工業(yè)建筑設(shè)計(jì)

1、第四章 工業(yè)建筑設(shè)計(jì),主講教師：李曌,第一節(jié) 概 述,工業(yè)建筑的概念 進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的房屋，在其中根據(jù)一定的工藝過程及設(shè)備組織生產(chǎn)。工業(yè)建筑的特點(diǎn),1、按廠房用途分 （1）主要生產(chǎn)廠房 （2）輔助生產(chǎn)廠房 （3）動力類廠房 （4）貯藏類建筑 （5）運(yùn)輸類建筑 （6）其它,生產(chǎn)廠房（中航工業(yè)直升機(jī)公司 ）,2、按層數(shù)分類（1）單層廠房 （2）多層廠房（3）

2、混合層次廠房,3、按車間內(nèi)部生產(chǎn)狀況分 （1）冷加工廠房 （2）熱加工廠房 （3）有侵蝕性介質(zhì)作用的車間 （4）恒溫恒濕車間 （5）潔凈車間 （6）其它特種狀況的車間,熱加工廠房（鍛工車間）,廠房的結(jié)構(gòu)組成,（1）裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 組合方式： 預(yù)制鋼筋混凝土柱+鋼筋混凝土屋架或屋面梁 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久，可預(yù)制裝配，與鋼結(jié)構(gòu)相比可節(jié)約鋼材，造價(jià)較低；但其自重大，抗震性能不如鋼結(jié)構(gòu)。 適用于：跨

3、度小于30M的單層廠房,（2）鋼結(jié)構(gòu) 組合方式：主要承重構(gòu)件全部用鋼材做成 特點(diǎn)：抗地震和振動性能好，構(gòu)件較輕，施工速度快；但鋼結(jié)構(gòu)易銹蝕，耐火性能差。 適用于：L≥24M,大荷載大跨度及 有高溫振動,（3）鋼—鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 組合方式：鋼筋混凝土柱+鋼屋架 特點(diǎn)：具有裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)點(diǎn) 適用于： L=24—26M，大荷載及有振動,工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的任務(wù)

4、與要求,一、工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的任務(wù) 根據(jù)生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)廠房的平面形狀、柱網(wǎng)尺寸、剖面形式、建筑體型；合理選擇結(jié)構(gòu)方案和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型，進(jìn)行細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)；協(xié)調(diào)建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電、氣、通風(fēng)等各工種；正確貫徹“堅(jiān)固適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)”的原則。,,二、工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的要求 1、滿足生產(chǎn)工藝的要求 2、滿足建筑技術(shù)要求 1）堅(jiān)固性、耐久性應(yīng)符合建筑的使用年限。 2）應(yīng)具有通用性和改建、擴(kuò)建的可能性。 3）

5、應(yīng)遵守《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》及《建 筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》。,3、滿足建筑經(jīng)濟(jì)要求 1）在可能的條件下，多采用聯(lián)合廠房。2）合理確定建筑的層數(shù)（單層或多層廠 房）。3）合理減少結(jié)構(gòu)面積，提高使用面積。4）合理降低建筑材料的消耗。5）優(yōu)先采用先進(jìn)的、配套的結(jié)構(gòu)體系及工業(yè) 化施工方法。,4、滿足衛(wèi)生及安全要求 1）應(yīng)有充足的采光條件及通風(fēng)措施。  2）有效排除生產(chǎn)余熱、廢氣

6、及有害氣體。  3）采取相應(yīng)的凈化、隔離、消聲、隔聲 等措施。  4）美化室內(nèi)外環(huán)境。,第二節(jié) 單層廠房設(shè)計(jì),1、房屋的組成生產(chǎn)工段輔助工段庫房部分行政辦公生活用房,,2、構(gòu)件組成 承重結(jié)構(gòu)1）橫向排架：基礎(chǔ)、柱、屋架（或屋面梁）2）縱向聯(lián)系構(gòu)件：基礎(chǔ)梁、連系梁、圈梁、吊 車梁等。3）支撐系統(tǒng)：屋架支撐、柱間支撐等。,圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻、屋頂、地面、門窗、天窗等。 其它

7、隔斷、作業(yè)梯、檢修梯等。,平面形式及其特點(diǎn),影響廠房平面輪廓形式的因素： （1）生產(chǎn)工藝流程的影響 直線布置 平行布置 垂直布置（2）生產(chǎn)狀況的影響 門窗位置、大小布置等,（3）生產(chǎn)設(shè)備布置的影響 設(shè)備大小、布置方式 （4）總平面的影響 1）人物流組織的影響 2）地形的影響 3）氣候的影響 日照、風(fēng)向 朝向：夏季室內(nèi)不受陽光照射且通風(fēng)良好。,廠房內(nèi)部的起重運(yùn)輸設(shè)備與平面設(shè)計(jì)的關(guān)系,一、單軌

8、式懸掛吊車 是在屋頂承重結(jié)構(gòu)下部懸掛梁式鋼軌，軌梁布置為直線或可轉(zhuǎn)彎的曲線，在軌梁上設(shè)有可移動的滑輪組(或稱神仙葫蘆)，沿軌梁水平移動，利用滑輪組升降起重。起重量一般在3噸以下，最多不超過5噸。有手動和電動兩種類型。,二、梁式吊車分手動和電動兩種1）懸掛梁式吊車 在屋頂承重結(jié)構(gòu)下懸掛鋼軌，鋼軌布置為兩行直線，在兩行軌梁上設(shè)有可滑行的單梁。,2）梁承梁式吊車 在排架拄上設(shè)牛腿，牛腿上設(shè)吊車梁，吊車梁上安

9、裝鋼軌，鋼軌上設(shè)有可滑行的單梁，在滑行的單梁上裝有可滑行的滑輪組，在單梁與滑輪組行走范圍內(nèi)均可起吊重。 適用于小型起重量的車間，一般起重量不超過5T。,三、橋式吊車 通常是在廠房排架柱上設(shè)牛腿，牛腿上擱吊車梁，吊車梁上安裝鋼軌，鋼軌上放置能滑行的雙榀鋼橋架(或板梁)，橋架上支承小車；小車能沿橋架滑移，并有供起重的滑輪組。在橋架與小車行走范圍內(nèi)均可起吊重物。起重量從5噸至數(shù)百噸不等。起重時(shí)為電動。吊車上設(shè)有駕

10、駛室，常設(shè)在橋架一端或根據(jù)要求確定其位置。,四、其它運(yùn)輸設(shè)備交通車傳送帶提升機(jī)等起重運(yùn)輸設(shè)備與 平面設(shè)計(jì)關(guān)系平面布置、平面尺寸與設(shè)備適應(yīng)平面相關(guān)設(shè)施配套,廠房平面輪廓形式：,一般形式：矩形、方形等；特殊形式：L形、П形、Щ形等；（一）矩形平面跨度平行布置：適用于直線式的生產(chǎn)工藝流程和往復(fù)式的生產(chǎn)工藝流程 ①各段之間靠得較緊，運(yùn)輸路線短捷，工 藝聯(lián)系緊密，工程管線較短； ②形式規(guī)整,占地面積少； ③結(jié)構(gòu)

11、構(gòu)造簡單,造價(jià)低,施工快； ④室內(nèi)采光通風(fēng)容易解決。,（二）L形、П形、Щ形平面,根據(jù)生產(chǎn)特征選擇L形、П形、Щ形平面的特點(diǎn)：①廠房各部寬度不大，廠房周長較長，可在較長的外墻上設(shè)置門窗，室內(nèi)采光通風(fēng)條件好；②縱橫跨垂交,要垂交處構(gòu)件類型增多,構(gòu)造復(fù)雜，需設(shè)防震縫；③外墻長度較長，造價(jià)及維修費(fèi)用較高， 室內(nèi)各種工程管線較長。,廠房平面設(shè)計(jì)的要求：,A、首先滿足生產(chǎn)工藝的要求，同時(shí)在設(shè)計(jì)中應(yīng)使廠房平面形式規(guī)整、合理、簡單以

12、便減少占地面積、節(jié)能和簡化構(gòu)造處理；B、廠房的建筑參數(shù)應(yīng)符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》，使構(gòu)件的生產(chǎn)滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求；C、選擇技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的柱網(wǎng)使廠房具有較大的通用性；D、正確地解決廠房的采光和通風(fēng)；E、合理地布置有害工段及生活用室； F、妥善處理安全疏散及防火措施。,柱網(wǎng)、柱距與跨度,,,,,,,柱網(wǎng)的設(shè)計(jì)要求,1、滿足生產(chǎn)工藝提出的要求2、遵守《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》3、調(diào)整和統(tǒng)一柱網(wǎng)4、盡量擴(kuò)大柱網(wǎng)，

13、提高通用性和經(jīng)濟(jì)合理性①擴(kuò)大柱網(wǎng)能適應(yīng)工藝變更和設(shè)備更新②擴(kuò)大柱網(wǎng)能擴(kuò)大生產(chǎn)面積，節(jié)約用地③擴(kuò)大柱網(wǎng)能加快建設(shè)速度⑤利于大型設(shè)備的布置及物品運(yùn)輸④擴(kuò)大柱網(wǎng)能提高吊車的服務(wù)范圍,柱網(wǎng)尺寸——跨度,,,柱網(wǎng)尺寸——柱距,根據(jù)《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：①柱距采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列；基本柱距 6m；磚柱時(shí)≤4m；抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)大模數(shù)15M數(shù)列。②擴(kuò)大柱網(wǎng)（12、15、18）×12等跨度×柱距③

14、方形柱網(wǎng)“靈活車間”12×12m；18×18m；24×24m,在我國建筑實(shí)踐中常用的柱網(wǎng)尺寸,①在有起重量不大于5T的懸掛式吊車和無吊車的廠房為：6×18m，6×24m，12×18m，12×24m， ②在有橋式吊車的廠房中，起重量大于50T時(shí)為：6×18m，6×24m，6×30m，6×36m，12×18m，12&

15、#215;24m，12×30m，12×36m ③經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較，也可選用6×9m，6×12m，6×15m，6×21m,6×27m ④磚木結(jié)構(gòu)常用 3m, 3.6m, 4m柱距 一般來說:不管有無吊車,18m和24m兩個(gè)跨度適應(yīng)性較強(qiáng),生活間,生活間的組成①生產(chǎn)衛(wèi)生用室：浴室、存衣室②生活衛(wèi)生用室：休息室、吸煙室、廁所、女工衛(wèi)生室等③行政辦公室：學(xué)習(xí)室、值班

16、室、計(jì)劃調(diào)度室等④生產(chǎn)輔助用室：工具室、材料庫、計(jì)量室等。生活間的布置 毗連式生活間 獨(dú)立式生活間 廠房內(nèi)部生活間,單層廠房剖面設(shè)計(jì),平面設(shè)計(jì)主要從平面形式、柱網(wǎng)選擇、平面組合等方面解決生產(chǎn)對廠房提出的各種要求； 剖面設(shè)計(jì)主要從廠房的建筑空間處理上滿足生產(chǎn)對廠房提出的各種要求。剖面設(shè)計(jì)的內(nèi)容 確定廠房高度；處理車間的采光、通風(fēng)和屋面

17、排水問題；合理選擇圍護(hù)的形式及其構(gòu)造。,廠房高度的確定,廠房高度：室內(nèi)地面至柱頂?shù)木嚯x自室內(nèi)地面至柱頂?shù)母叨葢?yīng)為300的倍數(shù)自室內(nèi)地面至牛腿的高度應(yīng)為300的倍數(shù)；自室內(nèi)地面至吊車軌道的標(biāo)志高度應(yīng)為600的倍數(shù)。,柱頂標(biāo)高的確定（1）無吊車廠房的柱頂標(biāo)高： ①生產(chǎn)設(shè)備高度、安裝檢修等所需空間；②心理角度考慮； ③滿足通風(fēng)和采光的要求④衛(wèi)生角度：占有空氣量≥13M3/人；面積≥4M2 /人⑤符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)

18、準(zhǔn)》：擴(kuò)大模數(shù)3M數(shù)列,有吊車廠房高度確定,柱頂標(biāo)高應(yīng)按下式計(jì)算 H=H1+H2H—柱頂標(biāo)高，3M數(shù)列；H1—吊車軌頂標(biāo)高h(yuǎn)1—需跨越做大設(shè)備高度h2—安全距離，400～500h3—起吊的最大物件高度h4—吊索的最小高度h5—吊鉤至軌頂面的距離h6—軌頂至吊車上小車頂部的高度；h7—小車頂面至屋架下弦底的安全距離，≥220，濕陷性黃土區(qū)≥300,多跨廠房高差處理,是否設(shè)高低跨的經(jīng)濟(jì)性構(gòu)造角度（《廠

19、房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》）：①在采暖和不采暖的多跨廠房中，高差值等于或小于1.2M時(shí)不設(shè)高差；②在不采暖的多跨廠房中,高跨一側(cè)僅有一個(gè)低跨,且高差值等于或小于1.8M時(shí),也不設(shè)高差；③ 有地震設(shè)防要求時(shí),高差不大于2.4M時(shí)宜做成等高。,,,剖面空間的利用,室內(nèi)地坪標(biāo)高的確定,室內(nèi)外地面必須設(shè)高差，一般取150～200。1、當(dāng)廠房跨度平行等高線布置，地形坡度又較大時(shí)，若工藝條件許可，可將廠房不同跨度的地坪標(biāo)高分別布置在不同的臺階上，以節(jié)省

20、土石方及基礎(chǔ)工程量。2、當(dāng)跨度垂直等高線布置，地形坡度又較大時(shí)，若工藝條件許可，可將同一跨度地坪分段布置在不同標(biāo)高的臺階上，也可將局部做成兩層，吊車軌頂仍保持同一標(biāo)高。,,,天然采光,天然采光的設(shè)計(jì)要求：1、滿足采光系數(shù)最低值的要求2、滿足采光均勻度要求3、避免在工作區(qū)產(chǎn)生眩光天然采光系數(shù)采光系數(shù)：C=（En/Ew）×100%采光面積窗地比,采光方式,側(cè) 窗,在房間的一側(cè)墻上或兩側(cè)墻上開采光口,是常見

21、的一種采光方式。分類單側(cè)采光；雙側(cè)采光高側(cè)窗；低側(cè)窗特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，布置方便，造價(jià)低，光線具有明確的方向性；有利于形成陰影，對觀看立 體物體特別適宜。 側(cè)窗通常做成長方形：橫長方形、堅(jiān) 長方形、方形,頂部采光（天窗）、混合采光,利用開設(shè)在屋頂上的窗子進(jìn)行采光特點(diǎn)：室內(nèi)光線較均勻，采光效率較側(cè)窗高但構(gòu)造較復(fù)雜，造價(jià)較高。側(cè)面采光+頂部采光采光天窗的形式 矩形、梯形、M形、鋸齒形 橫

22、向下沉式天窗 平天窗,采光天窗的布置,采光天窗的布置須結(jié)合天窗形式、屋蓋結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、廠房朝向、生產(chǎn)要求等因素綜合考慮。采光天窗的布置有：縱向布置（天窗帶平行于屋脊） 適用于朝向?yàn)槟媳毕虻膹S房橫向布置（天窗帶垂直于屋脊） 適用于朝向?yàn)闁|西向的廠房點(diǎn)式或塊狀布置 采用平天窗，根據(jù)使用要求，在屋面上靈活布置采光口，采光均勻性好,自然通風(fēng),廠房通風(fēng),機(jī)械通風(fēng),自然通風(fēng),依靠通風(fēng)機(jī)的力量作為空氣流動的動力來實(shí)現(xiàn)通

23、風(fēng)換氣的。,利用自然力作為空氣流動的動力來實(shí)現(xiàn)廠房通風(fēng)換氣的。,,,熱壓通風(fēng),風(fēng)壓通風(fēng),自然通風(fēng)的基本原理,廠房的自然通風(fēng)是利用熱壓作用和風(fēng)壓作用形成的。 熱壓作用由于熱源作用，造成室內(nèi)外溫度差，從而產(chǎn)生空氣壓力差就叫熱壓。熱壓值與上下進(jìn)排氣口的距離、室內(nèi)外溫度差成正比 風(fēng)壓作用由于風(fēng)的作用而產(chǎn)生的空氣壓力差叫風(fēng)壓正壓及正壓區(qū)；負(fù)壓及負(fù)壓區(qū),單層廠房定位軸線,橫向定位軸線,橫向定位軸線通過處是吊車梁、屋面板、

24、連系梁、基礎(chǔ)梁及墻板標(biāo)志尺寸端部的位置?？倓t定位軸線與縱向構(gòu)件標(biāo)志尺寸（基礎(chǔ)梁、吊車梁、連系梁、屋面板、橫向墻板）端部重合。屋架擱在柱上，屋架中心線與柱中心線重合。屋架（或屋面梁）支承在柱子的中心線上，中間柱的橫向定位軸線與柱的中心線相重合。且橫向定位軸線通過柱基礎(chǔ)、屋架中心線及各縱向連系構(gòu)件的接縫中心,山墻處橫向定位軸線的定位,山墻為非承重墻時(shí)，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線相重合，且端部柱的中心線應(yīng)自定位軸線向內(nèi)移600mm。,山墻

25、為砌體承重時(shí)，墻內(nèi)緣與橫向定位軸線間的距離應(yīng)按砌體塊材類別分別為半塊或半塊的倍數(shù)或墻厚的一半，以保證伸入山墻內(nèi)的屋面板與砌體之間有足夠的搭接長度。,橫向伸縮縫、防震縫處的柱應(yīng)采用雙柱及兩條橫向定位軸線，柱中心線均應(yīng)自定位軸線向兩側(cè)各移600MM，兩條橫向定位軸線所需縫寬度A應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 　　此定位方法，既保證了雙柱間有一定的距離且有各自的基礎(chǔ)杯口，以便于柱的安裝，同時(shí)又保證了廠房結(jié)構(gòu)不致因設(shè)有伸縮縫或防震縫而改變屋面

26、板、吊車梁等縱向構(gòu)件的規(guī)格，施工簡單。,橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的定位,縱向定位軸線,墻、邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系縱向定位軸線的標(biāo)定與吊車橋架端頭長度、橋架端頭與上柱內(nèi)緣的安全縫隙寬度以及上柱寬度有關(guān)。在有吊車的廠房中，為使吊車規(guī)格與廠房結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，確定二者的關(guān)系如下 L =Lk+2e式中 L ——廠房跨度，即縱向定位軸線間的距離； Lk ——吊車跨度，即吊車軌道中心線間的距離； e ——吊車軌道中心線至定位軸線間的距離。,

27、e-(B+h0)≥Cb,Lk,封閉式結(jié)合的縱向定位軸線,軸線與外墻內(nèi)緣及柱外緣重合，即：ac=0, h=h0 這種標(biāo)定法適用于無吊車或只設(shè)懸掛式吊車的廠房以及柱距為6M，吊車起重量≤20t/5t的廠房。吊車起重量≤20/5t時(shí)，其參數(shù)為：h=h0=400mm；B=260mm； Cb≥80mm；,,非封閉式結(jié)合的縱向定位軸線,縱向定位軸線與柱外緣之間增設(shè)聯(lián)系尺寸ac，即：h0=h-acac值應(yīng)為300mm或其倍數(shù)

28、；當(dāng)墻體為砌體時(shí)，可采用50mm或其整數(shù)倍。 這種標(biāo)定法適用于柱距為6M，吊車起重≥30t/5t的廠房。吊車起重量≥30t/5t時(shí)，其參數(shù)為：h=400mm； B=300mm； Cb≥100mm；,,等高廠房的中柱宜設(shè)單柱和一條縱向定位軸線，柱的中心線宜與縱向定位軸線相重合。,中柱與縱向定位軸線的定位,(1)等高跨中柱與縱向定位軸線的定位 無變形縫時(shí)的等高跨中柱,等高廠房的中柱，由于相鄰跨內(nèi)的橋式吊車起重量在30t以上，廠房

29、柱距較大或有其他構(gòu)造要求時(shí)需設(shè)置插入距。中柱可采用單柱，并設(shè)兩條縱向定位軸線。,當(dāng)?shù)雀呖鐝S房設(shè)有縱向伸縮縫時(shí)，可采用單柱并設(shè)兩條縱向定位軸線。高跨廠房需設(shè)置縱向防震縫時(shí)，應(yīng)采用雙柱及兩條縱向定位軸線。,中柱與縱向定位軸線的定位,(1)等高跨中柱與縱向定位軸線的定位 設(shè)有變形縫時(shí)的等高跨中柱,,（2）不等高跨中柱與縱向定位軸線的定位 無變形縫時(shí)的不等高跨中柱 1）高跨采用封閉結(jié)合，且高跨封墻底面高于低跨屋面，宜采用一條縱向定位軸