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房屋建筑学山东建筑大学建筑城规学院工业建筑设计第三篇第十五章单层厂房设计第一节概述一、单层厂房的组成(一)单层厂房的空间组成1、生产工段2、辅助工段3、仓库4、生活间(二)单层厂房的构件组成承重墙结构与骨架结构两类1．骨架结构按材料可分为砖石混合结构、钢筋混凝土结构、钢结构。承重结构：厂房的承重结构由横向排架和纵向连系构件组成。(1)横向排架由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成(2)纵向连系构件由屋面板(或檩条)、吊车梁、连系梁、柱间和屋架间支撑等组成。单层厂房的构件组成单层厂房的构件组成图15－2单层厂房构件组成单层厂房的构件组成2．围护结构厂房的围护结构主要由屋面、外墙、门窗、天窗和地面等组成第二节单层厂房平面设计一、工厂总平面与厂房平面设计的关系工厂总平面按功能可分为几个区域：1．生产区2．辅助生产区3．动力区4．仓库区5．厂前区单层厂房平面设计图15－3某机械制造厂总平面图1－辅助车间；2－装配车间；3－机械加工车间；4－冲压车间；5－铸工车间；6－锻工车间；7－总仓库；8－水工车间；9－锅炉房；10－煤气发生站；11－氧气站；12－空气压缩站；13－食堂；14－厂部办公室二、厂房生产工艺与平面设计的关系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。厂房生产工艺与平面设计的关系(一)平面形式单层厂房可采用：单跨平面或多跨组合平面多跨组合平面：平行多跨，垂直多跨。厂房的平面形式多为矩形，垂直多跨布置的厂房也有L形、U形、山形等。厂房生产工艺与平面设计的关系三、柱网的选择•柱网：在厂房中，支承屋顶→柱子→柱位→布置定位轴线，在纵横定位轴线相交处设置柱子，柱子在平面上所形成的的网格称之为柱网。•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。柱网的选择选择柱网时考虑的要求(一)跨度尺寸的确定1.满足生产工艺提出的要求2.遵守《厂房建筑模数协调标准》跨度≤18m时，采用扩大模数30M数列，即9m、12m。跨度＞18m，采用扩大模数60M，即18m、24m。选择柱网时考虑的要求(二)柱距尺寸的确定柱距采用扩大模数60M数列，即6m和12m。厂房山墙处抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。选择柱网时考虑的要求(三)调整和统一柱网(四)尽量扩大柱网，提高厂房的通用性和经济合理性。1．能提高厂房的通用性2.能扩大生产面积，节约用地3.加快建设速度4.提高吊车的服务范围选择柱网时考虑的要求局部抽柱跨内布置设备示意选择柱网时考虑的要求设托架承重方案（a）托架；（b）托架布置选择柱网时考虑的要求四、单层厂房生活间设计生活间是由生产卫生用室和生活卫生用室组成（一）生活间的组成1、生产卫生用室：存衣室、淋浴室、盥洗室等2、生活卫生用室：休息室、厕所等单层厂房生活间设计（二）生活间的形式1、毗连式2、独立式3、车间内部式单层厂房生活间设计单层厂房生活间设计单层厂房生活间设计单层厂房生活间设计第三节单层厂房剖面设计一、厂房高度的确定厂房高度定义：由地坪面到屋顶承重结构下表面的垂直距离。如屋顶承重结构是倾斜的，则厂房高是由地坪面到屋顶承重结构最低点的垂直距离。柱顶标高：符合3M数列砖混结构：符合1M数列单层厂房剖面设计单层厂房剖面设计(一)柱顶(非下撑式屋架下弦底面)标高的确定1．无吊车厂房柱顶标高是根据最大生产设备的高度和其安装、检修时所需的净空高度确定柱顶标高不低于3.9m。2．有吊车厂房图15－18厂房高度的确定单层厂房剖面设计单层厂房剖面设计某单层厂房高度的调整（a）原方案；（b）修改后方案单层厂房剖面设计(二)室内地坪标高的确定•室内地坪与室外地面设置高差150mm二、天然采光（一）、天然采光的基本要求系数1.天然采光系数EnC=×100%Ew2．满足采光均匀度和避免产生眩光采光等级视觉作业分类侧面采光顶部采光作业精确度识别对象的最小尺寸d（mm）采光系数最低值Cmin（%）室内天然采光临界照度（LX）采光系数平均值Cav（%）室内天然采光临界照度（LX）ⅠⅡⅢⅣⅤ特别精细很精细精细一般粗糙d≤0.150.15＜d≤0.30.3＜d≤1.01.0＜d≤5.0d＞5.053210.5250150100502574.531.50.73502251507535天然采光天然采光天然采光（二）采光面积的确定（三）采光方式和采光窗的选择1.采光方式：侧面采光、上部采光、混合采光2.采光方式的选择:①侧窗(单侧和双侧)②顶部采光③侧窗＋天窗天然采光单侧窗采光光照衰减示意图15－26高低侧窗示意单侧房间很窄双侧房间进深较大天然采光天然采光天然采光天然采光天然采光天然采光三、自然通风(一)自然通风的基本原理1.基本原理利用室内外温差造成的热压和风吹向建筑物而在不同表面上造成的压差来实现通风换气的。自然通风热压通风示意图自然通风风绕房屋流动状况及风压分布自然通风热压和风压共同作用时的气流情况自然通风2.通风天窗的选择通风天窗的类型：(1)矩形通风天窗(2)下沉式通风天窗自然通风矩形通风天窗自然通风下沉式通风天窗（a）井式天窗；（b）纵向下沉式通风天窗；（c）横向下沉式通风天窗（二）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成正比第四节单层厂房定位轴线的标定纵向定位轴线：平行于厂房长度方向的定位轴线横向定位轴线：垂直于厂房长度方向的定位轴线一、横向定位轴线(一)中间柱除横向变形缝处及端部排架柱外，中间柱的中心线应与横向定位轴线相重合。单层厂房定位轴线的标定1、山墙为非承重墙时山墙为非承重墙时，墙内缘和抗风柱外缘应与横向定位轴线相重合。端部排架柱的中心线应自横向定位轴线向内移600mm，端部实际柱距减少600mm。2、山墙为砌体承重时山墙为砌体承重时，墙内缘与横向定位轴线间的距离λ应按砌体的块料类别分别为半块或半块的倍数或墙厚的一半(二)端部柱端部柱端部柱(三)横向变形缝处•横向伸缩缝、防震缝处一般是在一个基础上设双柱、双屋架。各柱有各自的基础杯口。双柱间应有一定的间距.•为了不增加构件类型，横向变形缝处定位轴线采用双轴线处理。•变形缝两侧柱间的实际距离较其他处的柱距减少600mm，但柱距的标志尺寸仍为6000mm。横向变形缝处二、纵向定位轴线纵向定位轴线标定了屋架标志尺寸端部的位置。屋架的跨度与厂房跨度一致。(一）外墙、边柱(二)中柱(三)纵向变形缝处(一）外墙、边柱1、封闭结合：指外墙内缘和边柱外缘与纵向定位轴线相重合,使屋面板与外墙之间无空隙，形成封闭结合。适用:无吊车或只有悬挂式吊车的厂房以及柱距为6m、吊车起重量Q≤20t的厂房。外墙、边柱封闭结合L＝Lk十2e其中，L——厂房跨度(纵向定位轴线之间的距离)；Lk——吊车跨度，吊车两条轨道之间的距离e——纵向定位轴线至吊车轨道中心线的距离，一般为750mm，当吊车为重级工作制而需设安全走道板，或者吊车起重量大于50t时，采用1000mme＝B十K十hB——轨道中心线至吊车端头外缘的距离。K——安全空隙。h——上柱截面高度。封闭结合•它适用于无吊车或只设悬挂式吊车的厂房，以及柱距为6m，吊车起重量Q≤20t的厂房。当吊车起重量Q≤20t时，查吊车规格表，得出相应参数B≤260mm，K≥80mm，上柱截面高度h＝400mm，e＝750mm。由下式验算安全空隙：K＝e一(h十B)＝750一(400十260)＝90mm，说明实际安全空隙大于必需安全空隙(K≥80mm)，符合安全要求非封闭结合2、非封闭结合：指外墙内缘和边柱外缘与纵向定位轴线间加设联系尺寸,屋面板与外墙之间出现空隙，形成非封闭结合，须加设补充构件适用：柱距为6m,吊车起重量Q≥30t;或柱距较大以及有特殊构造要求时非封闭结合非封闭结合•当吊车吨位Q为30/5t时，其参数B＝300mm，h＝400mm，K≥80mm，e＝750mm。若按封闭结合的情况下考虑，K＝e一(H十B)＝750一(400十300)＝50mm，不满足安全空隙K≥80mm的要求，这时则需将边柱自定位轴线外移一个距离ac，称为联系尺寸。•如墙为砌体时，ac值取50mm，安全空隙为50十50＝100mm，大于必需安全空隙80mm。(二)中柱与纵向定位轴线的联系1.等高跨中柱2.高低跨处的中柱中柱与纵向定位轴线的联系1.等高跨中柱宜设置单柱和一条纵向定位轴线。上柱截面宽度一般取600mm。需设插入距时，中柱可采用单柱及两条纵向定位轴线。插入距ai应符合3M数列，上柱中心线宜与插入距中心线相重合。中柱与纵向定位轴线的联系2.高低跨处的中柱•高低跨处的中柱，当采用单柱时，宜采用一条纵向定位轴线，即高跨上柱外缘和封墙内缘与纵向定位轴线相重合。•当高跨柱距为6m而吊车起重量Q≥30t，或柱距较大以及有构造要求需设插入距时，中柱两条纵向定位轴线。•高低跨处中柱也可采用双柱及两条纵向定位轴线，并设插入距，柱与纵向定位轴线的联系与边柱相同。中柱与纵向定位轴线的联系中柱与纵向定位轴线的联系高低跨处的中柱中柱与纵向定位轴线的联系高低跨处的中柱三、纵横跨相交处的定位轴线1、纵跨，相交处的处理相当于山墙处；2、横跨，相交处处理相当于边柱和外墙处的定位轴线定位。3、纵横跨相交处采用双柱单墙处理，外墙不落地，成为悬墙，属于横跨。纵横跨相交处的定位轴线纵横跨相交处的定位轴线