[教学研究]多层工业建筑设计概述

多层工业建筑设计4.1 多层工业建筑概论多层工业建筑概论随着科学技术的发展、工艺和设备的进步、工业用地的日趋随着科学技术的发展、工艺和设备的进步、工业用地的日趋紧张，多层厂房在机械、电子、电器、仪表、光学、轻工、紧张，多层厂房在机械、电子、电器、仪表、光学、轻工、纺织、化工和仓贮等行业中已具有举足轻重的地位，多层工纺织、化工和仓贮等行业中已具有举足轻重的地位，多层工业厂房在整个工业建筑中所占的比重将会越来越大。业厂房在整个工业建筑中所占的比重将会越来越大。4.1.1 多层厂房的特点4.1 多层工业建筑概论多层工业建筑概论（1）建筑物占地面积小）建筑物占地面积小（2）厂房宽度较小）厂房宽度较小（3）交通运输面积大）交通运输面积大（4）由于多层厂房在楼层上要布置设备，受梁板结构经济）由于多层厂房在楼层上要布置设备，受梁板结构经济合理性的制约，厂房柱网尺寸较小，使得厂房的通用性较合理性的制约，厂房柱网尺寸较小，使得厂房的通用性较小，不利于工艺改革和设备更新小，不利于工艺改革和设备更新（5）当楼层上布置振动较大的设备时，结构计算和构造处）当楼层上布置振动较大的设备时，结构计算和构造处理复杂理复杂 多层通用厂房是专门为出租或出售而建造的没有固定工艺要求的通用性强的多层厂房，也叫单元厂房或工业大厦 4.1.1 多层厂房的特点多层厂房的特点4.1.1 多层厂房的特点（1）具有多种单元类型以满足不同厂家需要；（2）具有较大柱距、跨度及层高；）具有较大柱距、跨度及层高；（3）有明确的楼面、地面允许使用荷载；）有明确的楼面、地面允许使用荷载；（4）厂房内各单元留有水、电、气接口，并分户计量；）厂房内各单元留有水、电、气接口，并分户计量；（5）各单元有独立的厕浴等卫生设施）各单元有独立的厕浴等卫生设施（6）厂房只做简单装修，厂家租购后做二次装修；）厂房只做简单装修，厂家租购后做二次装修；（7）厂房有完整的消防设施）厂房有完整的消防设施通用厂房的特点通用厂房的特点通用厂房实例生产区生产区生活间、行政办公生活间、行政办公4.1 多层工业建筑概论 4.1.2 多层厂房的适用范围（1）生产工艺流程适于垂直布置的企业（2）楼面荷载小于2t/m2（3）生产上要求在不同层高上操作的企业（4）生产工艺对生产环境有特殊要求的企业（如恒温恒湿、净化洁净、无尘无菌等）（5）当建筑用地紧张及城建规划需要时 1混合结构 2钢筋混凝土结构 3钢结构4.1 多层工业建筑概论多层工业建筑概论4.1.3 多层厂房结构方案多层厂房结构方案 1.混合结构:组成：为钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构 分类：墙承重和内框架承重二种型式。适用：一般适用于楼面荷载不大，又无振动设备。层数在 五层以下的中小型厂房。在地震区亦不宜选用。4.1.3 多层厂房结构方案多层厂房结构方案 2钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是我国目前采用最广泛的一种结构。钢筋混凝土结构是我国目前采用最广泛的一种结构。优点：它的构件截面较小，强度较大。能适应层数较优点：它的构件截面较小，强度较大。能适应层数较多、荷重较大、需要空间较大的厂房。多、荷重较大、需要空间较大的厂房。4.1.3 多层厂房结构方案多层厂房结构方案(1)框架结构分类：梁板式结构和无梁楼板结构两种。梁板式结构可分为：横向承重框架、纵向承重框架及纵横向承重框架三种。2钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构4.1.3 多层厂房结构方案多层厂房结构方案（2）框架剪力墙结构 框架与剪力墙共同工作的结构形式，具有较大的承载力。框架与剪力墙共同工作的结构形式，具有较大的承载力。一般适用于层数较多，高度和荷载较大的厂房。一般适用于层数较多，高度和荷载较大的厂房。4.1.3 多层厂房结构方案多层厂房结构方案 2钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构（3）无梁楼板结构无梁楼板结构系由板、柱帽、柱和基础组成。无梁楼板结构系由板、柱帽、柱和基础组成。其特点是没有梁。因此楼板底面平整、室内净空可有效其特点是没有梁。因此楼板底面平整、室内净空可有效利用。利用。4.1.3 多层厂房结构方案多层厂房结构方案 2钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构第4章 多层工业建筑设计4.2 生产工艺流程和柱网选择 柱网选择 1、满足生产工艺的要求。、满足生产工艺的要求。2、全面考虑：运输设备、生活辅助用房的布置、地基的形、全面考虑：运输设备、生活辅助用房的布置、地基的形状、厂房方位。状、厂房方位。4.2.1 生产工艺特点和平面布置 按生产工艺流向的不同，多层厂房的生产工艺流程的布置可归纳为以下三种类型 4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择4.2.2 平面形式（一）内廊式4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择（二）统间式4.2.2 平面形式平面形式4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择（三）大宽度式(a)交通运输枢纽及生活辅助用房布置在厂房交通运输枢纽及生活辅助用房布置在厂房4.2.2 平面形式4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择 (b)环状布置通道（通道在外围）（三）大宽度式（三）大宽度式4.2.2 平面形式4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择(c)环状布置通道（通道在中间）（三）大宽度式（三）大宽度式4.2.2 平面形式4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择（四）混合式4.2.2 平面形式4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择4.2.3 柱网选择和定位轴线 设计原则满足生产工艺的需要 符合建筑模数协调统一标准（GBJ286）厂房建筑模数协调标准（GBJ686）经济合理性、施工可能性4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择 跨度（进深）应采用扩大模数15M数列柱距（开间）应采用扩大模数柱距（开间）应采用扩大模数6M数列数列4.2.3 柱网选择和定位轴线柱网选择和定位轴线4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择 多层厂房柱网的几种主要类型(a)内廊式内廊式 d6.0ma、c6.0m、6.6m及及7.2m等；等；b2.4m、2.7m及及3.0m。仪表、电子、电器等仪表、电子、电器等类企业中应用较多类企业中应用较多常见的柱距常见的柱距4.2.3 柱网选择和定位轴线柱网选择和定位轴线4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择 d6.0m，a6.0m、7.5m、9.0m、10.5m及12.0m等(b)等跨式柱网等跨式柱网 适用于机械、轻工、仪表适用于机械、轻工、仪表、电子、仓库、电子、仓库多层厂房柱网的几种主要类型多层厂房柱网的几种主要类型 4.2.3 柱网选择和定位轴线柱网选择和定位轴线4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择 (c)对称不等跨式柱网（6.07.57.56.0）6.0m（仪表类）；（1.56.06.01.5）6.0m（轻工类）；（7.57.512.0 7.57.5）6.0m及（9.012.09.0）6.0m（机械类）多层厂房柱网的几种主要类型多层厂房柱网的几种主要类型 4.2.3 柱网选择和定位轴线柱网选择和定位轴线4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择 (d)大跨度式柱网 跨度跨度a大于大于12m 多层厂房柱网的几种主要类型多层厂房柱网的几种主要类型 4.2.3 柱网选择和定位轴线柱网选择和定位轴线4.2 生产工艺流程和柱网选择生产工艺流程和柱网选择第4章 多层工业建筑设计 4.3 楼、电梯间和生活间布置 人流、货流互不干扰；人流、货流互不干扰；位置明显、易找；位置明显、易找；数量及布置应满足有关防火安全疏散的要求。数量及布置应满足有关防火安全疏散的要求。布置原则布置原则4.3.1 楼、电梯间的布置4.3 楼、电梯间和生活间布置楼、电梯间和生活间布置常见的楼电梯间与出入口间关系的处理有两种方式 人流货流同门进入人流货流同门进入4.3.1 楼、电梯间的布置楼、电梯间的布置 人流货流分门布置生活间在车间两端 生活间在车间一端 4.3.2 生活间及辅助房间的布置一设置于厂房内部一设置于厂房内部4.3 楼、电梯间和生活间布置楼、电梯间和生活间布置 生活间布置在主体中部 生活间在主体山墙外侧一设置于厂房内部一设置于厂房内部4.3.2 生活间及辅助房间的布置生活间及辅助房间的布置4.3 楼、电梯间和生活间布置楼、电梯间和生活间布置 二设于生产厂房外4.3.2 生活间及辅助房间的布置生活间及辅助房间的布置4.3 楼、电梯间和生活间布置楼、电梯间和生活间布置三生活间房间布置 两种方式：非通过式、通过式 非通过式是对人流活动不进行严格的控制的房间组合方式非通过式是对人流活动不进行严格的控制的房间组合方式。适用于生产环境清洁度要求不高的一般生产车间。适用于生产环境清洁度要求不高的一般生产车间。通过式是对人流的活动要进行严格控制的房间组合方式通过式是对人流的活动要进行严格控制的房间组合方式。适用于生产环境清洁要求严格的空调车间、超净车间。适用于生产环境清洁要求严格的空调车间、超净车间、无菌车间。、无菌车间。4.3.2 生活间及辅助房间的布置生活间及辅助房间的布置4.3 楼、电梯间和生活间布置楼、电梯间和生活间布置 通过式生活间(a)生活间集中布置，脏洁路线交叉生活间集中布置，脏洁路线交叉；(b)生活间集中布置，脏洁路线分开；生活间集中布置，脏洁路线分开；(c)、(d)生活间分层布置生活间分层布置4.4 多层厂房技术经济分析 4.4.1 厂房不同的平面形状技术特点厂房外墙厂房外墙表面积越表面积越大，厂房大，厂房占地面积占地面积越大，经越大，经济性越低济性越低1 厂房占地面积与厂房外墙表面积的关系厂房占地面积与厂房外墙表面积的关系第第4章章 多层工业建筑设计多层工业建筑设计平面长宽比值越大，占地面积越大，经济性越低 2 不同平面形状的技术特点 4.4.1 厂房不同的平面形状技术特点厂房不同的平面形状技术特点常用柱网的钢材、混凝土用量比较 注：比较条件为：三层厂房，层高5.8m、4.8m，考虑七级地震，屋面荷载为75/，楼面荷载为750/。以(737)6整体是为100%。表中除装配式架外，其余均为外墙承重。表中未考虑因工艺布置对建筑面积利用的因素。4.4.1 厂房不同的平面形状技术特点厂房不同的平面形状技术特点4.4.2 层高、层数与经济的关系（一）层高与经济的关系 100 108.3 116.6 124.9 133.3 90 100 110 120 130 140 3.6 4.2 4.8 5.4 6 层高（m）%层高和单位层高和单位面积造价的面积造价的变化是正比变化是正比关系。即层关系。即层高每增加高每增加0.6m，单位，单位面积造价提面积造价提高约高约8.3%左左右。右。4.4 多层厂房技术经济分析多层厂房技术经济分析（二）层数与经济的关系 经济层数的确定和厂房展开面积的大小有关；展开面积愈大，层数愈可提高。此外合理层数和建筑宽度及长度也有关系 层数对造价的影响层数对造价的影响 4.4.2 层高、层数与经济的关系层高、层数与经济的关系 层数与单位面积的造价 以以35层较经济层较经济。当建筑宽度和。当建筑宽度和长度增加时，经长度增加时，经济的层数可为济的层数可为45层。层数再增多层。层数再增多，一般是不经济，一般是不经济的的（二）层数与经济的关系4.4.2 层高、层数与经济的关系层高、层数与经济的关系层数层数多层棉纺车间多层棉纺车间多层棉纺厂内景多层棉纺厂内景 压型钢板组合楼板压型钢板组合楼板 1压型钢板组合楼板压型钢板组合楼板 2多层厂房压型钢板屋面厂房压型钢板屋面厂房某多层厂房侧里面某多层厂房侧里面