5.3单层工业建筑设计.ppt
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1、第五篇第五篇 工业建筑设计工业建筑设计第第3 3章章 单层工业建筑设计单层工业建筑设计3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成单层工业建筑的结构类型与构件组成 按结构支承方式分:按结构支承方式分:1.承重墙支承承重墙支承(建筑的跨度、高度、吊车荷载(建筑的跨度、高度、吊车荷载 较小时采用)较小时采用)2.骨架支承骨架支承 (建筑的跨度、高度和吊车荷载较大采用)(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单层工业建筑的结构类型与构件组成骨架结构特点:骨架结构特点:第第3 3章章 单层工业建筑设计单层工业建筑设计由柱子、屋架或屋面大梁等承重构件组成,内外墙一般不承由柱
2、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;重,只起到围护或分隔作用;可提供宽大通敞的工业建筑室内空间;可提供宽大通敞的工业建筑室内空间;骨架主要承受建筑的各种荷载;骨架主要承受建筑的各种荷载;材料工程性能充分发挥,设计更趋合理、有效、节省造价。材料工程性能充分发挥,设计更趋合理、有效、节省造价。骨架结构分类:骨架结构分类:砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构砌体结构砌体结构 由砖石等砌块砌筑成柱子,钢筋混凝土屋由砖石等砌块砌筑成柱子,钢筋混凝土屋架架(或屋面大梁或屋面大梁)、钢屋架等组成。、钢屋架等组成。3.1单层工业建筑的结构类型与
3、构件组成单层工业建筑的结构类型与构件组成装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构 组成:横向骨架和纵向连系构件组成:横向骨架和纵向连系构件3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成单层工业建筑的结构类型与构件组成横向骨架横向骨架:屋面大梁屋面大梁(或屋架或屋架)、柱子、柱基础,承受各种、柱子、柱基础,承受各种荷载荷载 纵向连系构件纵向连系构件:屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等,屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等,将各个横向骨架连接成整体骨架,提高整体稳定性。将各个横向骨架连接成整体骨架,提高整体稳定性。装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构 特点:特点:坚固耐久,采用预制装配法施工、坚固耐久,采用
4、预制装配法施工、建设周期短,节建设周期短,节省钢材,造价较低,省钢材,造价较低,3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成单层工业建筑的结构类型与构件组成自重大,抗震性能不如钢结构工业建筑。自重大,抗震性能不如钢结构工业建筑。装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构1 1边列柱;边列柱;2 2中列柱;中列柱;3 3屋面大梁屋面大梁4 4天窗架;天窗架;5 5吊车梁;吊车梁;6 6连系梁;连系梁;7 7基础梁;基础梁;8 8基础;基础;9 9外墙;外墙;1010圈粱;圈粱;llll屋面板屋面板1212地面;地面;1313天窗扇天窗扇1414散水散水1515风力风力 3.1单层工业建筑的结构类型与构件
5、组成单层工业建筑的结构类型与构件组成装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构 几种常见预制钢筋混凝土柱几种常见预制钢筋混凝土柱(a a)矩形柱矩形柱(b)b)工字型柱工字型柱(c)(d)c)(d)双肢柱双肢柱(e)e)管柱管柱装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构某某厂厂房房断断面面示示例例装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构厂房外观厂房外观钢结构钢结构钢结构厂房钢结构厂房钢柱钢屋架钢结构钢结构钢钢结结构构厂厂房房示示例例钢檩条钢柱钢钢结结构构厂厂房房示示例例钢钢结结构构厂厂房房示示例例支撑钢钢结结构构厂厂房房示示例例钢结构厂房示例钢结构厂房示例钢钢结结构构厂厂房房内内部部示示例例3.1
6、单层工业建筑的结构类型与构件组成单层工业建筑的结构类型与构件组成 空间结构:屋顶部分改用轻型屋盖,如空间结构:屋顶部分改用轻型屋盖,如V V型折板结构、单面型折板结构、单面 或双面曲壳结构、或者网架结构。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特点:受力合理,能充分地发挥材料的力学性能,空间刚度大,能,空间刚度大,抗震性能较强。抗震性能较强。缺点:施工复杂。缺点:施工复杂。3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成单层工业建筑的结构类型与构件组成门式刚架(门架):梁柱合一的结构形式,可用钢筋门式刚架(门架):梁柱合一的结构形式,可用钢筋 混凝土或钢结构制作;混凝土或钢
7、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,形板:用作竖向承重构件时相当于墙柱结合的构件,特点:特点:构件类型少,节省材料。构件类型少,节省材料。3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成单层工业建筑的结构类型与构件组成薄壳式屋顶结构薄壳式屋顶结构 门式刚架结构门式刚架结构3.2单层工业建筑的柱网选择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生产工艺是工业建筑设计的依据 第第3 3章章 单层工业建筑设计单层工业建筑设计生产工艺是工业建筑设计的依据生产工艺是工业建筑设计的依据 完整的工艺平面图包括:完整的工艺平面图包括:(1)根据生产的规模、性质、产品规格等确定的生
8、产工艺流程;)根据生产的规模、性质、产品规格等确定的生产工艺流程;(2)选择和布置生产设备和起重运输设备;)选择和布置生产设备和起重运输设备;(3)划分车间内部各生产工段及其所占有的面积;)划分车间内部各生产工段及其所占有的面积;(4)初步拟定工业建筑的跨间数、跨度和长度;)初步拟定工业建筑的跨间数、跨度和长度;(5)提出生产对建筑设计的要求,如采光、通风、防振、防尘、)提出生产对建筑设计的要求,如采光、通风、防振、防尘、防辐射等。防辐射等。3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择 工业建筑工业建筑平面及空间平面及空间组合设计,组合设计,是在工艺是在工艺 设设计及工艺布计及工艺布置的
9、基础上置的基础上进行的进行的生产工艺示意图生产工艺示意图3.2.1 生产工艺是工业建筑设计的依据生产工艺是工业建筑设计的依据 三种生产工艺流程形式:直线式、直线往复式和垂直式三种生产工艺流程形式:直线式、直线往复式和垂直式3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择直线式:适应的平面形式是矩形平面,可以是单跨,亦可是多直线式:适应的平面形式是矩形平面,可以是单跨,亦可是多 跨平行布置。单跨或两跨平行时采光通风较易解决,跨平行布置。单跨或两跨平行时采光通风较易解决,但建筑外墙面积过大,对保温隔热不利。这种平面简但建筑外墙面积过大,对保温隔热不利。这种平面简 单规整,适合对保温要求不高或生产
10、工艺流程无法改单规整,适合对保温要求不高或生产工艺流程无法改 变的工业建筑变的工业建筑3.2.2 工业建筑平面形式的选择工业建筑平面形式的选择 -生产工艺流程与平面形式生产工艺流程与平面形式往复式往复式 :相适应的平面形式是多跨并列的矩形平面,甚至方:相适应的平面形式是多跨并列的矩形平面,甚至方 形平面。形状规整,占地面积小,外墙面积较小,对节形平面。形状规整,占地面积小,外墙面积较小,对节 约材料约材料 和保温隔热有利。结构构造简单,造价低。适和保温隔热有利。结构构造简单,造价低。适 合于多种生产性质的工业建筑。采光通风及屋面排水合于多种生产性质的工业建筑。采光通风及屋面排水 复杂复杂垂直式
11、:相适应的平面形式是垂直式:相适应的平面形式是L形平面,即出现垂直跨。纵横形平面,即出现垂直跨。纵横 跨相接处,结构和构造复杂,经济性较差跨相接处,结构和构造复杂,经济性较差3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择3.2.2 工业建筑平面形式的选择工业建筑平面形式的选择 -生产工艺流程与平面形式生产工艺流程与平面形式常见生产工艺流程示意图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工业建筑平面形式的选择 -生产工艺流程与平面形式生产工艺流程与平面形式 三种平面形式的经济性比较:方形平面与矩形平面、三种平面形式的经济性比较:方形平面与矩形平面、L L形平形平面相比,在面积相等
12、的条件下,矩形、面相比,在面积相等的条件下,矩形、L L形平面外围护结构形平面外围护结构的周长比方形平面长约的周长比方形平面长约2525。同时,方形厂方的造价也比。同时,方形厂方的造价也比矩形、长条形厂房低矩形、长条形厂房低6 620203.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择3.2.2工业建筑平面形式的选择工业建筑平面形式的选择 -生产状况与平面形式生产状况与平面形式 生产状况也影响着工业建筑的平面形式,如热加工生产状况也影响着工业建筑的平面形式,如热加工车间在生产过程中散发出大量的余热和烟尘。在平车间在生产过程中散发出大量的余热和烟尘。在平面设计中应具有良好的自然通风条件,建筑平
13、面不面设计中应具有良好的自然通风条件,建筑平面不宜太宽。宜太宽。3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择生产工艺有时要求建筑平面设计成生产工艺有时要求建筑平面设计成L形,有良好的形,有良好的通风、采光、排气、散热和除尘功能,适用于中型通风、采光、排气、散热和除尘功能,适用于中型以上的热加工车间,以便于排除产生的热量、烟尘以上的热加工车间,以便于排除产生的热量、烟尘和有害气体。在平面布置时应将纵横跨之间的开口和有害气体。在平面布置时应将纵横跨之间的开口迎向夏季主导风向或与主导风向呈迎向夏季主导风向或与主导风向呈045夹角,夹角,改善通风效果和工作条件。改善通风效果和工作条件。3.2.3
14、柱网的选择柱网的选择3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择跨度:柱子纵向定位轴线之间的距离跨度:柱子纵向定位轴线之间的距离柱距:横向定位轴线之间的距离柱距:横向定位轴线之间的距离柱网:柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格柱网:柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格3.2.3柱网的选择柱网的选择3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择工艺设计人员在设计中,根据工艺流程和设备布置状况,工艺设计人员在设计中,根据工艺流程和设备布置状况,对跨度和柱距提出初始的要求,建筑设计人员在此基础上,对跨度和柱距提出初始的要求,建筑设计人员在此基础上,依照建筑及结构的设计原则,最终确定工业建筑
15、的跨度和依照建筑及结构的设计原则,最终确定工业建筑的跨度和柱距。柱距。柱网尺寸由跨度和柱距确定,柱网的选择就是选择跨度和柱网尺寸由跨度和柱距确定,柱网的选择就是选择跨度和柱距柱距。柱网确定的原则是:柱网确定的原则是:3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择(一)满足生产工艺要求(一)满足生产工艺要求 跨度和柱距要满足设备的大小和布置方式、材料和加工件跨度和柱距要满足设备的大小和布置方式、材料和加工件的运输、生产操作和维修等生产工艺所需的空间要求。的运输、生产操作和维修等生产工艺所需的空间要求。3.2.3柱网的选择柱网的选择柱网确定的原则:柱网确定的原则:(二)平面利用和结构方案经济合
16、理(二)平面利用和结构方案经济合理工业建筑因工艺要工业建筑因工艺要求,常将个别大型求,常将个别大型设备越跨布置,采设备越跨布置,采用抽柱方案,上部用抽柱方案,上部用托架梁承托屋架,用托架梁承托屋架,因根据实际情况,因根据实际情况,适当调整跨度和柱适当调整跨度和柱距。距。3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择3.2.3柱网的选择柱网的选择柱网确定的原则:柱网确定的原则:(三)符合(三)符合厂房建筑建筑模数协调标准厂房建筑建筑模数协调标准GBJ6-86的要求。的要求。当工业建筑跨度当工业建筑跨度18m时,应采用扩大模数时,应采用扩大模数30M的尺寸系列,的尺寸系列,即跨度可取即跨度可取
17、9m、12m、15m。当跨度尺寸当跨度尺寸18m时,按时,按60M模数增长,即跨度可取模数增长,即跨度可取18m,24m,30m和和36m。柱距采用柱距采用60M数列,即数列,即6m、12m、18m等。等。3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择3.2.3柱网的选择柱网的选择柱网确定的原则:柱网确定的原则:(四)扩大柱网(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,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。将柱距由扩大柱网是途径之一。将柱距由6m扩大至扩大至12m、18m乃至乃至24m,如柱网(跨度如柱网(跨度柱距)柱距)15
18、m12m、18m12m、24m12m、18m18m、24m24m等。大柱网在钢结构中更易于实等。大柱网在钢结构中更易于实 现。现。大柱网优点:大柱网优点:1)可有效提高建筑面积的利用率)可有效提高建筑面积的利用率2)有利于大型设备的布置及产品的运输)有利于大型设备的布置及产品的运输3)提高建筑的通用性,适应生产工艺的变更及生产设备的)提高建筑的通用性,适应生产工艺的变更及生产设备的更新更新4)有利于提高吊车的服务范围)有利于提高吊车的服务范围5)能减少建筑结构构件的数量,并能加快建设速度)能减少建筑结构构件的数量,并能加快建设速度3.2单层工业建筑的柱网选择单层工业建筑的柱网选择3.2.3柱网
19、的选择柱网的选择柱距跨度柱网实例柱网实例柱距柱网实例柱网实例3.3.1工业建筑高度的确定工业建筑高度的确定3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式单层工业建筑剖面与屋顶排水方式第第3 3章章 单层工业建筑设计单层工业建筑设计 剖面设计是在平面设计的基础上进行的,着重解决建筑剖面设计是在平面设计的基础上进行的,着重解决建筑在垂直空间方面如何满足生产的各项要求。在垂直空间方面如何满足生产的各项要求。生产工艺对剖面设计影响很大,设备的体形大小,工生产工艺对剖面设计影响很大,设备的体形大小,工艺流程的特点,生产状况,加工件的体量与重量,起重艺流程的特点,生产状况,加工件的体量与重量,起重运输设备的类型和
20、起重量等都直接影响工业建筑的剖面运输设备的类型和起重量等都直接影响工业建筑的剖面形式。形式。一、一、生产工艺对工业建筑剖面设计的影响生产工艺对工业建筑剖面设计的影响3.3.1工业建筑高度的确定工业建筑高度的确定3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 特殊情况下当屋顶承重结构为下沉式时,工业建筑的高度必特殊情况下当屋顶承重结构为下沉式时,工业建筑的高度必 须是由地坪面至屋顶承重结构的最低点。须是由地坪面至屋顶承重结构的最低点。二、单层工业建筑的高度定义二、单层工业建筑的高度定义 由室内地坪到屋顶承重结构最低点的距离,通常以柱顶标由室内地坪到屋顶承重结构最低点的距离,
21、通常以柱顶标高来代表工业建筑的高度。高来代表工业建筑的高度。(1)无吊车工业建筑)无吊车工业建筑 柱顶标高:按最大生产设备高度及安装检修所需的净空高度柱顶标高:按最大生产设备高度及安装检修所需的净空高度来确定,且应符合来确定,且应符合工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准TJ36-79的要求,的要求,同时柱顶标高还必须符合扩大模数同时柱顶标高还必须符合扩大模数3M(300mm)数列规定。柱数列规定。柱顶标高一般不得低于顶标高一般不得低于3.9m。(2 2)有吊车)有吊车 工业建筑工业建筑计算公式:计算公式:H=H1+h6+h7H=H1+h6+h73.3.1工业建筑高度的确定工业建筑高度的确定
22、3.3 单层工业建筑剖面与屋顶排水方式单层工业建筑剖面与屋顶排水方式柱顶标高的确定:柱顶标高的确定:(2 2)有吊车工业建筑)有吊车工业建筑H 柱项标高(柱项标高(m),),必须符合必须符合3M的模数的模数 H1 吊车轨道顶面标高(吊车轨道顶面标高(m),),为柱牛腿标高(应符合扩大为柱牛腿标高(应符合扩大 模数模数3M数列,如牛腿标高大于数列,如牛腿标高大于7.2m时,应符合扩大模数时,应符合扩大模数 6M数列)与吊车梁高、吊车轨高及垫层厚度之和,一般数列)与吊车梁高、吊车轨高及垫层厚度之和,一般 由工艺设计人员提出由工艺设计人员提出 h6 吊车轨顶至小车顶面的高度(吊车轨顶至小车顶面的高度
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- 5.3 单层 工业建筑 设计