单层工业厂房建筑设计
横向骨架体系包括屋面大梁(屋架)、柱子、柱基础等。 横向骨架体系包括屋面大梁(屋架)、柱子、柱基础等。 )、柱子 纵向连系构件包括屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等。 纵向连系构件包括屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等。 这种结构坚固耐久,建设周期短,与钢结构相比可节省钢材, 这种结构坚固耐久,建设周期短,与钢结构相比可节省钢材, 造价较低,故在国内外工业建筑中应用十分广泛。唯其自重大, 造价较低,故在国内外工业建筑中应用十分广泛。唯其自重大, 抗震性能比钢结构厂房差。 抗震性能比钢结构厂房差。
(1)承重结构 横向排架、纵向连系构件和支撑系统组成 组成。 横向排架、纵向连系构件和支撑系统组成。
横向排架由基础、柱子、屋架(或屋面大梁)组成, 1)横向排架由基础、柱子、屋架(或屋面大梁)组成,用以承受厂 房的各种荷载。 房的各种荷载。 纵向连系构件包括基础梁、连系梁、吊车梁、大型屋面板( 2)纵向连系构件包括基础梁、连系梁、吊车梁、大型屋面板(或檩 它们与横向排架构成整个骨架, 条)等。它们与横向排架构成整个骨架,保证厂房的整体性与稳 定性; 定性;纵向构件还要承受作用于山墙上的风荷载及吊车纵向制动 并将其传给柱子。 力,并将其传给柱子。 为了保证厂房骨架的整体性刚度, 3)为了保证厂房骨架的整体性刚度,还需在厂房屋架之间和柱间设 置支撑系统,分别称为屋盖支撑、柱间支撑和系杆。 置支撑系统,分别称为屋盖支撑、柱间支撑和系杆。 组成骨架的柱子、屋架、 组成骨架的柱子、 屋架、柱基础和吊车梁是厂房的主要承重 构件,关系到厂房的坚固与安全,设计时必须给予足够的重视。 构件,关系到厂房的坚固与安全,设计时必须给予足够的重视。
第7章 单层工业建筑设计
7.1 工业建筑概述
7.1.1 工业建筑的类型、特点和设计要求 工业建筑的类型、
二、工业建筑类型 :
(一)按厂房用途分
(1)主要生产厂房 )
用于完成产品从原料到成品的加工的主要工艺过程的各类厂房。 用于完成产品从原料到成品的加工的主要工艺过程的各类厂房。
(2)辅助生产厂房 )
这类厂房主要用于机械制造工业、冶金工业、化纤工业等。 这类厂房主要用于机械制造工业、冶金工业、化纤工业等。
(3)多层厂房 )
用于电子、精密仪器、食品和轻工业。适用于设备、产品较轻、 用于电子、精密仪器、食品和轻工业。适用于设备、产品较轻、 竖向布置工艺流程的生产项目。 竖向布置工艺流程的生产项目。
(4)混合层数厂房 )
7.2 单层工业建筑柱网选择
7.2.1 柱网选择的依据
在骨架结构厂房中,柱子是最主要的承重构件,作为厂房平 在骨架结构厂房中,柱子是最主要的承重构件, 面设计重要内容之一的结构布置,要求确定柱子的平面位置,亦 面设计重要内容之一的结构布置,要求确定柱子的平面位置, 即柱网选择。 即柱网选择。 柱子在厂房平面上排列所形成的网格称为柱网 柱网, 柱子在厂房平面上排列所形成的网格称为柱网,柱网尺寸是 由跨度和柱距组成的。 由跨度和柱距组成的。 跨度, 柱子纵向定位轴线之间的距离称为跨度 柱子纵向定位轴线之间的距离称为跨度,横向定位轴线之间 的距离称作柱距 柱网的选择实际上就是选择厂房的跨度选择厂房的跨度和柱距。
(三)桥式吊车
桥式吊车由起重行车及桥架组成。 桥式吊车由起重行车及桥架组成。桥架上铺有起重行车运行的 轨道(沿厂房横向布置) 桥架两端借助行走轮在吊车轨道( 轨道(沿厂房横向布置),桥架两端借助行走轮在吊车轨道(沿厂 房纵向)上运行,吊车轨道铺设在由柱子支承的吊车梁上。 房纵向)上运行,吊车轨道铺设在由柱子支承的吊车梁上。桥式吊 车的司机室多设在吊车桥架端部,极少数设在桥架中部。 车的司机室多设在吊车桥架端部,极少数设在桥架中部。根据每班 内平均工作时间的多少,桥式吊车可分为: 内平均工作时间的多少,桥式吊车可分为: 重级工作制(工作时间> 重级工作制(工作时间>40%), ), 中级工作制(工作时间为25%~40%), 中级工作制(工作时间为 ~ ), 轻级工作制(工作时间为15%~25%)。 轻级工作制(工作时间为 ~ )。 桥式吊车的起重量可由5t到数百吨 它在工业建筑中应用很广。 到数百吨, 桥式吊车的起重量可由 到数百吨,它在工业建筑中应用很广。 由于所需净空高度大,自重巨大,加之高空运行, 由于所需净空高度大,自重巨大,加之高空运行,故对厂房结构受 力是很不利的。 力是很不利的。 龙门吊车的荷载直接传到基础上, 龙门吊车的荷载直接传到基础上,因而大大减轻了厂房承重结 构的荷载,便于扩大柱距以适应工艺流程的改造。 构的荷载,便于扩大柱距以适应工艺流程的改造。但龙门吊车行驶 速度缓慢,且多占厂房使用面积,所以还不能全然替代桥式吊车。 速度缓慢,且多占厂房使用面积,所以还不能全然替代桥式吊车。
骨架结构按材料可分为砌体结构 、 骨架结构按材料可分为 砌体结构、 钢筋混凝土结 砌体结构 构和钢结构。 构和钢结构。
(1)砌体结构
由粘土砖等砌块砌筑成的柱子、钢筋混凝土屋架( 由粘土砖等砌块砌筑成的柱子、钢筋混凝土屋架(或屋面大 或钢屋架等组成。 梁)或钢屋架等组成。
(2)钢筋混凝土结构
这种骨架结构主要由横向骨架和纵向连系构件组成。 这种骨架结构主要由横向骨架和纵向连系构件组成。 横向骨架 组成
单轨悬挂式吊车按操纵方法有手动和电动两种。 单轨悬挂式吊车按操纵方法有手动和电动两种。 此吊车由运行和提升两部分组成,安装在工字形钢轨上, 此吊车由运行和提升两部分组成,安装在工字形钢轨上,钢轨 悬挂在屋架(或屋面大梁)下弦上,轨道为单轨式, 悬挂在屋架(或屋面大梁)下弦上,轨道为单轨式,布置或直或 为此厂房屋顶应有较大的刚度,以适应吊车荷载的作用。 曲。为此厂房屋顶应有较大的刚度,以适应吊车荷载的作用。悬 挂式吊车的起重量较小,一般为1 挂式吊车的起重量较小,一般为1~2t。
房屋建筑学 房屋建筑学
第7章
提几个问题,同学们找出答案:
1.与民用建筑相比较,工业建筑的特点是什么? 1.与民用建筑相比较,工业建筑的特点是什么? 与民用建筑相比较 2.单层骨架式承重工业厂房的承重结构由哪些构件组成? 单层骨架式承重工业厂房的承重结构由哪些构件组成? 单层骨架式承重工业厂房的承重结构由哪些构件组成 3.什么是联系梁?什么是基础梁? 3.什么是联系梁?什么是基础梁? 什么是联系梁 单层骨架式承重工业厂房的联系梁和圈梁有什么异同? 单层骨架式承重工业厂房的联系梁和圈梁有什么异同? 4.什么是单层工业厂房封闭式结合非封闭式结合? 4.什么是单层工业厂房封闭式结合非封闭式结合? 什么是单层工业厂房封闭式结合非封闭式结合
(3)恒温恒湿厂房 )
在稳定的温湿度状态下进行生产的车间。 在稳定的温湿度状态下进行生产的车间。如:纺织车间和精密仪器等 车间。 车间。
(4)洁净厂房 )
为保证产品质量,在无尘无菌, 为保证产品质量,在无尘无菌,无污染的洁净状况下进行生产的车 集成电路车间、医药工业、食品工业的一些车间等。 间。如:集成电路车间、医药工业、食品工业的一些车间等。
这类结构的屋盖属于空间结构,其特点是受力合理, 这类结构的屋盖属于空间结构,其特点是受力合理,能充分地发挥材 料的力学性能,其空间刚度大,抗震性能较强。缺陷是施工复杂, 料的力学性能,其空间刚度大,抗震性能较强。缺陷是施工复杂,大跨及 连跨厂房不便采用。 连跨厂房不便采用。
另一类诸如门式刚架、 形板结构 形板结构。 另一类诸如门式刚架、T形板结构。
(2)围护结构
单层厂房的外围结构主要包括外墙、屋顶、地面、 单层厂房的外围结构主要包括外墙、屋顶、地面、门窗及天 是单层工业厂房的外壳, 窗,是单层工业厂房的外壳,对于维持厂房室内良好的物理环境 起着重要的保障作用。 起着重要的保障作用。
7.1.3 单层工业厂房内部的起重运输设备
(一)单轨悬挂式吊车
门式刚架(简称门架)是一种梁柱合一的结构形式; 门式刚架 ( 简称门架 ) 是一种梁柱合一的结构形式 ; 而 T形板用作竖 形板用作竖 向承重构件时相当于墙柱结合的构件。这类结构的共同特点是构件类型少, 向承重构件时相当于墙柱结合的构件。这类结构的共同特点是构件类型少, 材料节省。 材料节省。
(三)装配式钢筋的混凝土排架结构的组成
(三)按厂房层数分
(1)单层厂房 )
广泛应用于机械、冶金等工业。使用于有大型设备及加工件, 广泛应用于机械 、冶金等工业。 使用于有大型设备及加工件 , 有较大动荷载和大型起重运输设备、 有较大动荷载和大型起重运输设备 、 需要水平方向组织工业流程 和运输的生产项目。 和运输的生产项目。
(2)双层厂房 )
7.1.2 单层工业建筑的结构类型
单层工业建筑的结构类型可以分为: 单层工业建筑的结构类型可以分为: 墙承重结构, 墙承重结构, 两类。 骨架承重结构 两类。 只有当厂房的跨度、高度、 只有当厂房的跨度、高度、吊车荷载较小或无吊车时才 采用承重墙承重结构,通常多采用骨架承重结构。 采用承重墙承重结构,通常多采用骨架承重结构。
(5)运输工具用房 )
停放、检修各种运输工具的库房。 停放、检修各种运输工具的库房。
(二)按厂房生产状况分
(1)冷加工厂房 )
在正常温湿度状况下进行生产的车间,如:机械加工、装配等车间。 正常温湿度状况下进行生产的车间, 状况下进行生产的车间 机械加工、装配等车间。
(2)热加工厂房 )
在高温或熔化状态下进行生产的车间。在生产中产生大量的热量及有 在高温或熔化状态下进行生产的车间。 害气体、烟尘。 冶炼、铸造、锻造和轧钢等车间。 害气体、烟尘。如:冶炼、铸造、锻造和轧钢等车间。
同一厂房内既有多层也有单层,单层或跨层内设置大型生产设 同一厂房内既有多层也有单层, 多用于化工和电力工业。 备,多用于化工和电力工业。
多层厂房
混合层数厂房
(4)满足卫生及安全要求 )
1)应有与生产工艺适应的天然采光,以保证厂房内部工作面上的照度; )应有与生产工艺适应的天然采光,以保证厂房内部工作面上的照度; 还应有良好的自然通风; 还应有良好的自然通风; 2)设法排除生产余热、废气及有害气体,以提供卫生的工作环境; )设法排除生产余热、废气及有害气体,以提供卫生的工作环境; 3)对散发有害气体、有害辐射和存在严重噪声的厂房,应采取净化、 )对散发有害气体、有害辐射和存在严重噪声的厂房,应采取净化、 隔离、消声、隔声等措施,以减少或消除不必要的危害; 隔离、消声、隔声等措施,以减少或消除不必要的危害; 4)美化室内环境,注意厂房绿及色彩处理,优化生产环境。 )美化室内环境,注意厂房绿及色彩处理,优化生产环境。