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19工业建筑概述本章主要讲述工业厂房的分类、工业厂房的结构类型、单层工业厂房的构造和单层工业厂房的定位轴线等内容。本章提要本章内容19.1工业建筑的分类19.2单层工业厂房结构组成和类型19.3单层厂房内部起重运输设备19.4单层工业厂房定位轴线19.5单层工业厂房的构造19.1工业建筑的分类（1）主要生产厂房（2）生产辅助厂（3）动力用厂房（4）材料仓库建筑（5）运输用建筑（6）其他19.1.1按厂房的用途分类（1）单层工业厂房（图19.1）这类厂房多用于冶金、机械等重工业。其特点是设备体积大、载量重，车间内以水平运输为主，大多靠厂房中的起重运输设备和车辆进行运输。单层厂房又分为单跨和多跨两种。（2）多层工业厂房（图19.2）这类厂房常用于轻工业类，如纺织、仪表、电子、食品、印刷、皮革、服装等工业，常见的层数为2～6层。19.1.2按厂房的层数分类（3）层数混合的工业厂房（图19.3）即在厂房中既有单层又有多层，这种厂房常用于化学工业、热电站的主厂房等。如热电厂主厂房，汽机间设在单层单跨内，其他可设在多层内；又如化工车间，高大的生产设备可设在单层单跨内，其他可设在多层内。图19.1（a）单跨；（b）高低跨；（c）多跨图19.2多层工业厂房（a）内廊式；（b）统间式；（c）大宽度式图19.3混合层工业厂房（1）冷加工车间指在正常温度、湿度条件下进行生产的车间，如机械制造类的金工车间、机修车间、装配车间等，生产要求车间内部有良好的采光和通风。（2）热加工车间指生产过程是在高温和熔化状态下，加工非燃烧材料的生产车间，生产中散发大量的余热、废气等，如铸造、锻压、冶炼、热轧、热处理等车间。19.1.3按厂房的生产状况分类（3）恒温、恒湿车间指产品生产需要在恒定的温、湿度条件下进行的车间，如精密仪器、纺织等车间。（4）洁净车间指产品生产需要在空气净化、无尘甚至无菌的条件下进行的车间，如药品车间、电视机显像管车间、集成电路车间等。（5）其他特种状况的车间有的产品生产对环境有特殊的需要，如防爆、防腐蚀、防放射性物质、防电磁波干扰、防微振、高度隔声等车间。（1）小跨度厂房指跨度小于或等于15m的单层工业厂房。这类（2）大跨度厂房指跨度在15～30m及36m以上的单层工业厂房。其中15～30m的厂房以钢筋混凝土结构为主，跨度在36m及以上时，一般以钢结构为主。19.1.4按厂房的跨度尺寸分类19.2单层工业厂房结构组成和类型（1）承重结构单层厂房承重结构有墙承重结构和骨架承重结构两种类型。图19.4所示是典型的装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房，它包括下列几部分承重构件：①横向排架②纵向连系构件③支撑系统19.2.1单层工业厂房的结构组成（2）围护结构单层厂房的外围护结构包括外墙、屋顶、地面、（3）其他如散水、地沟（明沟或暗沟）、坡道、吊车梯、室外消防梯、内部隔墙、作业梯、检修梯等。图19.4装配式钢筋混凝土结构的单层厂房构件组成单层厂房的功能组成是由生产性质、生产规模和工艺流程所决定的，一般由主要生产车间、辅助车间、仓库及生活间组成。厂房建筑的主要承重骨架是由支承各种荷载作用的构件所组成，通常称为结构。单层厂房的承重结构主要有墙体承重结构、排架结构和刚架结构19.2.2单层工业厂房结构类型（1）墙体承重结构采用砖墙、砖柱承重，屋架采用钢筋混凝土屋架或木屋架、钢木屋架的结构形式。如图19.5所示（2）排架结构排架结构由横向排架和纵向排架两个方向的骨架体系组成。排架结构的优点是整体刚度好，稳定性强。排架结构可由一种或几种材料组成，按其用料①装配式钢筋混凝土结构（如图19.6所示）②钢屋架与钢筋混凝土柱组成的结构（如图19.7所示）（3）刚架结构①装配式钢筋混凝土门式刚架这种结构是将屋架（屋面梁）与柱子合并成为一个构件。柱子与屋架（屋面梁）连接处为一整体刚性节点，柱子与基础的连接为铰接，如图19.8所示。②钢结构刚架它的主要构件（屋架、柱、吊车梁等）都用钢材制作。屋架与柱做成刚接，以提高厂房的横向刚度。如图19.7右半部分所示。图19.5（a）带内壁柱的承重砖墙；（b）带外壁柱的承重砖墙图19.6钢筋混凝土骨架承重结构图19.7钢结构骨架承重结构图19.8（a）人字形刚架；（b）带吊车人字形刚架；（c）弧形拱刚架；（d）带吊车弧形刚架图19.7钢结构骨架承重结构19.3单层厂房内部起重运输设备厂房的上部空间应设置各类起重运输设备，常（1）单轨悬挂吊车（图19.9）单轨悬挂吊车是在屋架（或屋面梁）下弦悬挂梁式钢轨，轨梁上安装可以水平移动的滑轮组（俗称电动葫芦），利用滑轮组升降起重的一种起重设备，其起重量一般在5t以下，有手动和电动两种类（2）梁式吊车（图19.10）梁式吊车是由梁架和电动葫芦组成，分为悬挂式和支承式两种。悬挂式是在屋架（或屋面梁）下弦悬挂梁式钢轨，钢轨成两平行直线，钢轨梁上安放滑行的单梁，单梁上设有可移动的滑轮组以升降重物。支承式是在排架柱上设牛腿，牛腿上搁置吊车梁，吊车梁上安装钢轨，钢轨上设有可滑行的单梁，在单梁上设有可移动的滑轮组以升降重物。（3）桥式吊车（图19.11）桥式吊车是由桥架及起重小车（也称行车）组成。通常在排架柱的牛腿上设置的吊车梁上安放轨道，桥架行驶在吊车梁上。在桥架上设置起重小车，小车沿桥架横向移动。小车上有供起重用的滑轮组。桥式吊车的起重量为50～400t，甚至更大。桥式吊车适用于大跨度的厂房。图19.9单轨悬挂吊车图19.10梁式吊车（a）悬挂式；（b）支承式图19.11桥式吊车19.4单层工业厂房定位轴线定位轴线是确定厂房主要承重构件的位置及其标志尺寸的基准线，同时也是设备定位、安装及厂位轴线有纵向与横向之分。通常，与厂房横向排架平面相平行的轴线称为横向定位轴线，与横向排架平面相垂直的轴线称为纵向定位轴线（1）横向定位轴线与横向定位轴线有关的主要承重构件是屋面板、柱和吊车梁，此外连系梁、基础梁、纵向支撑、外墙板等构件的标志尺寸及其位置也与横向定位轴线横向定位轴线一般与屋架及柱的中心线相重合，如图19.12所示（2）纵向定位轴线与纵向定位轴线有关的主要承重构件是屋架（或屋面梁）。一般来说，边柱外缘和墙内缘宜与纵向定位轴线相重合，如图19.13所示。中柱与纵向轴线的定位，根据厂房的相邻跨为等高还是不等高，大致有下述几种情况：①当厂房的相邻跨为等高时，宜设置单柱和一条纵向定位轴线，柱的中心线宜与纵向定位轴线相重合，如图19.14（a）所示。当等高厂房的中柱需要设插入距时，中柱可采用单柱及两条纵向定位轴线，其插入距应符合3M，柱中心线与插入距中心线相重合，如图19.14（b）所示。②当厂房两侧为高低跨时，应采用两条纵向定位轴线，并设插入距，插入距分别等于“缝隙+墙厚”和“缝隙+墙厚+联系尺寸”，如图19.15所示③当厂房的相邻跨为不等高，中柱采用单柱时，高跨上柱外缘与封墙内缘宜与纵向定位轴线相重合，如图19.16所示；当上柱外缘与纵向定位轴线不能重合时，应采用两条纵向定位轴线，插入距与联系尺寸相同，或等于墙体厚度，或等于“封墙厚度+联系尺寸”。④当等高厂房设纵向伸缩缝时，可采用单柱并设两条纵向定位轴线，伸缩缝一侧的屋架（或屋面⑤高低跨处采用单柱设伸缩缝时，低跨的屋架或屋面梁可搁置在活动支座上，高低跨处应采用两⑥等高厂房设纵向防震缝时，应采用双柱及两⑦不等高厂房设纵向防震缝时，应设在高低跨⑧厂房纵横跨相交处，应采用双柱并设置伸缩缝或防震缝。当纵跨低于横跨时，其纵横跨相交处两定位轴线的插入距分别等于“变形缝宽度+墙厚”（ai=ae+t）和“变形缝宽度+非封闭结合的联系尺寸+墙厚”（ai=ae+ac+t），如图19.17所示图19.12（a）中间柱与横向定位轴线；（b）横向伸缩缝兼防震缝时，柱与横向定位轴线图19.13边柱与纵向定位轴线的关系（a）封闭结合；（b）非封闭结合图19.14（a）不设插入距；（b）需设插入距图19.15高低跨中柱与定位轴线的关系图19.16高低跨中柱与定位轴线的关系图19.17纵跨处各种定位轴线19.5单层工业厂房的构造承重砖墙和砌块墙的高度一般不宜超过11m。为了增加其刚度、稳定性和承载能力，通常平面上每隔4～6m间距设置壁柱。承重山墙每隔4～6m设置抗风壁柱，屋面采用钢筋混凝土承重构件时，山墙上部沿屋面板应设置截面不小于240mm×240mm的钢筋混凝土卧梁，并与屋面板可靠连接。19.5.1外墙19.5.1.1承重砖墙与砌块墙（1）墙和柱的相对位置及连接构造①墙和柱的相对位置厂房外墙和柱的相对位置通常可以有四种构造方案，如图19.18所示。a外墙设置b柱嵌入外墙内c外墙全嵌入柱间②墙和柱的连接构造厂房外墙可用各种方式与柱子相连接，其中最简单常用的做法是采用钢筋拉结，如图19.19所示。19.5.1.2自承重砖墙与砌块墙③女儿墙的拉结构造女儿墙是外墙高出屋面部分，其厚度一般不少于240mm，高度不仅要满足构造设计的需要，还要保护在屋面从事检修、清扫灰雪、擦洗天窗等人员的安全。女儿墙与屋面的连接如图19.20所示。④抗风柱的连接构造通常应设置钢筋混凝土抗风柱来保证自承重山墙的刚度和稳定性，在山墙上部沿屋面设置钢筋混凝土圈梁。抗风柱与山墙、屋面板与山墙之间应采用钢筋拉结，如图19.21所示⑤山墙与屋面板的连接山墙比较高大，为保证其稳定性和抗风、抗震的能力，山墙与抗风柱、边柱、端柱除用钢筋拉结外，一般在山墙三角形部分与屋面相接处设置钢筋混凝土圈梁，圈梁与屋面板之间用钢筋拉结，如图19.21所示（2）自承重砖墙的下部构造当基础埋深不大时，基础梁可直接搁置在柱基础的杯口顶面上，如图19.22（a）所示；如果基础较深，可将基础梁设置在柱基础杯口的混凝土垫块上，如图19.22（b）所示；当埋深更大时，也可设置在排架柱底部的小牛腿上，如图19.22（c）所示。（3）单层厂房在高度范围内没有楼板层相连接，一般靠设置连系梁与厂房的排架柱子联系，连系梁多采用预制梁，支承在排架及柱外伸的牛腿上，并通过螺栓或焊接与柱子相连接，如图19.23所示。自承重墙的圈梁设置要求与承重墙中的圈梁设置要求基本相同，可以现浇或预制。如图19.24所示。图19.18厂房外墙与柱的相对位置图19.19墙和柱的连接图19.20女儿墙与屋面的连接图19.21山墙和抗风柱的连接图19.21山墙和抗风柱的连接图19.22自承重砖墙下部构造（a）基础梁设置在杯口上；（b）基础梁设置在垫块上；（c）基础梁设置在高杯口基础上；（d）基础梁设置在牛腿上图19.23连系梁的构造（a）螺栓连接；（b）焊接连接图19.24圈梁的构造（1）墙板的类型按其受力状况可分为承重墙板和非承重墙板；按其保温性能可分为保温墙板和非保温墙板；按所用材料可分为钢筋混凝土、陶粒混凝土、加气混凝土、膨胀蛭石混凝土和矿渣混凝土等混凝土材料类墙板，以及用普通混凝土板、石棉水泥板及铝和不锈钢等金属薄板夹以矿棉毡、玻璃棉毡、泡沫塑料或各种蜂窝板等轻质保温材料构成的复合材料类墙板等；19.5.1.3板材墙面板材墙如按其所在墙面位置不同，可分为檐口板、窗上板、窗框板、窗下板、一般板、山尖板、勒脚（2）墙板的布置墙板在墙面上的布置方式，最广泛采用的是横向①横向布置，如图19.25（a）、（b）②竖向布置，如图19.25（d）③混合布置，如图19.25（c）所示。山墙墙身部位墙板布置方式与侧墙相同，山尖部位随屋顶外形可布置成台阶形、人字形、折线形等，如图19.26所示。（3）墙板的规格单层厂房的基本板长度符合我国《厂房建筑模数协调标准》（GBJ6—86）的规定，并考虑山墙抗风柱的设置情况，一般把板长定为4500mm、6000mm、7500mm、12000mm基本板高度符合3M标准，规定为1800mm、1500mm、1200mm和900mm四种。图19.25（a）横向布置（有带窗板）；（b）横向布置（通长带形窗）；（c）混合布置；（d）竖向布置图19.26山墙山尖墙板布置（a）台阶形；（b）人字形；（c）折线形（1）石棉水泥波瓦与厂房骨架的连接通常是通过连接件悬挂在连系梁上，如图