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1、第五篇 工业建筑设计,第3章 单层工业建筑设计,第3章 单层工业建筑设计,本章重点 1、单层工业建筑的结构类型与构件组成 2、单层工业厂房柱网的相关概念 3、工业建筑高度的确定 4、横向定位轴线与纵向定位轴线 5、封闭式结构与非封闭式结合,按结构支承方式分： 1.承重墙支承 （建筑的跨度、高度、吊车荷载 较小时采用） 2.骨架支承 （建筑的跨度、高度和吊车荷载较大采用）,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成,骨架结构特点：,由柱子、屋架或屋面大梁等承重构件组成，内外墙一般不承重，只起到围护或分隔作用；,骨架结构分类：排架体系、其他体系 排架体系：砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构,3.1单层工
2、业建筑的结构类型与构件组成,砌体结构,3.1.1 排架结构体系,组合方式： 砖柱+钢筋砼屋架或屋面梁 砖柱+木屋架 砖柱+轻钢或组合屋架 特点：构造简单，承载能力及抗地震和振动性能较差 适用于：吊车起重量不超过5T，跨度不大于15M的小型厂房,装配式钢筋混凝土结构,3.1.1 排架结构体系,特点：结构坚固耐久，可预制装配，与钢结构相比可节约钢材，造价较低；但其自重大，抗震性能不如钢结构。 适用于：跨度小于30M的单层厂房,装配式钢筋混凝土结构,1边列柱； 2中列柱； 3屋面大梁 4天窗架； 5吊车梁； 6连系梁； 7基础梁； 8基础； 9外墙； 10圈粱； ll屋面板 12地面； 13天窗扇
3、14散水 15风力,3.1.1 排架结构体系,装配式钢筋混凝土结构,某厂房断面示例,3.1.1 排架结构体系,钢结构,钢结构厂房,钢柱,钢屋架,3.1.1 排架结构体系,3.1.1 排架结构体系,组合方式：主要承重构件全部用钢材做成 特点： 抗地震和振动性能好，构件较轻， 施工速度快；但钢结构易锈蚀， 耐火性能差。 适用于： Q50T,L24M,大荷载大跨度及 有振动,钢结构,钢结构厂房示例,钢檩条,钢柱,3.1.1 排架结构体系,空间结构：屋顶部分改用轻型屋盖，如V型折板结构、单面或双面曲壳结构、或者网架结构。,特点：受力合理，能充分地发挥材料的力学性能，空间刚度大， 抗震性能较强。,缺点：
4、施工复杂。,3.1.2 其他结构体系,门式刚架（门架）：梁柱合一的结构形式，可用钢筋 混凝土或钢结构制作；,T形板：用作竖向承重构件时相当于墙柱结合的构件， 特点： 构件类型少，节省材料。,3.1.2 其他结构体系,V型折板结构,3.1.2 其他结构体系,网架结构,3.1.2 其他结构体系,单跨门式钢架,3.1.2 其他结构体系,3.2单层工业建筑的柱网选择,3.2.1 生产工艺是工业建筑设计的依据,常见生产工艺流程示意图,3.2.2 工业建筑平面形式的选择 -生产状况与平面形式,厂房平面轮廓形式：,一般形式：矩形、方形等； 特殊形式：L形、U形、E形等；,三种平面形式的经济性比较：方形平面与
5、矩形平面、L形平面相比，在面积相等的条件下，矩形、L形平面外围护结构的周长比方形平面长约25。同时，方形厂方的造价也比矩形、长条形厂房低620,3.2.3柱网的选择,跨度与柱距,3.2.3柱网的选择,柱距,跨度,柱网实例,3.2.3柱网的选择,柱网确定的原则是：,（一）满足生产工艺要求,3.2.3柱网的选择, 设备大小 设备布置方式 交通运输所需空间 生产操作及检修所需空间,3.2.3柱网的选择,设置托架,3.2.3柱网的选择,（三）符合厂房建筑模数协调标准GBJ6-86的要求。,当工业建筑跨度18m时，应采用扩大模数30M的尺寸系列，即跨度可取9m、12m、15m。,当跨度尺寸18m时，按6
6、0M模数增长，即跨度可取18m,24m,30m和36m。,柱距采用60M数列，即6m、12m、18m等。,3.2.3柱网的选择,（四）扩大柱网,为适应现代工业生产的变化，工业建筑应具有灵活性与通用性，扩大柱网是途径之一。将柱距由6m扩大至12m、18m乃至24m，如柱网（跨度柱距）15m12m、18m12m、24m12m、18m18m、24m24m等。大柱网在钢结构中更易于实现。,3.2.3柱网的选择,3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式,剖面设计的任务：,1、确定厂房高度； 2、处理车间的采光、通风和屋面排水问题；,剖面设计：主要从厂房的建筑空间处理上满足生产对厂房提出的各种要求。,3.3
7、.1工业建筑高度的确定,单层工业建筑高度的定义：,起点：室内地坪,终点：屋顶承重结构最低点,H,一般以柱顶标高为标志,3.3.1工业建筑高度的确定,单层工业建筑高度的定义：,起点：室内地坪,终点：屋顶承重结构最低点,H,特殊情况,1、H（柱顶标高）的确定：,（1）无吊车厂房,需考虑因素：,最高生产设备的高度、安装检修,人心里因素,3M模数要求、最低标高要求,1、H（柱顶标高）的确定：,（2）有吊车厂房,h1,h2,h1-需跨越的最大设备高度,h2-起吊物与跨越物间的安全距离，一般为400500mm,h3,h3-起吊物件的最大高度,h4,h4吊索最小高度（1m),h5,h5吊钩至轨顶面的距离，由
8、吊车规格表中查得,h6,h6轨顶至小车顶面高度,h7,h7安全净空尺寸,H1,=H1,H=H1+ h6+h7,我国厂房建筑统一化基本规则规定： 在多跨工业建筑中，当高差值等于或小于1.2m时不设高差； 在不采暖的多跨工业建筑中，高跨一侧仅有一个低跨，且高差值等于或小于1.8m时，也不设置高差。当有地震设防要求时，上述高差小于2.4m时，宜做等高跨处理。,1、H（柱顶标高）的确定：,（3）高低跨高度的处理,高度对造价有直接影响，确定高度时应有效地利用和节约空间，降低建筑造价。,1、H（柱顶标高）的确定：,确定室内地坪标高就是确定室内地坪相对于室外地面的高差。,设此高差的目的是防止雨水浸入室内，同
9、时考虑到单层工业建筑运输工具进出频繁，高差值过大则出入不便.,工业建筑室内外高差一般取150mm。,2、室内地坪标高的确定：,3.3.2单层工业建筑屋顶形式与排水方式,无组织排水,长天沟端部外排水,3.3.2单层工业建筑屋顶形式与排水方式,缓长坡屋顶：管网短，构造简单，可以减少维修和投资费用，既可节约室内空间，又可提高屋面的耐久性。特别适合严禁漏水以防引起爆炸事故的车间（如冶炼车间）等。,多跨工业建筑减少内天沟实例,3.4单层工业建筑的定位轴线,定位轴线:,定义：确定工业建筑主要承重构件的平面位置及其标志尺寸的基准线，同时也是工业建筑施工放线和设备安装定位的依据。,确定工业建筑定位轴线必须执行
10、厂房建筑模数协调标准GBJ6-86有关规定。,纵向定位轴线：长轴方向的定位轴线，相邻两条轴线间的距离即跨度。,横向定位轴线：短轴方向的定位轴线，相邻两条轴线间的距离即柱距。,单层工业建筑定位轴线示意,3.4.1横向定位轴线,标定了纵向构件的标志端部，如吊车梁、联系梁、基础梁、屋面板、墙板、纵向支撑等。,确定原则：主要考虑工艺的可行性、结构的合理性和构造的简单可行。,3.4.1横向定位轴线,一、柱与横向定位轴线的联系,中间柱的截面中心线与横向定位轴线重合，而且屋架中心线是与横向定位轴线重合，工业建筑的纵向结构构件如屋面板、吊车梁、连系梁的标志长度皆以横向定位轴线为界。,二、山墙与横向定位轴线的联
11、系,3.4.1横向定位轴线,（1）山墙为非承重墙时，墙内缘与横向定位轴线重合，端部柱的中心线从横向定位轴线内移600mm。,三、山墙与横向定位轴线的联系,墙体块材的半块（长） 、半块的倍数（长）或墙厚 的一半,3.4.1横向定位轴线,（2）山墙为承重墙时，墙内缘与横向定位轴线的距离为砌体材料的半块或半块的倍数或墙厚的一半,三、横向伸缩缝、防震缝部位柱与横向定位轴线的联系,采用双柱处理，为保证缝宽 的要求，此处应设两条定位 轴线，缝两侧柱截面中心均 应自定位轴线向两侧内移 600mm。两条定位轴线之间 的距离称做插入距，等于变 形缝宽。,3.4.1横向定位轴线,横向变形缝,横向变形缝,变形缝实例
12、,3.4.1横向定位轴线,3.4.2纵向定位轴线,屋架,纵向定位轴线：标定横向构件屋架或屋面大梁标志尺寸的端部位置，也是大型屋面板边缘的位置。,3.4.2纵向定位轴线,屋架,（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系,e吊车轨道中心线至纵向定位轴线的距离 如图示 e=h0+CbB,Lk=L-2e,B,Cb,h0,3.4.2纵向定位轴线,（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系,（1）封闭式结合 当纵向定位轴线与柱外缘和墙内缘相重合时，称为封闭结合。,优点：屋面板全部采用标准板，不需设补充构件，构造简单、施工方便。,3.4.2纵向定位轴线,（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系,（2）非封闭式结合 边柱外缘
13、与纵向定位轴线间有一定的距离。 在柱距为6m、吊车起重量Q30t/5t时， 封闭式结合不能满足吊车端部外缘至上柱 内缘的安全净空尺寸要求。,3.4.2纵向定位轴线,（二）中柱与纵向定位轴线的联系,（1）当厂房为平行等高跨时，通常设置单柱和一条定位轴线，柱的中心线一般与纵向定位轴线相重合,3.4.2纵向定位轴线,当等高跨中柱需采用非封闭结合时，仍可采用单柱，但需设两条定位轴线，在两轴线间设插入距，并使插入距中心与柱中心相重合,（二）中柱与纵向定位轴线的联系,3.4.2纵向定位轴线,（二）中柱与纵向定位轴线的联系,（2）高低跨中柱与纵向定位轴线,3.4.2纵向定位轴线,1） 单轴线封闭结合。高跨上
14、柱外缘与纵向定位轴线重合，纵向定位轴线按封闭结合设计，不需设联系尺寸,（二）中柱与纵向定位轴线的联系,（2）高低跨中柱与纵向定位轴线,3.4.2纵向定位轴线,2)双轴线：,（三）纵向伸缩缝、防震缝处柱与纵向定位轴线的联系,当工业建筑宽度较大时，垂直于宽度方向须设置纵向伸缩缝解决横向变形的问题。,等高工业建筑设置：采用单 柱并设两条定位轴线。伸缩 缝一侧的屋架或屋面梁搁置 在活动支座上。,3.4.2纵向定位轴线,（三）纵向伸缩缝、防震缝处柱与纵向定位轴线的联系,不等高工业建筑一般设置在高低跨处。,特点：结构简单，工程量少，但柱外形复杂，制作不便，当两侧高差悬殊或吊车起重量差异较大时不宜采用。,3
15、.4.2纵向定位轴线,（三）纵向伸缩缝、防震缝处柱与纵向定位轴线的联系,采用双柱：用两条定位轴线，并设插入距。柱与定位轴线的关系可分别按各自的边柱处理。,高低跨两侧的结构实际是各自独立、自成系统，仅是互相靠拢，以便下部空间相通，有利于组织生产。,3.4.2纵向定位轴线,不等高工业建筑纵向伸缩缝处双柱与纵向定位轴线的联系,3.4.2纵向定位轴线,3.4.3纵横跨相交处的定位轴线,常在相交处设变形缝；,纵跨山墙处处理，横跨边柱和外墙处处理,双柱单墙处理，相交处外墙不落地，成为悬墙，属于横跨。,其定位轴线编号常是以跨数较多部分为准统一编排。,纵横跨相交处柱与定位轴线的联系,3.4.2纵向定位轴线,1
16、.装配式钢筋混凝土排架结构厂房的主要结构构件有哪些?相互关系如何? 2. 常用的柱距、跨度尺寸有哪些? 3.如何确定厂房高度？室内外高差宜取多少?为什么? 4.定位轴线的含义和作用是什么？,本章小结,习题,某装配式单层厂房，柱距6m，下图为车间平面示意图，试绘出下列节点图,18000,24000,B跨 H=4.2 Q=10t,A跨 H=5.1 Q=30t,1,1节点柱、封墙、屋架与纵向定位轴线之间的关系,2,2节点中柱与纵向定位轴线之间的关系,H=3.9m,Q=30/5t; H=5.1m,3,3节点纵横跨相交处柱与定位轴线的关系,第6篇 工业建筑构造,主要内容,1、外墙、厂房大门、地面构造,2、天窗构造,1、外墙、厂房大门、地
