《多层工业建筑设计》PPT课件.ppt
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1、房屋房屋建筑学建筑学 第第7 7章章 提几个问题,同学们找出答案:1.1.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,工业建筑的特点是什么?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?3.3.什么是联系梁?什么是基础梁?什么是联系梁?什么是基础梁?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?4.4.什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?第第7 7章章 单层工业建筑设计单层工业建筑设计 7.1 7.1 工业建筑概述工业建筑概述 7
2、.1.1 7.1.1 工业建筑的类型、特点和设计要求工业建筑的类型、特点和设计要求(1)主要生产厂房)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)辅助生产厂房 为主要生产车间服务的各类厂房,如:机修和工具等车间。为主要生产车间服务的各类厂房,如:机修和工具等车间。(3)动力用厂房)动力用厂房 为工厂提供能源和动力的各类厂房,如:发电站、锅炉房等。为工厂提供能源和动力的各类厂房,如:发电站、锅炉房等。(4)储藏类建筑)储藏类建筑 储存各种原料、半成品或成品的仓库,如:材料库、成品库等。储存各种原
3、料、半成品或成品的仓库,如:材料库、成品库等。(5)运输工具用房)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、工业建筑类型二、工业建筑类型:(一)按厂房用途分(一)按厂房用途分(二)按厂房生产状况分(二)按厂房生产状况分(1)冷加工厂房)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。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。(2)热加工厂房)热加工厂房 在在高高温温或或熔熔化化状状态态下下进进行行生生产产的的车车间间。在在生生产产中中产产生生大大量量的的热热量量及及有有害气体、烟尘。如:冶炼、铸造、锻造和轧钢等车间。
4、害气体、烟尘。如:冶炼、铸造、锻造和轧钢等车间。(3)恒温恒湿厂房)恒温恒湿厂房 在在稳稳定定的的温温湿湿度度状状态态下下进进行行生生产产的的车车间间。如如:纺纺织织车车间间和和精精密密仪仪器器等等车间。车间。(4)洁净厂房)洁净厂房 为为保保证证产产品品质质量量,在在无无尘尘无无菌菌,无无污污染染的的洁洁净净状状况况下下进进行行生生产产的的车车间。如: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。(三)按厂房层数分(三)按厂房层数分(1)单层厂房)单层厂房 广广泛泛应应用用于于机机械械、冶冶金金等等工工业业。使使用用于于有有大大型型设设备
5、备及及加加工工件件,有有较较大大动动荷荷载载和和大大型型起起重重运运输输设设备备、需需要要水水平平方方向向组组织织工工业业流流程程和和运输的生产项目。运输的生产项目。(2)双层厂房)双层厂房 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)多层厂房 用用于于电电子子、精精密密仪仪器器、食食品品和和轻轻工工业业。适适用用于于设设备备、产产品品较较轻轻、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)混合层数厂房 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,单层
6、或跨层内设置大型生产设备,多用于化工和电力工业。备,多用于化工和电力工业。多层厂房多层厂房混合层数厂房混合层数厂房(4)满足卫生及安全要求)满足卫生及安全要求1)应应有有与与生生产产工工艺艺适适应应的的天天然然采采光光,以以保保证证厂厂房房内内部部工工作作面面上上的的照照度度;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)对对散散发发有有害害气气体体、有有害害辐辐射射和和存存在在严严重重噪噪声声的的厂厂房房,应应采采取取净净化化、隔离、消声、隔声等措施,以减少或消除不必要的危
7、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。7.1.2 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 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,骨架承重结构骨架承重结构 两类。两类。只只有有当当厂厂房房的的跨跨度度、高高度度、吊吊车车荷荷载载较较小小或或无无吊吊车车时时才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。骨骨架架结结构构按按材材料料可可分分为为砌砌体体结结构构、钢钢筋
8、筋混混凝凝土土结结构和钢结构构和钢结构。(1)砌体结构)砌体结构 由由粘粘土土砖砖等等砌砌块块砌砌筑筑成成的的柱柱子子、钢钢筋筋混混凝凝土土屋屋架架(或或屋屋面面大大梁)或钢屋架等组成。梁)或钢屋架等组成。(2 2)装配式钢筋混凝土结构)装配式钢筋混凝土结构 这种骨架结构主要由这种骨架结构主要由横向骨架横向骨架和和纵向连系构件纵向连系构件组成。组成。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。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
9、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。图为这种骨架结构几种常见预制钢筋抗震性能比钢结构厂房差。图为这种骨架结构几种常见预制钢筋 混凝土柱的形式。混凝土柱的形式。(3 3)钢结构)钢结构 其主要承重构件全部采用钢材制作。其主要承重构件全部采用钢材制作。这这种种骨骨架架结结构构自自重重轻轻,抗抗震震性性能能好好,施施工工速速度度快快,主主要要用用于于跨跨度度巨巨大大、空空间间高高、吊吊车车荷荷载载重重、高高温温或或振振动动荷荷载载大大的的厂厂
10、房房。但但钢钢结结构构易易锈锈蚀蚀,防防火火性性能能差差,保保护护维维修修费费用用高高,使使用用时时应应采采取取必必要要的的防防护护措措施。施。究竟选择哪种骨架结构,应根据厂房的用途、规模、生产工艺究竟选择哪种骨架结构,应根据厂房的用途、规模、生产工艺和起重运输设备、施工条件、材料供应情况等因素综合分析而定。和起重运输设备、施工条件、材料供应情况等因素综合分析而定。(二)其他结构(二)其他结构 单层工业厂房的承重结构除上述骨架结构外,还有其他结构形式。单层工业厂房的承重结构除上述骨架结构外,还有其他结构形式。一一类类是是上上述述骨骨架架结结构构中中,屋屋顶顶部部分分改改用用轻轻型型屋屋盖盖,如
11、如V形形折折板板结构、单面或双面曲壳结构或者网架结构。结构、单面或双面曲壳结构或者网架结构。这这类类结结构构的的屋屋盖盖属属于于空空间间结结构构,其其特特点点是是受受力力合合理理,能能充充分分地地发发挥挥材材料料的的力力学学性性能能,其其空空间间刚刚度度大大,抗抗震震性性能能较较强强。缺缺陷陷是是施施工工复复杂杂,大大跨跨及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、另一类诸如门式刚架、T形板结构。形板结构。门门式式刚刚架架(简简称称门门架架)是是一一种种梁梁柱柱合合一一的的结结构构形形式式;而而T形形板板用用作作竖竖向向承承重重构构件件时时相相当当于于墙墙柱柱结结合合的的构构件
12、件。这这类类结结构构的的共共同同特特点点是是构构件件类类型型少少,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)装配式钢筋的混凝土排架结构的组成(1 1)承重结构)承重结构 横向排架横向排架、纵向连系构件纵向连系构件和和支撑系统支撑系统组成。组成。1 1)横横向向排排架架由由基基础础、柱柱子子、屋屋架架(或或屋屋面面大大梁梁)组组成成,用用以以承承受受厂厂房的各种荷载。房的各种荷载。2 2)纵纵向向连连系系构构件件包包括括基基础础梁梁、连连系系梁梁、吊吊车车梁梁、大大型型屋屋面面板板(或或檩檩条条)等等。它它们们与与横横向向排排架架构构成成整整个个骨骨架架,保保证证厂厂房房的
13、的整整体体性性与与稳稳定定性性;纵纵向向构构件件还还要要承承受受作作用用于于山山墙墙上上的的风风荷荷载载及及吊吊车车纵纵向向制制动动力,并将其传给柱子。力,并将其传给柱子。3 3)为为了了保保证证厂厂房房骨骨架架的的整整体体性性刚刚度度,还还需需在在厂厂房房屋屋架架之之间间和和柱柱间间设设置支撑系统,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。组组成成骨骨架架的的柱柱子子、屋屋架架、柱柱基基础础和和吊吊车车梁梁是是厂厂房房的的主主要要承承重重构件,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。(2
14、2)围护结构)围护结构 单单层层厂厂房房的的外外围围结结构构主主要要包包括括外外墙墙、屋屋顶顶、地地面面、门门窗窗及及天天窗窗,是是单单层层工工业业厂厂房房的的外外壳壳,对对于于维维持持厂厂房房室室内内良良好好的的物物理理环环境境起着重要的保障作用。起着重要的保障作用。7.1.3 7.1.3 单层工业厂房内部的起重运输设备单层工业厂房内部的起重运输设备(一)单轨悬挂式吊车(一)单轨悬挂式吊车 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。此此吊吊车车由由运运行行和和提提升升两两部部分分组组成成,安安装装在在工工字字形形钢钢轨轨上上,钢钢轨轨悬悬挂挂在在屋屋
15、架架(或或屋屋面面大大梁梁)下下弦弦上上,轨轨道道为为单单轨轨式式,布布置置或或直直或或曲曲。为为此此厂厂房房屋屋顶顶应应有有较较大大的的刚刚度度,以以适适应应吊吊车车荷荷载载的的作作用用。悬悬挂式吊车的起重量较小,一般为挂式吊车的起重量较小,一般为12t12t。(三)桥式吊车(三)桥式吊车 桥桥式式吊吊车车由由起起重重行行车车及及桥桥架架组组成成。桥桥架架上上铺铺有有起起重重行行车车运运行行的的轨轨道道(沿沿厂厂房房横横向向布布置置),桥桥架架两两端端借借助助行行走走轮轮在在吊吊车车轨轨道道(沿沿厂厂房房纵纵向向)上上运运行行,吊吊车车轨轨道道铺铺设设在在由由柱柱子子支支承承的的吊吊车车梁梁
16、上上。桥桥式式吊吊车车的的司司机机室室多多设设在在吊吊车车桥桥架架端端部部,极极少少数数设设在在桥桥架架中中部部。根根据据每每班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:重级工作制重级工作制(工作时间(工作时间40%),),中级工作制中级工作制(工作时间为(工作时间为25%40%),),轻级工作制轻级工作制(工作时间为(工作时间为15%25%)。)。桥桥式式吊吊车车的的起起重重量量可可由由5t到到数数百百吨吨,它它在在工工业业建建筑筑中中应应用用很很广广。由由于于所所需需净净空空高高度度大大,自自重重巨巨大大,加加之之高高空空运运行行,故故对对厂厂房房结结构
17、构受受力是很不利的。力是很不利的。龙龙门门吊吊车车的的荷荷载载直直接接传传到到基基础础上上,因因而而大大大大减减轻轻了了厂厂房房承承重重结结构构的的荷荷载载,便便于于扩扩大大柱柱距距以以适适应应工工艺艺流流程程的的改改造造。但但龙龙门门吊吊车车行行驶驶速度缓慢,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。7.2 7.2 单层工业建筑柱网选择单层工业建筑柱网选择 7.2.1 7.2.1 柱网选择的依据柱网选择的依据 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,作为厂房平面设计重要内容之
18、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,亦即柱网选择。即柱网选择。柱子在厂房平面上排列所形成的网格称为柱子在厂房平面上排列所形成的网格称为柱网柱网,柱网尺寸是,柱网尺寸是由跨度和柱距组成的。由跨度和柱距组成的。柱子纵向定位轴线之间的距离称为柱子纵向定位轴线之间的距离称为跨度跨度,横向定位轴线之间,横向定位轴线之间的距离称作的距离称作柱距柱距。柱网的选择实际上就是选择厂房的跨度和柱距。柱网的选择实际上就是选择厂房的跨度和柱距。工艺设计人员根据工艺流程和设备布置状况,对跨度和柱距工艺设计人员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
19、,建筑设计人员在此基础上,依照建筑及结构的提出初始的要求,建筑设计人员在此基础上,依照建筑及结构的设计原则,最终确定厂房的跨度和柱距。选择柱网时要综合考虑设计原则,最终确定厂房的跨度和柱距。选择柱网时要综合考虑以下几个方面:以下几个方面:(1)满足生产工艺提出的要求;)满足生产工艺提出的要求;(2)遵守厂房建筑模数协调标准的有关规定;)遵守厂房建筑模数协调标准的有关规定;(3)尽量扩大柱网,提高厂房的通用性;)尽量扩大柱网,提高厂房的通用性;(4)满足建筑材料、建筑结构和施工等方面的技术性要求;)满足建筑材料、建筑结构和施工等方面的技术性要求;(5)尽量降低工程造价。)尽量降低工程造价。7.2
20、.3 7.2.3 柱距尺寸的确定柱距尺寸的确定 柱距是两柱之间的柱距是两柱之间的纵向纵向间距。间距。在厂房结构中,实际上规定了诸多纵向构件如基础在厂房结构中,实际上规定了诸多纵向构件如基础梁、吊车梁、联系梁、屋面板、柱间支撑等的长度尺寸。梁、吊车梁、联系梁、屋面板、柱间支撑等的长度尺寸。根据我国设计、制作、运输、安装等方面的经验,柱距根据我国设计、制作、运输、安装等方面的经验,柱距通常采用通常采用6m6m,称为,称为基本柱距基本柱距。7.2.4 7.2.4 扩大柱网及其优越性扩大柱网及其优越性 现代工业生产的显著特征之一在于生产工艺、生现代工业生产的显著特征之一在于生产工艺、生产设备和运输设备
21、在不断更新变化,而且其周期越来产设备和运输设备在不断更新变化,而且其周期越来越短。为使其适应这种变化,厂房应具有相应的灵活越短。为使其适应这种变化,厂房应具有相应的灵活性与通用性,这种通用性、灵活性在厂房平面设计中性与通用性,这种通用性、灵活性在厂房平面设计中的技术表现之一就是采用的技术表现之一就是采用扩大柱网扩大柱网,也就是,也就是扩大厂房扩大厂房的跨度和柱距的跨度和柱距。将柱距由将柱距由6m扩大至扩大至12m、18m乃至乃至24m,如采用柱网(跨度,如采用柱网(跨度柱距)为柱距)为12m12m、15m12m、18m12m、24m12m、18m18m、24m24m等。等。扩大柱网的主要优点是
22、:扩大柱网的主要优点是:(1)可以有效提高厂房面积的利用率;)可以有效提高厂房面积的利用率;(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)能提高厂房的通用性,适应生产工艺的变更及生产设备的更新;)能提高厂房的通用性,适应生产工艺的变更及生产设备的更新;(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。7.3 7.3 单层工业建筑定位轴线单层工业建筑定位轴线 单层厂房定位轴线是单层厂房定位轴线是确定厂房主要承重构件的平确定厂房主要承重构件的平面位置及其标志
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