房屋建筑学-第十二章单层厂房设计.ppt

第十二章 单层厂房设计 12.1 单层厂房组成 12.2 单厂平面设计 12.3 单厂剖面设计 12.4 单厂定位轴线 房 屋 建 筑 学 12.1 单层厂房组成 12.1.1房屋的组成 房屋的组成指单层厂房内部生产车间的组成。 生产工段 (也称生产工部 ) 辅助工段 库房部分 行政办公生活用房 每一幢厂房的组成应根据生产的性质、规模、总平面布 置等因素来确定。 第十二章 单层厂房设计 12.1 单层厂房组成 12.1.2构件的组成 我国单层厂房的结构多采用 排架结构 体系，常用的有钢筋混凝土排 架结构和钢结构排架体系两种。 钢筋混凝土排架结构的构件组成： 承重结构 a.横向排架：基础、柱、屋架（或屋面梁） b.纵向联系构件：基础梁、连系梁、圈梁、吊车梁等。 c.支撑系统：屋架支撑、柱间支撑等。 围护结构 : 外墙、屋顶、地面、门窗、天窗等。 其他附属构件 : 隔断、作业梯、检修梯等。 第十二章 单层厂房设计 装配式钢筋砼单厂的构件组成 第十二章 单层厂房设计 钢结构排架厂房 第十二章 单层厂房设计 型钢屋架 型钢天窗架 钢柱 12.2 单厂平面设计 第十二章 单层厂房设计 12.2 单厂平面设计 12.2.1总平面对平面设计的影响 工厂 总平面设计 是根据全厂的生产工艺流程、交通运输、 卫生、防火、气象、地形、地质以及建筑群体艺术等条 件，确定工厂建筑物与构筑物之间的位置关系；合理的 组织人流、货流，避免交叉和迂回；布置各种工程管线 ; 进行厂区竖向设计及绿化、美化布置等。 第十二章 单层厂房设计 12.2 单厂平面设计 12.2.2平面设计与生产工艺的关系 生产工艺是工业建筑设计的重要依据。 一个完整的 工艺平面图 ，主要包括以下五个内容： 1）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； 3）划分车间内部各生产工段及其所占面积； 4）初步拟定厂房的跨间数、跨度和长度； 5）提出生产对建筑设计的要求，如采光、通风、防震、防尘、防 辐射等。 第十二章 单层厂房设计 某金工车间生产工艺平面图 第十二章 单层厂房设计 12.2 单厂平面设计 12.2.2平面设计与生产工艺的关系 三种生产工艺流程布置形式： 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，但建筑外墙面积 过大，对保温隔热不利。这种平面简单规整，适合于保温要求不高 或生产工艺流程无法改变的工业建筑。 往复式 ： 即平行式。相适应的平面形式是多跨并列的矩形平面。 形状规整，占地面积小，外墙面积较小，对节约材料和保温隔热有 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 光通风及屋面排水复杂。 垂直式： 相适应的平面形式是 L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 第十二章 单层厂房设计 12.2.3厂房 平面形式的选择 厂房的平面形式多为 矩形 ，单跨平面或多跨组合平面。 多跨组合平面： 平行多跨 适用于直线式、往复式工艺 垂直多跨 适用于垂直式工艺 垂直多跨布置的厂房也可为 L形、 U形、山形 等。 第十二章 单层厂房设计 12.2 单厂平面设计 12.2.4平面设计与运输设备的关系 起重运输设备的类型 1、吊车 单轨悬挂吊车（ Q5t）梁式吊车（ Q5t）桥式吊车（ 5 100t） 2、其他运输设备：汽车、电瓶车、输送带、火车等。 起重运输设备影响厂房的平面布置和平面尺寸 第十二章 单层厂房设计 12.2 单厂平面设计 12.2.5柱网选择 柱网：柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格。 跨度：柱子纵向定位轴线间的距离称之为跨度。 柱距：横向定位轴线间的距离称之为柱距。 第十二章 单层厂房设计 12.2.5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，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，最终确定工业建筑的跨度和柱距。 跨度尺寸的确定 ： a. 生产工艺中生产设备的大小及布置方式。 b. 车间内部通道的宽度。 c. 满足 厂房建筑模数协调标准 的要求： 柱距尺寸的确定 ： 装配式钢筋混凝土结构体系，其基本柱距是 6 m。 尽量扩大柱网，提高厂房的通用性和经济合理性。 a.能扩大生产面积，节约用地 b.能提高厂房的通用性 c.减少土石方工程量，加快建设速度 d.提高吊车的服务范围 第十二章 单层厂房设计 12.2.6单厂生活间 生活间是由生产卫生用室和生活卫生用室组成。 （二）生活间的形式 1、毗连式 (a)(b) 2、独立式 (c) 3、车间内部式 （ d） 第十二章 单层厂房设计 （ c） 12.2.6单厂生活间 第十二章 单层厂房设计 （ d）单厂内部式生活间 12.3 单厂剖面设计 剖面设计是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。 剖面设计的 任务 ：确定厂房高度；处理厂房的采光、通 风及排水等问题；选择厂房承重结构及维护结构方案。 第十二章 单层厂房设计 12.3 单厂剖面设计 12.3.1厂房高度的确定 厂房高度指 室内地面 （ 0.000）至柱顶 (或倾斜屋 盖最低点、或下沉式屋架下 弦底面 )的距离。 确定厂房的高度必须根据生 产使用要求以及建筑统一化 的要求，同时，还应考虑到 空间的合理利用 。 第十二章 单层厂房设计 12.3.1厂房高度的确定 一、柱顶标高的确定 无吊车厂房： 按最大生产设备及其使 用、安装、检修时所需净空 高度确定；同时兼顾采光和 通风，一般不低于 4 m。 柱顶标高应符合 300 mm 的倍数。 第十二章 单层厂房设计 一、柱顶标高的确定 有吊车厂房 不同吊车对厂房高度的 影响不同。 H=H1+h6+h7 柱顶标高应符合 300 mm 的倍数；轨顶标高 H1应符 合 600 mm的倍数。 第十二章 单层厂房设计 柱顶标高：以梁式和桥式吊车为例 12.3.1厂房高度的确定 一、柱顶标高的确定 有吊车厂房 在多跨厂房中，由于厂房高低不齐，使结构和构造复杂化，增加造价。因 此 规定 ：在采暖和不采暖的多跨厂房，当高差值等于或小于 1.2 m时不宜设高 度差；在不采暖的厂房中，当高跨一侧仅有一个低跨，且高差值等于或小于 1.8 m时，也不宜设高度差。 第十二章 单层厂房设计 二、剖面空间的利用 确定厂房高度时，应在不影响生产使用的前提下， 充分发掘建筑空间的潜力，降低建筑造价。 第十二章 单层厂房设计 12.3.1厂房高度的确定 三、室内地坪标高的确定 厂房室内地坪的绝对标高是在总平面设计时确定的。室内外高差 取 150 mm 200 mm，常用坡道连接。在山地建厂时，应因地制宜。 第十二章 单层厂房设计 12.3.1厂房高度的确定 1 2 3 4 5 6 7 8 14.600 10.600 +0.000 +0.000 原地形坡度线 选矿厂 铸工车间 1- 中间矿仓；2- 摩碎；3- 脱粒；4- 脱水；5- 大件造型；6- 熔化；7- 炉料；8- 小件造型 车间各跨利用不同标高的台阶 重庆大学建筑城规学院 建筑技术研究所绘制 山地建厂应结合地形，因地制宜，尽 量减少土石方工程量度。通常将车间 跨度顺着等高线布置。在工艺允许的 条件下，可将车间各跨分别布置在不 同标高的台地上，工艺流程则可由高 跨处流向低跨处，利用物体自重进行 运输。 12.3 单厂剖面设计 12.3.2天然采光 采光设计：确定窗的大小、窗的形式，进行窗的布置， 使室内获得良好的采光条件。 一、天然采光的基本要求 1.满足采光系数最低值的要求 En C= 100% Ew 2满足采光均匀度和避免产生眩光 第十二章 单层厂房设计 12.3.2天然采光 二、采光方式 1、侧面采光：侧面采光经济适用、构造简单、施工方便，应尽可能 采用这种方式。但单向低侧窗光线方向性强、均匀度差、衰减幅度大。 2、顶部采光：顶部采光室内光线均匀，采光效率较侧窗高；但构造 较复杂，造价也较高。 3、混合采光： 第十二章 单层厂房设计 高侧窗 低侧窗 采 光 系 数 离窗距离 0 单侧窗位置高低与远近 窗点采光系数和采光均匀度的关系 重庆大学建筑城规学院 建筑技术研究所绘制 高侧窗 低侧窗 6 0 0 高低侧窗示意 1 0 0 0 利用高差设置高侧窗的厂房剖面 单厂天然采光方式 第十二章 单层厂房设计 三、采光天窗的形式和布置 常见的有矩形天窗、梯形天窗、三角形天窗、 M形天窗、锯齿形 天窗、横向下沉式天窗、平天窗等。 采光天窗的布置须结合天窗形式、屋盖结构和构造、厂房朝向、 生产要求等因素综合考虑。 1、纵向布置：适用于南北向厂房，多采用矩形、形、梯形、 锯齿形等天窗，平天窗也可作成采光带沿纵向布置。为方便屋面检 修于消防，常在靠山墙及横向变形缝两侧柱间不设天窗。 2、横向布置：适用于东西向厂房，多采用横向下沉式天窗， 平天窗也可成带横向布置。 3、点式布置：一般采用平天窗，根据使用要求，在屋面上灵 活地布置采光口，采光均匀性好。 第十二章 单层厂房设计 12.3.2天然采光 天窗形式 第十二章 单层厂房设计 天窗形式与布置 第十二章 单层厂房设计 12.3 单厂剖面设计 12.3.2天然采光 四、采光计算 厂房立面上的窗口一般是根据厂房的采光、通风以 及立面处理等因素综合考虑开设的，应进行采光计算。 图表计算法 是我国目前常用的方法，在初步设计阶段采 用 窗地面积比 来估算或验算采光面积 。 第十二章 单层厂房设计 12.3 单厂剖面设计 12.3.3自然通风 单层厂房自然通风是利用空气的 热压 和 风压 作用进行的。 （ 1）冷加工车间的自然通风 冷加工车间室内无大的热源，主要满足采光要求。利用风压， 设置适当数量的开启扇和交通运输门就能满足车间内通风换气的要 求。为避免气流分散，不宜设置通风天窗，但可设置通风屋脊排除 积聚在屋盖下部的热空气。 （ 2）热加工车间的自然通风 进、排风口的布置 通风天窗的类型：以通风为主的天窗称为通风天窗。主要有 矩形通风天窗和下沉式通风天窗两种。 开敞式厂房：所谓开敞式是指外墙不设窗扇而用挡雨板代替。 第十二章 单层厂房设计 12.3.3自然通风 （ 2）热加工车间的自然通风 进、排风口的布置 热压值的 大小 与进、排风口的中心线距离 H成正比。 第十二章 单层厂房设计 12.3.3自然通风 （ 2）热加工车间的自然通风 通风天窗的类型：矩形通风天窗和下沉式通风天窗。 第十二章 单层厂房设计 （ 2）热加工车间的自然通风：开敞式厂房 第十二章 单层厂房设计 全开敞 下开敞 上开敞 部分开敞 开敞式厂房剖面图 12.4单厂定位轴线的标注 定位轴线 ：单层厂房定位轴线是确定厂房主要承重构件 位置及其标志尺寸的基准线，同时也是厂房施工放线和 设备定位的依据。 第十二章 单层厂房设计 横向定位轴线 纵向定位轴线 纵横跨交接处 定位轴线 12.4.1横向定位轴线 横向定位轴线 ：标注厂房 纵向构件 如屋面板、吊车梁长度 的标志尺寸、及其与屋架（或屋面梁）之间的相互关系。 12.4 单厂定位轴线的标注 1. 中间柱与横向定位轴线的联系 2. 横向伸缩缝、防震缝与定位轴线的联系 3. 山墙与横线定位轴线的联系 12.4.1横向定位轴线 1、中间柱与横向定位轴线的联系 12.4 单厂定位轴线的标注 屋架（或屋面梁）支承在 柱子的中心线上，中间柱 的横向定位轴线 与柱的中 心线相重合 。 12.4.1横向定位轴线 采用 双柱双屋架 ，设 两条 横向 定位轴线； 两柱的中心线应从定位轴线向 缝的两侧各移 600 mm。两条 定位轴线间的插入距离 A 值， 等于伸缩缝或防震缝的缝宽 C。 12.4 单厂定位轴线的标注 2、横向伸缩缝、防震缝与定位轴线的联系 12.4.1横向定位轴线 3、山墙与横向定位轴线的联系 （ 1）山墙为非承重墙时 ， 横向定位轴线 与山墙内缘重 合 ，并与屋面板的端部形成 “封闭” 式联系。端部柱的 中心线从横向定位轴线内移 600mm。 12.4 单厂定位轴线的标注 12.4.1横向定位轴线 3、山墙与横向定位轴线的联系 第十二章 单层厂房设计 12.4.1横向定位轴线 (2) 山墙为承重墙时， 墙体 内缘 与横向定位轴 线的距离为 。 3、山墙与横向定位轴线的联系 12.4 单厂定位轴线的标注 返回 12.4.2纵向定位轴线 纵向定位轴线 -用来标注厂房 横向构件 如屋架（屋面 梁）长度的标志尺寸和确定屋架、排架柱等构件的相 互关系。 标注原则 -使厂房结构和吊车的规格协调， 保证吊车 与柱之间留有足够的安全距离 。 1、 外墙、边柱与纵向定位轴线的联系 2、 中柱与纵向定位轴线的联系 12.4 单厂定位轴线的标注 12.4.2纵向定位轴线 建筑设计应满足下述关系式： L=LK + 2e a.封闭式 结合的纵向定位轴线 b.非封闭式 结合的纵向定位轴线 12.4 单厂定位轴线的标 注 1、外墙、边柱与纵向定位 轴线的联系 12.4 单厂定位轴线的标注 12.4.2纵向定位轴线 1、外墙、边柱与纵 向定位轴线的联系 封闭结合： 构造简 单、施工方便、造 价经济。 非封闭结合： 大吨 位吊车 返 回 12.4.2纵向定位轴线 1）平行 等高 跨： a.设单柱和 一条 定位轴线 b.设单柱和 两条 定位轴线 （非封闭结合） 12.4 单厂定位轴线的标 注 2、中柱与纵向定位轴线的联系 12.4.2 纵向定位轴线 （ 2）平行 不等高 跨 （a)单轴线封闭结合 （b)双轴线非封闭结合 （插入距为联系尺寸） （c）双轴线封闭结合 （插入距为墙体厚度） （d)双轴线非封闭结合（插入 距为联系尺寸加墙厚） A A=D (联 系尺寸) A=B (墙 厚) B D A=B+D A A 无变形缝平行不等高跨中柱纵向定位轴线 12.4 单厂定位轴线的标注 2、中柱与纵向定位轴线的联系 返 回 12.4.3纵横跨连接处 柱与定位轴线的联系 纵横跨连接处设 双 柱、双定位轴线 12.4 单厂定位轴线的标注 定位轴线 是确定厂房主要承重构件位置及其标志尺寸的 基准线，同时，也是施工放线和设备安装的依据。 横向定位轴线 标注纵向构件如屋面板、吊车梁的长度； 纵向定位轴线标注屋架的跨度。 定位轴线是 封闭结合还是非封闭结合的关键 是保证吊车 能安全运行，应满足 k值的要求， k值的大小又取决于吊车 吨位。 纵向定位轴线 的确定，应根据吊车吨位、封墙位置，确 定插入距 A、联系尺寸 D、墙体厚度 B、变形缝宽度 C。 定位轴线小结 第十一章 工业建筑 例题： 1.下图为机械加工厂金工车间平面示意图， B跨 高于 A跨，试绘出节点剖面节点大样，图中 应表示出纵向定位轴线与封墙、柱、屋架的关 系。 12.4 单厂定位轴线的标注 例题： 2. 已知某装配式单层厂房为一跨（跨度为 18m） ,柱距 6m（ 5个），采用柱子承重（柱 截面 400 800mm），抗风柱 (400 600mm) 间距 6m,墙外平，可采用封闭结合，试按上述 条件绘制该厂房的平面图。要求布置定位轴线， 承重柱、抗风柱、外围护墙（不画门窗），并 进行轴网尺寸标注。（ 10分） 12.4 单厂定位轴线的标注 工业建筑是进行工业生产的房屋。工业建筑的设计应满足生产工艺 ,建筑技术 , 建筑经济 ,卫生安全等方面的要求。生产工艺是工业建筑设计的依据。工业建 筑的分类：按用途可分为主要生产厂房 ,辅助生产厂房 ,动力用厂房 ,储备用厂房 , 运输用厂房等；按层数可分为单层厂房 ,多层厂房以及混合层次厂房；按生产 状况可分为冷加工车间 ,热加工车间 ,恒温恒湿车间 ,洁净车间等。 小 结 第十一章 工业建筑 吊车 第十一章 工业建筑 11.1.2工业建筑的分类 三种平面形式的经济性比较：方形平面与矩形平面、 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 6 20 。 第十一章 工业建筑