工业建筑概述.ppt
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1、19 工业建筑概述工业建筑概述 本章主要讲述工业厂房的分类、工业厂房的结构本章主要讲述工业厂房的分类、工业厂房的结构类型、单层工业厂房的构造和单层工业厂房的定位轴类型、单层工业厂房的构造和单层工业厂房的定位轴线等内容。线等内容。本章提要本章提要本本 章章 内内 容容19.1 工业建筑的分类工业建筑的分类19.2 单层工业厂房结构组成和类型单层工业厂房结构组成和类型19.3 单层厂房内部起重运输设备单层厂房内部起重运输设备19.4 单层工业厂房定位轴线单层工业厂房定位轴线19.5 单层工业厂房的构造单层工业厂房的构造19.1 工业建筑的分类工业建筑的分类 (1)主要生产厂房 (2)生产辅助厂 (
2、3)动力用厂房 (4)材料仓库建筑 (5)运输用建筑 (6)其他 19.1.1 按厂房的用途分类按厂房的用途分类(1)单层工业厂房(图19.1)这类厂房多用于冶金、机械等重工业。其特点是设备体积大、载量重,车间内以水平运输为主,大多靠厂房中的起重运输设备和车辆进行运输。单层厂房又分为单跨和多跨两种。(2)多层工业厂房(图19.2)这类厂房常用于轻工业类,如纺织、仪表、电子、食品、印刷、皮革、服装等工业,常见的层数为26层。19.1.2 按厂房的层数分类按厂房的层数分类(3)层数混合的工业厂房(图19.3)即在厂房中既有单层又有多层,这种厂房常用于化学工业、热电站的主厂房等。如热电厂主厂房,汽机
3、间设在单层单跨内,其他可设在多层内;又如化工车间,高大的生产设备可设在单层单跨内,其他可设在多层内。图19.1 单层工业厂房(a)单跨;(b)高低跨;(c)多跨 图19.2 多层工业厂房(a)内廊式;(b)统间式;(c)大宽度式 图19.3 混合层工业厂房(1)冷加工车间 指在正常温度、湿度条件下进行生产的车间,如机械制造类的金工车间、机修车间、装配车间等,生产要求车间内部有良好的采光和通风。(2)热加工车间 指生产过程是在高温和熔化状态下,加工非燃烧材料的生产车间,生产中散发大量的余热、废气等,如铸造、锻压、冶炼、热轧、热处理等车间。19.1.3 按厂房的生产状况分类按厂房的生产状况分类 (
4、3)恒温、恒湿车间 指产品生产需要在恒定的温、湿度条件下进行的车间,如精密仪器、纺织等车间。(4)洁净车间 指产品生产需要在空气净化、无尘甚至无菌的条件下进行的车间,如药品车间、电视机显像管车间、集成电路车间等。(5)其他特种状况的车间 有的产品生产对环境有特殊的需要,如防爆、防腐蚀、防放射性物质、防电磁波干扰、防微振、高度隔声等车间。(1)小跨度厂房 指跨度小于或等于15m的单层工业厂房。这类厂房的结构类型以砖混结构为主。(2)大跨度厂房 指跨度在1530m及36m以上的单层工业厂房。其中1530m的厂房以钢筋混凝土结构为主,跨度在36m及以上时,一般以钢结构为主。19.1.4 按厂房的跨度
5、尺寸分类按厂房的跨度尺寸分类19.2 单层工业厂房结构组成和类型单层工业厂房结构组成和类型(1)承重结构 单层厂房承重结构有墙承重结构和骨架承重结构两种类型。图19.4所示是典型的装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房,它包括下列几部分承重构件:横向排架 纵向连系构件 支撑系统 19.2.1 单层工业厂房的结构组成单层工业厂房的结构组成(2)围护结构 单层厂房的外围护结构包括外墙、屋顶、地面、门窗、天窗等。(3)其他 如散水、地沟(明沟或暗沟)、坡道、吊车梯、室外消防梯、内部隔墙、作业梯、检修梯等。图19.4 装配式钢筋混凝土结构的单层厂房构件组成 单层厂房的功能组成是由生产性质、生产规模和工艺流
6、程所决定的,一般由主要生产车间、辅助车间、仓库及生活间组成。厂房建筑的主要承重骨架是由支承各种荷载作用的构件所组成,通常称为结构。单层厂房的承重结构主要有墙体承重结构、排架结构和刚架结构等形式。19.2.2 单层工业厂房结构类型单层工业厂房结构类型(1)墙体承重结构 墙体承重结构采用砖墙、砖柱承重,屋架采用钢筋混凝土屋架或木屋架、钢木屋架的结构形式。如图19.5所示。(2)排架结构 排架结构由横向排架和纵向排架两个方向的骨架体系组成。排架结构的优点是整体刚度好,稳定性强。排架结构可由一种或几种材料组成,按其用料不同分为如下几种常见类型:装配式钢筋混凝土结构(如图19.6所示)钢屋架与钢筋混凝土
7、柱组成的结构(如图19.7所示)(3)刚架结构 装配式钢筋混凝土门式刚架 这种结构是将屋架(屋面梁)与柱子合并成为一个构件。柱子与屋架(屋面梁)连接处为一整体刚性节点,柱子与基础的连接为铰接,如图19.8所示。钢结构刚架 它的主要构件(屋架、柱、吊车梁等)都用钢材制作。屋架与柱做成刚接,以提高厂房的横向刚度。如图19.7右半部分所示。图19.5 墙体承重结构(a)带内壁柱的承重砖墙;(b)带外壁柱的承重砖墙 图19.6 钢筋混凝土骨架承重结构 图19.7 钢结构骨架承重结构 图19.8 装配式钢筋混凝土门式刚架结构(a)人字形刚架;(b)带吊车人字形刚架;(c)弧形拱刚架;(d)带吊车弧形刚架
8、 图19.7 钢结构骨架承重结构 19.3 单层厂房内部起重运输设备单层厂房内部起重运输设备 厂房的上部空间应设置各类起重运输设备,常见的有以下三种吊车:(1)单轨悬挂吊车(图19.9)单轨悬挂吊车是在屋架(或屋面梁)下弦悬挂梁式钢轨,轨梁上安装可以水平移动的滑轮组(俗称电动葫芦),利用滑轮组升降起重的一种起重设备,其起重量一般在5 t以下,有手动和电动两种类型。(2)梁式吊车(图19.10)梁式吊车是由梁架和电动葫芦组成,分为悬挂式和支承式两种。悬挂式是在屋架(或屋面梁)下弦悬挂梁式钢轨,钢轨成两平行直线,钢轨梁上安放滑行的单梁,单梁上设有可移动的滑轮组以升降重物。支承式是在排架柱上设牛腿,
9、牛腿上搁置吊车梁,吊车梁上安装钢轨,钢轨上设有可滑行的单梁,在单梁上设有可移动的滑轮组以升降重物。(3)桥式吊车(图19.11)桥式吊车是由桥架及起重小车(也称行车)组成。通常在排架柱的牛腿上设置的吊车梁上安放轨道,桥架行驶在吊车梁上。在桥架上设置起重小车,小车沿桥架横向移动。小车上有供起重用的滑轮组。桥式吊车的起重量为50400t,甚至更大。桥式吊车适用于大跨度的厂房。图19.9 单轨悬挂吊车 图19.10 梁式吊车(a)悬挂式;(b)支承式 图19.11 桥式吊车 19.4 单层工业厂房定位轴线单层工业厂房定位轴线 定位轴线是确定厂房主要承重构件的位置及其标志尺寸的基准线,同时也是设备定位
10、、安装及厂房施工放线的依据。位轴线有纵向与横向之分。通常,与厂房横向排架平面相平行的轴线称为横向定位轴线,与横向排架平面相垂直的轴线称为纵向定位轴线。(1)横向定位轴线 与横向定位轴线有关的主要承重构件是屋面板、柱和吊车梁,此外连系梁、基础梁、纵向支撑、外墙板等构件的标志尺寸及其位置也与横向定位轴线有关。横向定位轴线一般与屋架及柱的中心线相重合,如图19.12所示。(2)纵向定位轴线 与纵向定位轴线有关的主要承重构件是屋架(或屋面梁)。一般来说,边柱外缘和墙内缘宜与纵向定位轴线相重合,如图19.13所示。中柱与纵向轴线的定位,根据厂房的相邻跨为等高还是不等高,大致有下述几种情况:当厂房的相邻跨
11、为等高时,宜设置单柱和一条纵向定位轴线,柱的中心线宜与纵向定位轴线相重合,如图19.14(a)所示。当等高厂房的中柱需要设插入距时,中柱可采用单柱及两条纵向定位轴线,其插入距应符合3M,柱中心线与插入距中心线相重合,如图19.14(b)所示。当厂房两侧为高低跨时,应采用两条纵向定位轴线,并设插入距,插入距分别等于“缝隙+墙厚”和“缝隙+墙厚+联系尺寸”,如图19.15所示。当厂房的相邻跨为不等高,中柱采用单柱时,高跨上柱外缘与封墙内缘宜与纵向定位轴线相重合,如图19.16所示;当上柱外缘与纵向定位轴线不能重合时,应采用两条纵向定位轴线,插入距与联系尺寸相同,或等于墙体厚度,或等于“封墙厚度+联
12、系尺寸”。当等高厂房设纵向伸缩缝时,可采用单柱并设两条纵向定位轴线,伸缩缝一侧的屋架(或屋面梁)应搁置在活动支座上。高低跨处采用单柱设伸缩缝时,低跨的屋架或屋面梁可搁置在活动支座上,高低跨处应采用两条纵向定位轴线,并设插入距。等高厂房设纵向防震缝时,应采用双柱及两条纵向定位轴线。不等高厂房设纵向防震缝时,应设在高低跨处,并采用双柱及两条纵向定位轴线。厂房纵横跨相交处,应采用双柱并设置伸缩缝或防震缝。当纵跨低于横跨时,其纵横跨相交处两定位轴线的插入距分别等于“变形缝宽度+墙厚”(ai=ae+t)和“变形缝宽度+非封闭结合的联系尺寸+墙厚”(ai=ae+ac+t),如图19.17所示。图19.12
13、 墙、柱与横向定位轴线的关系(a)中间柱与横向定位轴线;(b)横向伸缩缝兼防震缝时,柱与横向定位轴线 图19.13 使用桥式或梁式吊车厂房外墙、边柱与纵向定位轴线的关系(a)封闭结合;(b)非封闭结合 图19.14 等高跨中柱与定位轴线的关系(a)不设插入距;(b)需设插入距 图19.15 高低跨中柱与定位轴线的关系 图19.16 高低跨中柱与定位轴线的关系 图19.17 纵跨处各种定位轴线 19.5 单层工业厂房的构造单层工业厂房的构造 承重砖墙和砌块墙的高度一般不宜超过11m。为了增加其刚度、稳定性和承载能力,通常平面上每隔46m间距设置壁柱。承重山墙每隔46m设置抗风壁柱,屋面采用钢筋混
14、凝土承重构件时,山墙上部沿屋面板应设置截面不小于240mm240mm的钢筋混凝土卧梁,并与屋面板可靠连接。19.5.1 外墙外墙19.5.1.1 承重砖墙与砌块墙承重砖墙与砌块墙(1)墙和柱的相对位置及连接构造 墙和柱的相对位置 厂房外墙和柱的相对位置通常可以有四种构造方案,如图19.18所示。a外墙设置 b柱嵌入外墙内 c外墙全嵌入柱间 墙和柱的连接构造 厂房外墙可用各种方式与柱子相连接,其中最简单常用的做法是采用钢筋拉结,如图19.19所示。19.5.1.2 自承重砖墙与砌块墙自承重砖墙与砌块墙 女儿墙的拉结构造 女儿墙是外墙高出屋面部分,其厚度一般不少于240mm,高度不仅要满足构造设计
15、的需要,还要保护在屋面从事检修、清扫灰雪、擦洗天窗等人员的安全。女儿墙与屋面的连接如图19.20所示。抗风柱的连接构造 通常应设置钢筋混凝土抗风柱来保证自承重山墙的刚度和稳定性,在山墙上部沿屋面设置钢筋混凝土圈梁。抗风柱与山墙、屋面板与山墙之间应采用钢筋拉结,如图19.21所示 山墙与屋面板的连接 山墙比较高大,为保证其稳定性和抗风、抗震的能力,山墙与抗风柱、边柱、端柱除用钢筋拉结外,一般在山墙三角形部分与屋面相接处设置钢筋混凝土圈梁,圈梁与屋面板之间用钢筋拉结,如图19.21所示。(2)自承重砖墙的下部构造 当基础埋深不大时,基础梁可直接搁置在柱基础的杯口顶面上,如图19.22(a)所示;如
16、果基础较深,可将基础梁设置在柱基础杯口的混凝土垫块上,如图19.22(b)所示;当埋深更大时,也可设置在排架柱底部的小牛腿上,如图19.22(c)所示。(3)连系梁与圈梁的构造 单层厂房在高度范围内没有楼板层相连接,一般靠设置连系梁与厂房的排架柱子联系,连系梁多采用预制梁,支承在排架及柱外伸的牛腿上,并通过螺栓或焊接与柱子相连接,如图19.23所示。自承重墙的圈梁设置要求与承重墙中的圈梁设置要求基本相同,可以现浇或预制。如图19.24所示。图19.18 厂房外墙与柱的相对位置 图19.19 墙和柱的连接 图19.20 女儿墙与屋面的连接 图19.21 山墙和抗风柱的连接 图19.21 山墙和抗
17、风柱的连接 图19.22 自承重砖墙下部构造(a)基础梁设置在杯口上;(b)基础梁设置在垫块上;(c)基础梁设置在高杯口基础上;(d)基础梁设置在牛腿上 图19.23 连系梁的构造(a)螺栓连接;(b)焊接连接 图19.24 圈梁的构造(1)墙板的类型 按其受力状况可分为承重墙板和非承重墙板;按其保温性能可分为保温墙板和非保温墙板;按所用材料可分为钢筋混凝土、陶粒混凝土、加气混凝土、膨胀蛭石混凝土和矿渣混凝土等混凝土材料类墙板,以及用普通混凝土板、石棉水泥板及铝和不锈钢等金属薄板夹以矿棉毡、玻璃棉毡、泡沫塑料或各种蜂窝板等轻质保温材料构成的复合材料类墙板等;19.5.1.3 板材墙面板材墙面
18、板材墙如按其所在墙面位置不同,可分为檐口板、窗上板、窗框板、窗下板、一般板、山尖板、勒脚板、女儿墙板等。(2)墙板的布置 墙板在墙面上的布置方式,最广泛采用的是横向布置,其次是混合布置,竖向布置采用较少。横向布置,如图19.25(a)、(b)所示。竖向布置,如图19.25(d)所示。混合布置,如图19.25(c)所示。山墙墙身部位墙板布置方式与侧墙相同,山尖部位随屋顶外形可布置成台阶形、人字形、折线形等,如图19.26所示。(3)墙板的规格 单层厂房的基本板长度符合我国厂房建筑模数协调标准(GBJ 686)的规定,并考虑山墙抗风柱的设置情况,一般把板长定为4500mm、6000mm、7500m
19、m、12000mm等数种。基本板高度符合3M标准,规定为1800mm、1500mm、1200mm和900mm四种。图19.25 墙板布置方式(a)横向布置(有带窗板);(b)横向布置(通长带形窗);(c)混合布置;(d)竖向布置 图 19.26 山墙山尖墙板布置(a)台阶形;(b)人字形;(c)折线形(1)石棉水泥波瓦墙 石棉水泥波瓦与厂房骨架的连接通常是通过连接件悬挂在连系梁上,如图19.27所示。连系梁垂直方向的间距应与瓦长相适应,瓦缝上下搭接不小于100mm,左右搭接为一个瓦垅,搭缝应与多雨季节主导风向相顺,勿使风倒灌。为避免雨水冲蚀和碰撞损坏,墙的转角、大门洞口以及勒脚等部位可用砖或砌
20、块砌筑。19.5.1.4 轻质板材墙轻质板材墙(2)压型钢板墙 压型钢板墙板是靠固定在柱上的水平墙梁固定的。墙梁与连系梁相似,但采用型钢(槽钢或角钢)制作。墙梁与柱的固结有预埋钢板焊接或螺栓连接两种,如图19.28所示。压型钢板与墙梁的连接是在压型钢板上钻6.5mm的孔洞,然后用钩头螺栓固定在墙梁上,也可采用木螺丝或拉铆钉固定,如图19.29所示。外墙转角和有伸缩缝处的细部构造如图19.30所示。图19.27 石棉水泥波瓦墙板连接构造 图19.28 墙梁与柱的连接 图19.29 压型钢板上下的搭接(a)压型墙板在梁上部;(b)压型墙板在梁下;(c)勒脚部位 图19.30 压型钢板墙板转角和伸缩
21、缝处 炎热地区一些热加工车间(如炼钢等)和某些化工车间常采用开敞或半开敞式外墙,其外墙构造主要就是挡雨板的构造。常用的有:(1)石棉水泥波瓦挡雨板 图19.31(a)即其构造示例。(2)钢筋混凝土挡雨板 如图19.31(b)、(c)所示。19.5.1.5 开敞式外墙开敞式外墙图19.31 挡雨板构造示例 单层厂房屋面是由屋面的面层部分和基层部分组成,而通常将面层部分叫做屋面,因此,屋面做法主要是指基层以上部分的做法。厂房屋面的基层分为有檩体系和无檩体系两种,如图19.32所示。19.5.2 屋面屋面19.5.2.1 屋面类型及组成屋面类型及组成(1)有檩体系 在屋架(或屋面梁)上弦搁置檩条,在
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