該天空半球在室外水平面上產(chǎn)生的天空漫射光照度之比。

采光系數(shù)用符號C表示，是無量綱量。

C=EN/EW×100%式中C—室內(nèi)某點的采光系數(shù)（%）

EN—室內(nèi)某點的照度（lx）

EW—同一時間的室外照度（lx）

照度是水平面上接受到的光線強弱的指標(biāo)，其單位是勒克斯（lx）。不管室外照度如何變化，室內(nèi)某一點的采光系數(shù)是不變的。

單層工業(yè)建筑設(shè)計采光等級視覺作業(yè)分類側(cè)面采光頂部采光作業(yè)精確度識別對象的最小尺寸d（mm）室內(nèi)天然光臨界照度（lx）采光系數(shù)Cmin（%）室內(nèi)天然光臨界照度（lx）采光系數(shù)Cav（%）Ⅰ特別精細(xì)≤0.1525053507Ⅱ很精細(xì)0.15＜d≤0.315032254.5Ⅲ精細(xì)0.3＜d≤1.010021503Ⅳ一般1.0＜d≤5.0501751.5Ⅴ粗糙d＞5.0250.5350.7視覺作業(yè)場所工作面上的采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)面采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用最低值Cmin作為標(biāo)準(zhǔn)，頂部采光取采光系數(shù)平均值Cav作為標(biāo)準(zhǔn)。

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.天然采光的質(zhì)量要求

注意工作面上光線的來源方向，避免對生產(chǎn)操作產(chǎn)生遮擋和不利的陰影。要求工作面上各部分的照度比較接近，避免出現(xiàn)過于明亮和特別陰暗的地方，使整個車間的照度比較均勻。可以通過以下措施減少對工人產(chǎn)生的不舒適眩光影響：（1）應(yīng)減少或避免工作區(qū)有直射陽光；（2）工人的視覺背景不宜為窗口；（3）可利用室內(nèi)外遮陽措施降低窗戶的亮度或天空視域；（4）采光窗周圍的內(nèi)墻面盡量用淺色粉刷。

單層工業(yè)建筑設(shè)計3.天然采光方式

按照采光口在工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的不同位置，可分為三種形式側(cè)面采光（側(cè)窗）頂部采光（天窗）混合采光（側(cè)窗+天窗）a）b）c）d）e）f）g）h）i）a)單側(cè)窗采光b）雙側(cè)窗采光c）混合采光d）矩形天窗采光e）高側(cè)窗采光f）橫向下沉式天窗采光g）平天窗采光h）M天窗采光i）矩齒形天窗采光

單層工業(yè)建筑設(shè)計（1）側(cè)面采光（側(cè)窗）——

將采光窗布置在外墻上有單側(cè)窗、雙側(cè)窗、低側(cè)窗、高側(cè)窗單側(cè)采光的特點：

有效進(jìn)深約為側(cè)窗口上沿至地面高度h的1.5～2.0倍。因此單側(cè)采光的廠房，其進(jìn)深一般不超過窗高的1.5～2倍為宜。進(jìn)深很寬時，可以用雙側(cè)采光的方式來彌補單側(cè)采光照度不夠的缺陷。側(cè)面采光單側(cè)窗雙側(cè)窗

單層工業(yè)建筑設(shè)計高低側(cè)窗結(jié)合布置，不僅是結(jié)構(gòu)構(gòu)件位置所分隔，而且也充分利用各自窗特點，解決較高、較寬廠房的采光問題。

高側(cè)窗：有利于提高遠(yuǎn)窗點的照度和天然采光的均勻度。高側(cè)窗窗臺宜高于吊車梁面約600mm，低側(cè)窗窗臺一般應(yīng)高于工作面的高度，為方便側(cè)窗開關(guān)，工作面高度通常取1000mm左右為宜。

高低側(cè)窗示意圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計（2）頂部采光

頂部采光主要包括矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗等。1）矩形天窗優(yōu)點：當(dāng)窗扇朝向南北時，室內(nèi)光線均勻，直射光較少。由于玻璃面是垂直的，

受污染程度小，易于防水。窗扇可開啟，有一定的通風(fēng)作用。缺點：增加了廠房的體積和屋頂承重結(jié)構(gòu)的集中荷載，屋頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，

抗震性能不好。

矩形天窗廠房剖面

單層工業(yè)建筑設(shè)計

為獲得良好的采光效果，天窗寬度b宜為廠房跨度L的1/2～1/3，天窗的高寬比h/b易為0.3左右，不宜大于0.45；相鄰兩天窗的邊緣距離l應(yīng)大于相鄰天窗高度和的1.5倍，即l＞1.5（h1+h2）。天窗寬度與跨度的關(guān)系

單層工業(yè)建筑設(shè)計2）平天窗：在屋蓋上直接設(shè)置水平或接近水平的采光口，它可以成點、成塊、

成帶形布置優(yōu)點：布置靈活、構(gòu)造簡單、施工方便、造價低等。缺點：太陽光直射車間易產(chǎn)生眩光；采暖地區(qū)玻璃易結(jié)露，造成水滴下落；炎熱

地區(qū)通過平天窗透過大量的太陽輻射熱。在塵多雨少的地區(qū)容易積塵和污

染，影響采光效果。平天窗剖面

單層工業(yè)建筑設(shè)計3）鋸齒形天窗：將屋蓋做成鋸齒形，采光窗設(shè)在垂直面上，一般窗口向北向

或接近北向優(yōu)點：比矩形天窗采光效率高。窗扇可開啟，起到通風(fēng)作用。無直射陽光進(jìn)入工業(yè)

建筑，或射進(jìn)的陽光很少，室內(nèi)光線穩(wěn)定、均勻，可避免產(chǎn)生眩光。鋸齒形天窗剖面

單層工業(yè)建筑設(shè)計4）橫向下沉式天窗：將一個柱距或幾個柱距內(nèi)的屋面板下沉，支承在屋架下

弦上，相鄰屋面板仍支于屋架上弦上，利用兩部分屋面板位

置的高差（即屋架上下弦高差）作采光口，這種天窗稱之為橫

向下沉式天窗。優(yōu)點：布置靈活，可根據(jù)使用要求每隔一個

柱距或幾個柱距布置，其造價較矩形天窗低。缺點：窗扇形式受屋架限制、不夠標(biāo)準(zhǔn)且構(gòu)造復(fù)雜，

廠房縱向剛度較差。橫向下沉式天窗剖面

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.5屋面排水方式可分為無組織排水和有組織排水兩大類1.無組織排水：屋面上不設(shè)天溝，廠房內(nèi)部也沒有雨水管和地下雨水管網(wǎng)，雨水順著屋面流向屋檐，在自由落到室外地面上，也稱自由落水。

特點：構(gòu)造簡單、施工方便、造價經(jīng)濟。適用于降水量少的地區(qū)、檐口較低的單跨廠房或多跨廠房的邊跨屋面、以及工藝上有特殊要求的廠房。

此類廠房屋面必須設(shè)挑檐，其長度一般不小于500mm，輔助廠房或天窗的挑檐長度可減少到300mm。

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.有組織排水：

通過屋面自身或長天溝、雨水斗、雨水管等，將雨水有組織地排到散水坡、室外明溝或雨水管網(wǎng)中。

可分為以下幾種方式：內(nèi)落水

內(nèi)落外排水

檐溝外排水

長天溝外排水

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（1）內(nèi)落水：將屋面匯集的雨水引向中間跨天溝和邊跨檐溝處，再經(jīng)雨水斗引入廠房內(nèi)部的雨水豎管及地下雨水管網(wǎng)。多用于多跨廠房。

優(yōu)點：屋面排水組織比較靈活。在嚴(yán)寒多雪地區(qū)，采用此種排水方式可較好地防止因凍脹開裂引起的對屋檐和室外雨水管的破壞。

缺點：材料消耗多；室內(nèi)需設(shè)雨水地溝，可能會影響工藝設(shè)備的布置；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，屋面易滲漏；造價較高。內(nèi)落水排水示意圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計（2）內(nèi)落外排水：多跨廠房中可用水平懸吊管將雨水斗連通到外墻的雨水管上，懸吊管需穿過外墻，使雨水在外墻處經(jīng)豎管排到散水坡、室外明溝等。

水平懸吊管應(yīng)有一定的排水坡度，可沿屋架橫向設(shè)置，也可沿柱子縱向設(shè)置。內(nèi)落外排水示意圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（3）檐溝外排水：

當(dāng)工業(yè)建筑較高，或所在地降雨量較大，不易做無組織排水時，可在檐口處做檐溝匯集雨水，并通過雨水斗將雨水排到外墻上的雨水豎管中。

特點：構(gòu)造簡單、施工方便、比較經(jīng)濟，故在廠房中采用較多。檐溝外排水示意

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（4）長天溝外排水

沿工業(yè)建筑屋面的長度方向做貫通的天溝，并利用天溝的縱向坡度將雨水引向端部山墻外側(cè)雨水豎管排出。特點：屋架受力合理，構(gòu)件定型。但山墻處排水立管多，屋面易滲漏，施工有一定難度，且造價偏高。長天溝外排水示意圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.6單層工業(yè)建筑的定位軸線

定位軸線的定義：

是確定工業(yè)建筑主要承重構(gòu)件的平面位置及其標(biāo)志尺寸的基準(zhǔn)線，同時也是工業(yè)建筑施工放線和設(shè)備安裝定位的依據(jù)。

橫向定位軸線：垂直于工業(yè)建筑長度方向（即平行于屋架）的定位軸線，相鄰兩橫向定位軸線間的距離即是柱距；

縱向定位軸線：平行于工業(yè)建筑長度方向（即垂直于屋架）的定位軸線，相鄰兩縱向定位軸線間的距離即是跨度。

單層工業(yè)建筑設(shè)計軸線的標(biāo)注應(yīng)遵循《建筑制圖規(guī)范》單層工業(yè)建筑定位軸線示意圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.6.1橫向定位軸線用來標(biāo)定工業(yè)建筑縱向構(gòu)件如吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁、屋面板、縱向支撐等。

確定原則：主要考慮構(gòu)造簡單、結(jié)構(gòu)合理可行。

軸線的標(biāo)注遵循《建筑制圖規(guī)范》，標(biāo)注在平面圖上，橫向定位軸線從左至右依次用阿拉伯字母1、2、3……順序進(jìn)行編號。

單層工業(yè)建筑設(shè)計1.山墻與橫向定位軸線的關(guān)系（端柱處）

（1）非承重山墻當(dāng)山墻為非承重山墻時，山墻內(nèi)緣與橫向定位軸線重合，端部柱截面中心線應(yīng)自橫向定位軸線向內(nèi)移600mm。

是由于山墻內(nèi)側(cè)抗風(fēng)柱上柱需與屋架上弦連接的構(gòu)造需要，而且可以使其與橫向變形縫處定位軸線劃分相一致，有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。非承重山墻與橫向定位軸線的關(guān)系

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（2）承重山墻

山墻為砌體承重墻時，墻體內(nèi)緣與橫向定位軸線的距離按砌體的塊材類別為半塊或半塊的倍數(shù)、或者墻體度的一半，以保證構(gòu)件在墻體上有足夠的結(jié)構(gòu)支撐長度。承重山墻橫向定位軸線

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.中間柱與橫向定位軸線的關(guān)系

中間柱的橫向定位軸線與柱截面的中心線相重合，且屋架的中心線也與橫向定位軸線相重合。

橫向定位軸線之間的距離即是柱距，在一般情況下，也就是屋面板、吊車梁、連系梁長度方向的標(biāo)注尺寸。中柱與橫向定位軸線的聯(lián)系

單層工業(yè)建筑設(shè)計3.橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的關(guān)系

橫向變形縫處一般在結(jié)構(gòu)上采用雙柱處理，以使結(jié)構(gòu)和構(gòu)造簡單。

采用兩條定位軸線，兩柱的中心線應(yīng)從定位軸線向縫兩側(cè)各內(nèi)移600mm；兩定位軸線間的距離稱作插入距，用ai來表示；此時ai等于變形縫寬ae。橫向伸縮縫處雙柱處理

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.6.2縱向定位軸線

用來標(biāo)定廠房橫向構(gòu)件如屋架或屋面大梁長度的標(biāo)志尺寸和確定大型屋面板邊緣的位置。

確定原則：應(yīng)使結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)造簡單、構(gòu)件規(guī)格少，在有吊車的工業(yè)建筑中，還要保證吊車能安全運行以及檢修的安全需要。

軸線的標(biāo)注遵循《建筑制圖規(guī)范》，標(biāo)注在平面圖上，縱向定位軸線從下向上依次用大寫英文字母A、B、C順序進(jìn)行編號，編號時不能使用I、O、Z三個字母，以免與阿拉伯字母1、0、2混淆。

單層工業(yè)建筑設(shè)計1.外墻、邊柱與縱向定位軸線的關(guān)系

有吊車的工業(yè)建筑中，《廠方建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》GBJ6-86對吊車規(guī)格與工業(yè)建筑跨度的關(guān)系為：

Lk=L-2e

Lk—吊車跨度，即吊車兩軌道中心線之間的距離，單位m，可從吊車規(guī)格資料中查出；

L—屋架跨度，即縱向定位軸線之間的距離，單位m；

e—吊車軌道中心線至縱向定位軸線的距離，單位mm，一般取750mm；當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓看笥?0t或者為重級工作制需要設(shè)走道板時，取1000mm。如圖示e=h+Cb+B

吊車與工業(yè)建筑空間關(guān)系示意圖

單層工業(yè)建筑設(shè)計（1）封閉式結(jié)合即邊柱外緣與縱向定位線相重合。在無吊車或只有懸掛式吊車，以及柱距為6m，橋式吊車起重量Q≤20t/5t條件下采用，此時吊車端部外緣至上柱內(nèi)緣的安全凈空尺寸滿足要求。屋面板全部采用標(biāo)準(zhǔn)板，不需設(shè)補充構(gòu)件，具有構(gòu)造簡單、施工方便等優(yōu)點。

外墻的邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系封閉式結(jié)合

單層工業(yè)建筑設(shè)計（2）非封閉式結(jié)合邊柱外緣與縱向定位軸線間有一定的距離。在柱距為6m、吊車起重量Q≥30t/5t時，封閉式結(jié)合不能滿足吊車端部外緣至上柱內(nèi)緣的安全凈空尺寸要求。解決辦法：將邊柱外緣自定位軸線向外移動一定距離（聯(lián)系尺寸），取300mm或300mm的倍數(shù)。當(dāng)外墻為砌體時可為50mm或50mm的倍數(shù)。此時屋面板只能鋪至定位軸線處，與外墻內(nèi)緣出現(xiàn)了非封閉的構(gòu)造間隙，需要非標(biāo)準(zhǔn)的補充構(gòu)件板，構(gòu)造復(fù)雜，施工較為麻煩。

外墻邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系非封閉式結(jié)合

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.中柱與縱向定位軸線的關(guān)系

（1）等高跨中柱與縱向定位軸線的關(guān)系

當(dāng)廠房為平行等高跨時，通常設(shè)置單柱單軸線，柱的中心線與定位軸線相重合，即封閉式結(jié)合。此時，上柱截面一般取600mm，以滿足屋架或屋面大梁的支承長度，且上柱不帶牛腿，構(gòu)造簡單。

平行等高跨中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系封閉式結(jié)合

單層工業(yè)建筑設(shè)計

當(dāng)?shù)雀呖鐑蓚?cè)或一側(cè)的吊車起重量≥30t/5t時，廠房柱距〉6m或構(gòu)造要求等原因，縱向定位軸線需采用非封閉式結(jié)合才能滿足吊車安全運行的要求時，中柱仍然可以采用單柱，但需要設(shè)兩條定位軸線。兩條定位軸線間的距離為插入距ai。此時，柱的中心線與一般與插入距中心線重合。

平行等高跨中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系非封閉式結(jié)合

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（2）高低跨中柱與縱向定位軸線的關(guān)系

1）單柱單軸線

當(dāng)高低跨處采用單柱時，如果高跨吊車起重量Q≤20t/5t，則高跨上柱外緣和封墻內(nèi)緣與縱向定位軸線相重合。2）單柱雙軸線

當(dāng)高跨吊車起重量Q≥30t/5t，其上柱外緣與縱向定位軸線不能重合時采用。高跨軸線與上柱外緣之間設(shè)聯(lián)系尺寸，低跨定位軸線與高跨定位軸線之間設(shè)插入距，定位軸線應(yīng)自上柱外緣、封墻內(nèi)緣通過，即插入距等于聯(lián)系尺寸，此時同一柱子的兩條定位軸線分屬高低跨。如封墻采用墻板結(jié)構(gòu)時，可按圖（c）、（d）處理。

單層工業(yè)建筑設(shè)計

高低跨中柱與縱向定位軸線的關(guān)系a）單軸線b）雙軸線c）雙軸線d）雙軸線ai—插入距ac—聯(lián)系尺寸

t—封墻厚度

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.6.3縱橫跨相交處定位軸線縱橫跨相交時，常在相交處設(shè)變形縫，使各自獨立，有各自的柱列和定位軸線，然后再將相交體部組合在一起。對于縱跨，相交處的處理相當(dāng)于山墻處；對于橫跨，相交處的處理相當(dāng)于邊柱和外墻處的處理?？v橫跨相交處采用雙柱單墻處理，相交處外墻不落地，成為懸墻，屬于橫跨。有縱橫相交跨的工業(yè)建筑，其定位軸線編號常是以跨數(shù)較多部分為準(zhǔn)統(tǒng)一編排。

單層工業(yè)建筑設(shè)計

縱橫跨相交處柱與定位軸線的關(guān)系a）未加聯(lián)系尺寸b）加聯(lián)系尺寸c）封墻為墻板d）封墻為墻板ai—插入距ac—聯(lián)系尺寸

t—封墻厚度

ae—縫寬

單層工業(yè)建筑設(shè)計14.7單層工業(yè)建筑構(gòu)造設(shè)計

14.7.1單層工業(yè)建筑外墻構(gòu)造1.承重砌體墻

特點：承重磚墻經(jīng)濟實用，但整體性差，抗震能力弱

適用于以下范圍：①單跨和等高多跨且無橋式吊車的車間、倉庫等。②6～8度設(shè)防時，跨度不大于15m且柱頂標(biāo)高不大于6.6m。③9度設(shè)防時，跨度不大于12m且柱頂標(biāo)高不大于4.5m。

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.自承重砌體墻廠房跨度及高度較大、起重運輸設(shè)備較重時，通常由鋼筋混凝土(或鋼)排架柱來承擔(dān)屋蓋與起重運輸設(shè)備等荷載，而外墻只承擔(dān)自重，僅起圍護(hù)作用，這種墻稱為自承重墻。

自承重墻

單層工業(yè)建筑設(shè)計（1）墻和柱的相對位置

排架柱和外墻的相對位置通常有四種構(gòu)造方案。其中方案（a）構(gòu)造簡單、施工方便、熱工性能好，便于廠房構(gòu)配件的定型化和統(tǒng)一化，采用最多。

廠房外墻與柱的相對位置

單層工業(yè)建筑設(shè)計（2）墻和柱的連接構(gòu)造

為使自承重墻與排架柱保持一定的整體性與穩(wěn)定性，必須加強墻與柱的連結(jié)。其中最常見的做法是采用鋼筋拉結(jié)。

墻和柱的連結(jié)

單層工業(yè)建筑設(shè)計（3）女兒墻的拉結(jié)構(gòu)造

女兒墻厚一般不小于240mm，其高度應(yīng)滿足安全和抗震的要求。在非地震區(qū)，宜設(shè)置高度1m左右的女兒墻或護(hù)欄。在地震區(qū)或受振動影響較大的廠房，女兒墻高度不應(yīng)超過500mm，并設(shè)鋼筋混凝土壓頂。

女兒墻與屋面的連結(jié)

單層工業(yè)建筑設(shè)計（4）抗風(fēng)柱的拉結(jié)構(gòu)造

山墻承受水平風(fēng)荷載，應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土抗風(fēng)柱來保證自承重山墻的剛度和穩(wěn)定性?？癸L(fēng)柱的間距以6m為宜，個別可采用4.5m和7.5m柱距?？癸L(fēng)柱的下端插入基礎(chǔ)杯口，其上端通過一個特制的“彈簧”鋼板與屋架相連結(jié)，使二者之間只傳遞水平力而不傳遞垂直力。山墻與抗風(fēng)柱的連結(jié)

單層工業(yè)建筑設(shè)計（5）自承重墻的下部構(gòu)造

單層廠房中自承重墻直接支承在基礎(chǔ)梁上，基礎(chǔ)梁支承在杯形基礎(chǔ)的杯口上。根據(jù)基礎(chǔ)埋深不同，基礎(chǔ)梁有不同的擱置方式。不論那種形式，基礎(chǔ)梁頂面的標(biāo)高通常低于室內(nèi)地面50mm，并高于室外地面100mm，可以防止雨水倒流，也便于設(shè)置坡道，并保護(hù)基礎(chǔ)梁。

單層工業(yè)建筑設(shè)計

自承重磚墻下部構(gòu)造a）基礎(chǔ)梁設(shè)置在杯口上b）基礎(chǔ)梁設(shè)置在墊塊上c）基礎(chǔ)梁設(shè)置在小牛腿（或高杯基礎(chǔ)的杯口）上

單層工業(yè)建筑設(shè)計（6）連系梁構(gòu)造

連系梁是連系排架柱并增強廠房縱向剛度的重要措施，同時它還承擔(dān)著上部墻體荷載。

連系梁構(gòu)造

單層工業(yè)建筑設(shè)計3.大型板材墻

（1）墻板的類型

按其受力狀況分：承重墻板和非承重墻板；

按其保溫性能分：保溫墻板和非保溫墻板；按所用材料分：單一材料墻板和復(fù)合材料墻板；

按其規(guī)格分：基本板、異形板和各種輔助構(gòu)件；

按其在墻面的位置分：一般板、檐下板和山尖板等。

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（2）墻板的布置

墻板在墻面上的布置方式，最廣泛采用的是橫向布置，其次是混合布置，豎向布置采用較少。墻板布置方式a）橫向布置（有帶窗板）b）混合布置c）橫向布置（通長帶型窗）d）豎向布置a）b）c）d）

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（3）墻板的規(guī)格單層廠房基本板的長度應(yīng)符合我國《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ6-86）的規(guī)定，并考慮山墻抗風(fēng)柱柱距，有4500、6000、7500、12000mm等規(guī)格。根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，也可采用9000mm的板長?；景甯叨葢?yīng)符合3M模數(shù)，規(guī)定為1800、1500、1200和900mm四種?；景搴穸葢?yīng)符合1/5M模數(shù)，并按結(jié)構(gòu)計算確定。

單層工業(yè)建筑設(shè)計4.輕質(zhì)板材墻

石棉水泥波瓦、塑料外墻板、鋁合金板以及壓型鋼板等輕質(zhì)板材墻。鍍鋅鐵板外墻構(gòu)造采光墻板采光山墻板

單層工業(yè)建筑設(shè)計

石棉水泥波瓦具有自重輕、造價低、施工簡便的優(yōu)點，但屬于脆性材料，容易受到破壞。對于高溫高濕和有強烈振動的車間不宜采用。石棉水泥波瓦墻連接構(gòu)造

單層工業(yè)建筑設(shè)計

14.7.2單層工業(yè)建筑天窗構(gòu)造1.矩形天窗

矩形天窗具有中等的照度，光線均勻，防雨較好，窗扇可開啟以兼作通風(fēng)，故在冷加工車間廣泛應(yīng)用。

特點：缺點是構(gòu)件類型多，自重大、造價高。為了獲得良好的采光效率，矩形天窗的寬度b宜等于廠房跨度L的1/3-1/2，天窗高寬比h/b為0.3左右，相鄰兩天窗的軸線間距L0不宜大于工作面至天窗下緣高度H的四倍。

單層工業(yè)建筑設(shè)計矩形天窗的幾何尺寸矩形天窗的外景和內(nèi)景

單層工業(yè)建筑設(shè)計

1.矩形天窗

矩形天窗具有中等的照度，光線均勻，防雨較好，窗扇可開啟以兼作通風(fēng)，故在冷加工車間廣泛應(yīng)用。

特點：缺點是構(gòu)件類型多，自重大、造價高。

矩形天窗組成：天窗架

天窗扇

天窗屋面板

天窗側(cè)板

天窗端壁

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（1）天窗架天窗架是天窗的承重構(gòu)件，支承在屋架上弦上，常用鋼筋混凝土或型鋼制作。鋼筋混凝土天窗架與鋼筋混凝土屋架配合使用，一般為П形或W形，也可做成雙Y形。鋼天窗架重量輕、制作及吊裝方便，除用于鋼屋架外，也可用于鋼筋混凝土屋架。鋼天窗架常用的形式有桁架式和多壓桿式兩種。天窗架形式示例

單層工業(yè)建筑設(shè)計

常用鋼筋混凝土天窗架的尺寸

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（2）天窗扇天窗扇的主要作用是采光、通風(fēng)和擋雨。常用木材、鋼材及塑料制作，其中鋼天窗扇應(yīng)用最廣。它的開啟方式有兩種：上懸式和中懸式。前者防雨性能較好，但開啟角度不能大于45°，故通風(fēng)較差；后者開啟角度可達(dá)60°～80°，故通風(fēng)流暢，但防雨性能欠佳。彩鋼天窗扇

單層工業(yè)建筑設(shè)計

1）上懸式鋼天窗扇①通長天窗扇：由兩個端部固定窗扇和若干個中間開啟窗扇連接而成，其組合長度應(yīng)根據(jù)矩形天窗的長度和選用天窗扇開關(guān)器的啟動能力來確定。

②分段天窗扇:它是在每個柱距內(nèi)分別設(shè)置天窗扇，其特點是開啟及關(guān)閉靈活，但窗扇用鋼量較多。

單層工業(yè)建筑設(shè)計

2）中懸式鋼天窗扇

中懸鋼天窗扇因受天窗架的阻擋只能分段設(shè)置，一個柱距內(nèi)僅設(shè)一樘窗扇。我國定型產(chǎn)品的中懸鋼天窗扇高度有三種：900mm、1200mm、1500mm，可按需要組合。

單層工業(yè)建筑設(shè)計（3）天窗端壁

天窗兩端的承重圍護(hù)構(gòu)件稱為天窗端壁。通常采用預(yù)制鋼筋混凝土端壁板或鋼天窗架石棉水泥瓦端壁。前者用于鋼筋混凝土屋架；后者多用于鋼屋架。為了節(jié)省材料，鋼筋混凝土天窗端壁常作成肋形板代替天窗架，支承天窗屋面板。端壁板及天窗架與屋架上弦的連接均通過預(yù)埋鐵件焊接。鋼筋混凝土天窗端壁構(gòu)造示意

單層工業(yè)建筑設(shè)計石棉水泥瓦天窗端壁構(gòu)造示意

單層工業(yè)建筑設(shè)計（4）天窗屋頂和檐口天窗的屋頂構(gòu)造一般與廠房屋頂構(gòu)造相同。當(dāng)采用鋼筋混凝土天窗架，無檁體系大型屋面板時，其檐口構(gòu)造有兩類：①帶挑檐的屋面板：無組織排水的挑檐出挑長度一般為500mm。②設(shè)檐溝板：有組織排水可采用帶檐溝屋面板，或者在天窗架端部預(yù)埋鐵件焊接鋼牛腿，支承天溝。鋼筋混凝土天窗檐口

單層工業(yè)建筑設(shè)計（5）天窗側(cè)板在天窗扇下部需設(shè)置天窗側(cè)板，側(cè)板的作用是防止雨水濺入車間及防止因屋面積雪擋住天窗扇。從屋面至側(cè)板上緣的距離一般為300mm，積雪較深的地區(qū)，可采用500mm。側(cè)板的形式應(yīng)與屋面板構(gòu)造相適應(yīng)。當(dāng)屋面為無檁體系時，側(cè)板可采用鋼筋混凝土槽型板或鋼筋混凝土小板。當(dāng)屋面為有檁體系時，側(cè)板常采用石棉瓦、壓型鋼板等輕質(zhì)材料。

單層工業(yè)建筑設(shè)計鋼筋混凝土側(cè)板鋼天窗架輕質(zhì)側(cè)板

單層工業(yè)建筑設(shè)計2.平天窗

（1）平天窗的類型：有采光罩、采光板、采光帶等三種。①采光罩是在屋面板的孔洞上設(shè)置錐形、弧形透光材料。②采光板是在屋面板的孔洞上設(shè)置平板透光材料。③采光帶是在屋面的通長(橫向或縱向)孔洞上設(shè)置平板透光材料。

單層工業(yè)建筑設(shè)計采光罩采光板的形式和組成采光帶

單層工業(yè)建筑設(shè)計

（2）平天窗的構(gòu)造：平天窗類型雖然很多，但其構(gòu)造要點是基本相同的，即井壁、橫檔、透光材料的選擇及搭接、防眩光、安全保護(hù)、通風(fēng)措施等。平天窗（采光板）的構(gòu)造組成

單層工業(yè)建筑設(shè)計1）井壁構(gòu)造平天窗采光口的邊框稱為井壁。它主要采用鋼筋混凝土制作，可整體澆注也可預(yù)制裝配。井壁高度一般為150-250mm，且應(yīng)大于積雪深度。鋼筋混凝土井壁構(gòu)造

單層工業(yè)建筑設(shè)計2）玻璃搭接構(gòu)造平天窗的透光材料主要采用玻璃。當(dāng)采用兩塊或兩塊以上玻璃時，玻璃搭接需要滿足防水要求。上下玻璃搭接構(gòu)造

單層工業(yè)建筑設(shè)計3）透光材料及安全措施透光材料可采用玻璃、有機玻璃和玻璃鋼等。由于玻璃的透光率高，光線質(zhì)量好，所以采用玻璃最多。從安全性能看，可考慮選擇鋼化玻璃、夾層玻璃、夾絲玻璃等。從熱工性能方面來看，可考慮選擇吸熱玻璃、反射玻璃、中空玻璃等。如果采用非安全玻璃應(yīng)在其下設(shè)金屬安全網(wǎng)。若采用普通平板玻璃，應(yīng)避免直射陽光產(chǎn)生眩光及輻射熱，可在平板玻璃下方設(shè)遮陽格片。

單層工業(yè)建筑設(shè)計4）通風(fēng)措施平天窗的作用主要是采光，若需兼作自然通風(fēng)時，有以下幾種方式：①采光板或采光罩的窗扇做成能開啟和關(guān)閉的形式。②帶通風(fēng)百頁的采光罩。③組合式通風(fēng)采光罩，它是在兩個采光罩之間設(shè)擋風(fēng)板，兩個采光罩之間的垂直口是開敞的，并設(shè)有擋雨板，既可通風(fēng)，又可防雨。④在南方炎熱地區(qū)，可采用平天窗結(jié)合通風(fēng)屋脊進(jìn)行通風(fēng)的方式。上下玻璃搭接構(gòu)造

單層工業(yè)建筑設(shè)計a）可開啟式b）百葉式平天窗的通風(fēng)構(gòu)造c）組合式d）通風(fēng)屋脊式

單層工業(yè)建筑設(shè)計3.鋸齒形天窗

鋸齒形天窗是將廠房屋蓋做成鋸齒形，在其垂直面（或稍傾斜）設(shè)置采光、通風(fēng)口。

特點：采光效率高，光線穩(wěn)定等，但應(yīng)注意其采光方向性強，車間內(nèi)的機械設(shè)置宜與天窗布置垂直。適用范圍：多用于要求光線穩(wěn)定和需要調(diào)節(jié)溫、濕度的廠房（如紡織、精密機械等類型的單層廠房）。

為了保證采光均勻，鋸齒形天窗的軸線間距不宜超過工作面至天窗下緣高度的2倍。因此，在跨度較大的廠房中設(shè)鋸齒形天窗時，宜在屋架上設(shè)多排天窗。

單層工業(yè)建筑設(shè)計

c）一跨內(nèi)設(shè)多排鋸齒形天窗鋸齒形天窗示意圖a）垂直玻璃面b）傾斜玻璃面

單層工業(yè)建筑設(shè)計4.下沉式天窗

下沉式天窗是在擬設(shè)置天窗的部位，把屋面板下移鋪在屋架的下弦上，從而利用屋架上下弦之間的空間構(gòu)成天窗。下沉式天窗沒有天窗架和擋風(fēng)板，降低了高度、減輕了荷載，但增加了結(jié)構(gòu)和施工的復(fù)雜程度。

根據(jù)其下沉部位的不同，可分為三種類型

縱向下沉

橫向下沉

井式下沉

單層工業(yè)建筑設(shè)計