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中等职业教育建筑工程施工专业规划教材. 建筑识图与构造. 单层工业厂房. 主编 滕春 朱缨. 武汉理工大学出版社. 工业建筑概述. 单层工业厂房的定位轴线及结构构件. 单层工业厂房的构造. 12. 1. 12. 2. 12. 3. 目录. 工业建筑概述. 12.1. 12.1 工业建筑概述. 工业建筑的定义及特点. 1. 12.1 工业建筑概述. 工业建筑是指从事各类工业生产以及直接为生产服务的房屋，是工业建设必不可少的物质基础。从事工业生产的房屋主要包括生产厂房、辅助生产用房以及为生产提供动力的房屋，这些房屋往往被称为厂房或车间。
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中等职业教育建筑工程施工专业规划教材 建筑识图与构造 单层工业厂房 主编 滕春 朱缨 武汉理工大学出版社
工业建筑概述 单层工业厂房的定位轴线及结构构件 单层工业厂房的构造 12.1 12.2 12.3 目录 www.themegallery.com
工业建筑概述 12.1 12.1 工业建筑概述 www.themegallery.com
工业建筑的定义及特点 1 12.1 工业建筑概述 • 工业建筑是指从事各类工业生产以及直接为生产服务的房屋，是工业建设必不可少的物质基础。从事工业生产的房屋主要包括生产厂房、辅助生产用房以及为生产提供动力的房屋，这些房屋往往被称为厂房或车间。 • 工业建筑在设计原则、建筑技术、建筑材料等方面与民用建筑有许多相同之处，但还具有以下特点： www.themegallery.com
12.1 工业建筑概述 • （1） 满足生产工艺要求 • （2） 内部有较大的通敞空间 • （3） 采用大型的承重骨架结构 • （4） 结构、构造复杂，技术要求高 www.themegallery.com
工业建筑的分类 2 12.1 工业建筑概述 • 1按厂房用途分类 • (1) 主要生产厂房指用于完成产品从原料到成品的主要工艺过程的各类厂房。 • (2) 辅助生产厂房为主要生产车间服务的各类厂房，如机械修理和工具等车间。 • (3) 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。 • (4) 贮存用房屋贮存各种原料、半成品或成品的仓库，如材料库、成品库等。 • (5) 运输用房屋停放、检修各种运输工具的库房，如汽车库、电瓶车库等。 www.themegallery.com
12.1 工业建筑概述 • 2按厂房生产状况分类 • (1) 冷加工车间在正常温、湿度状态下进行生产的车间，如机械加工、装配等车间。 • (2) 热加工车间在高温或熔化状态下进行生产的车间，在生产中产生大量的热量及有害气体、烟尘，如冶炼、铸造、锻造和轧钢等车间。 • (3) 恒温恒湿车间在稳定的温、湿度状态下进行生产的车间，如纺织车间和精密仪器车间等。 • (4) 洁净车间为保证产品质量，在无尘、无菌、无污染的洁净状况下进行生产的车间，如集成电路车间以及医药工业、食品工业的一些车间等。 www.themegallery.com
12.1 工业建筑概述 • 3按厂房层数分类 • (1) 单层厂房指层数为一层的厂房，主要用于机械、冶金等重工业，适用于有大型设备及加工件、有较大动荷载和大型起重运输设备、需要水平方向组织工艺流程和运输的生产项目，如图12.1所示。 www.themegallery.com
12.1 工业建筑概述 图12.1单层厂房 (a) 单跨；（b） 高低跨；(c) 多跨 www.themegallery.com
12.1 工业建筑概述 • (2)多层厂房指层数为两层以上的厂房，常见的层数为2~6层，用于电子、精密仪器、食品和轻工业，适用于设备、产品较轻及竖向布置工艺流程的生产项目，如图12.2所示。 图12.2多层厂房 (a) 内廊式；(b) 统间式；(c) 大跨度式 www.themegallery.com
12.1 工业建筑概述 • (3)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备，多用于化工和电力工业，如图12.3所示。 www.themegallery.com
12.1 工业建筑概述 图12.3混合层数厂房 www.themegallery.com
单层工业厂房的定位轴线及结构构件 12.2 12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 在厂房建筑中，支承各种荷载作用的构件所组成的骨架通常称为结构。以装配式钢筋混凝土横向排架结构为例，厂房承重结构是由横向排架构件、纵向连系构件以及支撑构件组成，如图12.4所示。横向排架构件包括屋架（或屋面梁）、柱子和基础，它承受屋盖、天窗、外墙及吊车等荷载；纵向连系构件包括吊车梁、基础梁、连系梁（或圈梁）、大型屋面板等。支撑构件包括屋盖支撑系统和柱间支撑系统，它可保证厂房的整体性和稳定性。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.4单层厂房的构件组成 1—柱子；2—基础；3—屋架；4—屋面板； 5—端头柱；6—抗风柱；7—山墙；8—窗洞口； 9—勒脚；10—散水；11—基础梁；12—纵向外墙； 13—吊车梁；14—室内地面；15—支撑系统； 16—连系梁；17—圈梁 www.themegallery.com
单层工业厂房柱网尺寸及定位轴线 1 12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 1柱网尺寸 • 单层厂房的定位轴线分横向定位轴线和纵向定位轴线两种，如图12.5所示。由纵、横向定位轴线形成平面轴线网格，称为柱网。横向定位轴线之间的距离为柱距，纵向定位轴线之间的距离为跨度。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.5单层厂房平面柱网布置 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 1跨度 • 单层厂房跨度在18m和18m以下时，应采用扩大模数30M数列，即9m、12m、15m、18m等。在18m以上时，应采用扩大模数60M数列，即24m、30m、36m等（图12.5）。当有特殊工艺要求时，亦可采用30M数列。 • 2柱距 • 单层厂房的柱距应采用扩大模数60M数列，常采用6m柱距（图12.5），有时也可采用12m柱距。单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列，即4.5m、6m、7.5m。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 墙、柱、吊车梁与定位轴线的关系 • 1与横向定位轴线的关系 • (1) 中间柱与横向定位轴线的关系除山墙端部柱和横向变形缝两侧柱以外，横向定位轴线应与柱的中心线相重合，且横向定位轴线通过屋架中心线和屋面板、吊车梁等构件的横向接缝，如图12.6所示。 • (2) 山墙处柱与横向定位轴线的关系当山墙为非承重墙时，横向定位轴线与山墙的内缘重合，且端部柱及端部屋架的中心线应自横向定位轴线向内移600 mm，如图12.7所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.8横向变形缝处柱与横 向定位轴线的关系 ai—插入距；ae—伸缩缝宽度 图12.7山墙处柱与横向 定位轴线的关系 图12.6中间柱与横向定 位轴线的关系 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • (3) 横向变形缝处柱与横向定位轴线的关系在横向伸缩缝或防震缝处，应采用双柱及两条横向定位轴线，如图12.8所示。柱的中心线均自横向定位轴线向两侧各移600mm，两条横向定位轴线分别通过两侧屋面板、吊车梁等构件的标志尺寸端部，两轴线间所需缝的宽度应符合有关国家标准的规定。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 2与纵向定位轴线的关系 • (1) 边柱与纵向定位轴线的关系一般情况下，边柱外缘与墙内缘宜与纵向定位轴线相重合，使上部屋面板与外墙之间形成“封闭结合”构造，如图12.9(a)所示。它适用于无吊车或只有悬挂吊车及柱距为6 m、吊车起重量不大的厂房。由于屋架端部与墙内缘存在缝隙，形成“非封闭结合”构造，如图12.9(b)所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.10等高跨中柱（无纵向伸缩缝） 与纵向定位轴线的关系 ai—插入距 图12.9边柱与纵向定位轴线的关系 ac—联系尺寸 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • (2) 等高跨中柱与纵向定位轴线的关系当等高跨厂房没有设纵向伸缩缝时，中柱宜设单柱和一条纵向定位轴线，纵向定位轴线一般与上柱中心线相重合；当设插入距时，中柱可采用单柱及两条纵向定位轴线，其插入距ai应符合3M数列，即300mm及其整数倍，柱中心线宜与插入距中心线相重合，如图12.10所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 当等高跨中柱设有纵向伸缩缝时，中柱可采用单柱并设两条纵向定位轴线，伸缩缝一侧的屋架应搁置在活动支座上，两条定位轴线间插入距ai为伸缩缝的宽度ae，如图12.11所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.11等高跨中柱（有纵向伸缩缝）与纵向定位轴线的关系 ai—插入距；ae—伸缩缝宽度 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • (3) 不等高跨中柱与纵向定位轴线的关系不等高跨处采用单柱且高跨为“封闭结合”时，宜采用一条纵向定位轴线。当封墙底面高于屋面时，纵向定位轴线与高跨上柱外缘、封墙内缘及低跨屋架标志尺寸端部相重合，如图12.12(a)所示；当封墙底面低于屋面时，应采用两条纵向定位轴线，其插入距ai等于封墙厚度，即ai=t，如图12.12(b)所示。 • 不等高跨处采用单柱且高跨为“非封闭结合”时，应采用两条纵向定位轴线，其插入距ai根据封墙位置不同分别等于“联系尺寸”或“联系尺寸加封墙厚度”，即ai=ac或ai=t+ac，如图12.12(c)、(d)所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.12不等高跨中柱（无纵向伸缩缝）与纵向定位轴线的关系 ai—插入距；t—封墙厚度；ac—联系尺寸 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 不等高跨处采用单柱且设纵向伸缩缝时，低跨的屋架搁置在活动支座上，不等高跨处应采用两条纵向定位轴线，并设插入距。其插入距ai可根据封墙的高低位置及高跨纵向定位轴线是否“封闭结合”确定。 • 当高低跨纵向定位轴线均采取“封闭结合”时，高跨封墙底面低于低跨屋面时，其插入距ai=ae+t，如图12.13(a)所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 当高跨纵向定位轴线采取“非封闭结合”，低跨纵向定位轴线采取“封闭结合”时，高跨封墙底面低于低跨屋面时，其插入距ai=ae+t+ac，如图12.13(b)所示。 • 当高低跨纵向定位轴线均采取“封闭结合”时，高跨封墙底面高于低跨屋面时，其插入距ai=ae，如图12.13(c)所示。 • 当高跨纵向定位轴线采取“非封闭结合”，低跨纵向定位轴线采取“封闭结合”时，高跨封墙底面高于低跨屋面时，其插入距ai=ac+ae，如图12.13(d)所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.13不等高跨中柱（有纵向伸缩缝）与纵向定位轴线的关系 ai—插入距；t—封墙厚度；ac—联系尺寸；ae—伸缩缝宽度 www.themegallery.com
单层工业厂房的结构类型 2 12.1 工业建筑概述 • 1砌体结构 • 砌体结构是由砖石等砌块砌筑成的柱子、钢筋混凝土屋架（或屋面大梁）、钢屋架等组成，图12.14所示为砖柱、组合屋架的工业建筑。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.14砖砌体结构工业建筑 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 2钢筋混凝土结构 • 这种骨架结构多采取预制装配的施工方式，结构构成主要由横向骨架、纵向连系构件和支撑构件组成，如图12.15所示。横向骨架主要包括屋面大梁（或屋架）、柱子、柱基础，纵向构件包括屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等。此外，垂直和水平方向的支撑构件用以提高建筑物的整体稳定性。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.15装配式钢筋混凝土排架结构及主要构件 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 3钢结构 • 钢结构工业建筑的主要承重构件全部采用钢材制作，如图12.16所示。这种骨架结构自重轻，抗震性能好，施工速度快，主要用于跨度巨大、空间高、吊车荷载重、高温或振动荷载大的工业建筑。对于那些要求建设速度快、早投产、早受益的工业建筑，可采用钢结构。但钢结构易锈蚀、保护维修费用高、耐久性能较差、防火性能差，使用时应采取必要的防护措施。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.16钢结构工业建筑 www.themegallery.com
单层工业厂房的构件组成 3 12.1 工业建筑概述 • 单层厂房的骨架结构由支承各种竖向和水平荷载作用的构件所组成。厂房依靠各种结构构件合理地连接为一体，组成一个完整的结构空间，以保证厂房的坚固、耐久。我国广泛采用钢筋混凝土排架结构，其结构构件的组成如图12.15所示。 • （1） 承重结构 • ① 横向排架由基础、柱、屋架组成，主要承受厂房的各种荷载。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • ② 纵向连系构件由吊车梁、圈梁、连系梁、基础梁等组成，与横向排架构成骨架，保证厂房的整体性和稳定性。 • ③ 支撑系统构件支撑构件设置在屋架之间的称为屋架支撑系统；设置在纵向柱列之间的称为柱间支撑系统。 • (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、地沟、散水、坡道、消防梯、吊车梯等。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 1基础与基础梁 • (1) 基础 • 基础支承厂房上部结构的全部荷载，并将荷载传递到地基中去，因此，基础起着承上传下的作用，是厂房结构中的重要构件之一。 • 单层排架工业厂房的基础主要采用钢筋混凝土杯形基础，这种基础外形可做成锥形或阶梯形，顶部预留杯口以便插入预制柱，柱吊装就位后杯口与柱子四周缝隙用C20混凝土灌缝填实。基础的构造如图12.17所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.17预制柱下杯形基础 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • (2) 基础梁 • 采用排架结构的单层工业厂房，外墙仅起围护作用。为避免墙的不均匀沉降，一般将墙身支承在基础梁上，基础梁的两端搁置在相邻杯形基础的杯口上。 • 基础梁的标志尺寸一般为6 m，截面形状多采用倒梯形。基础梁的顶面标高至少应低于室内地面50 mm，高于室外地坪100 mm。基础梁一般直接搁置在基础顶面上，当基础较深时，可采取在杯形基础顶面设置混凝土垫块，也可设置高杯口基础或在柱上设牛腿等措施。如图12.18所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.18基础梁的搁置方式与位置 (a) 搁在柱基础顶面； (b) 搁在混凝土垫块上； (c) 搁在高杯口基础上； (d) 搁在柱牛腿上 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 基础梁下面的回填土一般不需夯实，并应留有不少于100 mm的空隙，以利于沉降。在寒冷地区，为避免土壤冻胀引起基础梁反拱而开裂，除在基础梁底部留有50~150 mm的空隙外，还应在基础梁下面及周围铺大于或等于300 mm的砂或炉渣等松散材料，同时在外墙周围做散水坡，如图12.19所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.19基础梁搁置构造要求及防冻措施 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 2柱和柱间支撑在单层工业厂房中，柱按其作用分有承重柱和抗风柱两种。 • (1)承重柱承重柱是厂房结构中的主要承重构件之一，它主要承受屋盖、吊车梁、墙体等传来的荷载，并把这些荷载连同自重一起传递给基础。 • 柱按材料可分为钢筋混凝土柱、钢柱、砖柱等，目前单层工业厂房多采用钢筋混凝土柱。钢筋混凝土柱可分为单肢柱和双肢柱两大类。单肢柱的截面形式有矩形、工字形、管柱等；双肢柱的截面形式有平腹杆柱、斜腹杆柱、双肢管柱等。如图12.20所示。 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 图12.20钢筋混凝土柱的类型 (a) 矩形柱；(b) 工字形柱；(c) 平腹杆双肢柱;(d) 斜腹杆双肢柱；(e) 双肢管柱 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 柱的截面尺寸根据其高度及受力情况经计算确定，同时还应满足构造要求，如图12.21所示。 图12.21柱的构造尺寸和外形要求 (a) 工字形柱；(b) 双肢柱 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • 为保证柱与其他构件有可靠的连接，在柱的相应位置应设预埋件，如图12.22所示。 图12.22柱子预埋件 www.themegallery.com
12.2单层工业厂房的定位轴线及结构构件 • (2)抗风柱 • 单层工业厂房的山墙面积很大，所受到的风荷载也很大，为保证山墙的稳定性，应在山墙内侧设置抗风柱，使山墙的风荷载一部分由抗风柱传至基础，另一部分由抗风柱的上端传至屋盖系统，再传至纵向柱列。所以抗风柱的柱顶在水平方向应与屋架上弦有可靠的连接，在垂直方向应允许屋架与抗风柱有相对的竖向位移，因此屋架与抗风柱之间常采用弹簧钢板连接，如图12.23所示。 www.themegallery.com
