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12單層廠房設計12.1單層廠房組成12.1.1房屋的組成四個部分：(1)生產工段(也稱生產工部)，是加工產品的主體部分(2)輔助工段，是為生產工段服務的部分；(3)庫房部分，是存放原料、材料、半成品、成品的地方；(4)行政辦公生活用房。▲每—幢廠房的組成應根據：生產的性質、規模、總平面佈置等因素來確定。12.1.2構件的組成1、承重結構圖12-1排架結構包括下列幾部分承重構件：(1)橫向排架：由基礎、柱、屋架(或屋面梁)組成。(2)縱向連系構件：由基礎梁、連系梁、圈梁、吊車梁等組成。與橫向排架構成骨架，保證廠房的整體性和穩定性。縱向構件承受作用在山牆上的風荷載及吊車縱向制動力，並將它傳遞給柱子。(3)支撐系統屋架、柱間支撐。保證廠房剛度2、圍護結構包括外牆、屋頂、地面、門窗、天窗等。3、其它：如隔斷、作業梯、檢修梯等。12.2單層廠房平面設計單層廠房的平面設計主要研究問題:(1)總平面對平面設計的影響；(2)平面設計與生產工藝的關係；(3)平面設計與運輸設備的關係；(4)單層廠房常用平面形式；(5)柱網選擇；(6)生活間設計。12.2.1總平面對平面設計的影響工廠組成：建築物和構築物。▲總平面設計依據：1、生產工藝流程、2、交通運輸、3、衛生、防火、氣象、地形、地質4、建築群體藝術確定這些建築物與構築物之間的位置關係；▲合理的組織人流、貨流，避免交叉和迂回；▲佈置各種工程管線；▲進行廠區豎向設計及綠化、美化佈置等。圖12-2為某工廠總平面示意圖。▲總圖確定以後：個體設計必須按照總圖佈置的要求確定I2.2.1.1廠區人流、貨流對平面設計的影響▲平面設計應考慮：工廠生產工藝流程的組織和貨運的組織。生產廠房與生產廠房之間，生產廠房與倉庫之間，有人流和貨流的聯繫，聯繫影響廠房平面設計中：門的位置、數量和尺寸，■要求：▲廠房的出人口位置--方便原材料和成品的運進、運▲門的尺寸--滿足運輸工具安全通行的要求。▲人流出入口或廠房生活間---靠近廠區人流主幹道，方便職工上下班。■設計時盡可能：減少人流和貨流的交叉迂回，運行路線要通暢、短捷。圖12-2，生活間的位置緊靠廠區主幹道，人、貨流路線分工明確。12.2.1.2地形的影響■地形對廠房平面形式有直接影響，■只要工藝條件允許,廠房平面形式應根據地形條件作適當的調整，使之與地形相適應。■工藝允許時，廠房還可跨等高線佈置在階梯形臺地上，圖12-3。目的：減少挖填土方量，適應利用物料自重進行運輸的生產需要。12.2.1.3氣象條件的影響▲主要影響因素：1、日照，2、風向。▲我國溫帶和亞熱帶地區，理想的朝向應該是：南北向保證：夏季室內不受陽光照射，易於進風，方法：1、廠房寬度不宜過大，最好平面採用長條形，2、朝向接近南北向，3、廠房長軸與夏季主導風向垂直或大於45度。4、Ⅱ形、Ⅲ形平面的開口朝向迎風面。在側牆上開設窗子和大門。朝向與主導風向有矛盾時，應根據主要要求選擇。▲寒冷地區，廠房的長邊應平行於冬季主導風向，在迎風面的牆面上少開或不開門窗，避免寒風對室內氣溫的影響12.2.2平面設計與生產工藝的關係工業建築設計在工藝設計及工藝佈置的基礎上進行。生產工藝是工業建築設計的重要依據。▲完整的工藝平面圖內容：①根據生產的規模、性質、產品規格等確定的生產工藝流程；②選擇和佈置生產設備和起重運輸設備；②劃分車間內部各生產工段及其所占面積；④初步擬定廠房的跨問數、跨度和長度；⑤提出生產對建築設計的要求，如採光、通風、防震、防塵、防輻射等。平面設計受生產工藝的影響表現方面：1、生產工藝流程的影響生產工藝流程是指某一產品的加工製作過程，▲平面設計必須使生產線路：短捷、不交叉、少迂回，具有變更佈置的靈活性。金工裝配車間的工藝流程如圖12-4所示。根據工藝要求，金工裝配車間一般包括機械加工和裝配兩個主要生產工段。機械加工工段的生產任務是對鑄、鍛件等金屬毛坯進行車、銑、刨、鏜、鑽、磨等加工過程，使之成為機器產品中的零件(如齒輪和軸等)。裝配工段的生產任務是將機械加工工段已加工好的零件按一定生產程式裝配成部件(如發動機等)；或進一步將零、部件進行總的裝配成為機械產品(如汽車和拖拉機等)。金工車間三種組合方式：(1)直線佈置裝配工段佈置在加工工段的跨間延伸部分。毛坯由廠房一端進入，成品則由另一端運出，生產線為直線形。零件可直接用吊車運送到加工和裝配工段，生產線路簡捷，連續性好。運用於：規模不大，吊車負荷較輕的車間。採用這種佈置的廠房平面可全部為平行跨，特點：建築結構簡單，擴建方便。缺點：跨數較少時，會形成窄條狀平面，廠房外端面大，土建投資不夠經濟。(2)平行佈置：(圖12-5(a))。加工與裝配兩個工段佈置在互相平行的跨間中零件從加工到裝配的生產線路呈馬蹄形，運輸距離較長，須採用傳送帶、平板車或懸掛吊車等越跨運輸設備。這種佈置方式常用於汽車、拖拉機等裝配車間，平面也全為平行跨，同樣具有建築結構簡單，便於擴建等優點。(3)垂直佈置：(圖12-5(c))裝配工段佈置在與加工工段相垂直的橫向跨間內。廠房平面雖因跨間互相垂直，建築結構較為複雜，但在大、中型車間中由於工藝佈置和生產運輸有其優越性，故應用也頗廣泛。圖12-6是機械加工裝配車間的生產工藝流程。圖12-7是根據圖12-6的生產工藝流程及工藝提出的生產工藝流程平面圖而設計的建築平面圖。2、生產狀況的影響不同性質的廠房，在生產操作時會出現：不同的生產狀況。如機械加工裝配車間對採光有一定的要求鑄工車間對通風、防塵有一定的要求3、生產設備佈置的影響生產設備的大小和佈置方式直接影響到：廠房的平面佈局、跨度大小和跨間數、柱距尺寸等12.2.3平面設計與運輸設備的關係廠房內需設置起重運輸設備。12.2.3.1起重運輸設備的類型(1)吊車吊車亦稱行車或天車，包括：①單軌懸掛吊車：如圖12-8(a)，在屋頂承重結構下部懸掛梁式鋼軌，軌梁佈置為直線或可轉彎的曲線，在軌梁上沒有可移動的滑輪組(或稱神仙葫蘆)，沿軌梁水準移動，利用滑輪組升降起重。起重量一般在3t以下，最多不超過5t。有手動和電動兩種類型。②梁式吊車：包括懸掛式與支承式兩種類型，懸掛式(圖12-8(b))是:在屋頂承重結構下懸掛鋼軌，鋼軌佈置為兩行直線，在兩行軌梁上沒有可滑行的單梁。支承式如圖12-8(c)是:在排架柱上設牛腿，牛腿上設吊車梁，吊車梁上安裝鋼軌，鋼軌上設有可滑行的單梁．在滑行的單梁上裝有可滑行的滑輪組，在單梁與滑輪組行走範圍內均可起吊重物。梁式吊車起重量一般不超過5t，有電動和手動兩種。③橋式吊車(圖12-9、12-10)：1、在廠房排架柱上設牛腿、2、牛腿上擱吊車梁．3、吊車梁上安裝鋼軌，4、鋼軌上放置能滑行的雙棍鋼橋架(或板梁)，5、橋架上支承小車；小車能沿橋架滑移，並有供起重的滑輪組，6、在橋架與小車行走範圍內均可起吊重物。7、起重量從5t至數百噸不等。8、起重時為電動。9、吊車上設有駕駛室，設在橋架一端此外，還有移動式懸貿吊車及固定式轉臂吊車，如圖12-11(a)、(b)所示，可供輔助起重運輸用。(2)其它運輸設備在廠房亦可採用龍門式起重機，圖12-11(c)，直接支承在地面上。因其行駛緩慢，且占廠房地面較多，不如前述吊車使用廣泛。廠房內外還因生產不同和根據需要採用:火車、汽車、電瓶車、手拉車、各式地面起重車、懸鏈、普通輸送帶、氣墊式輸送帶、磁力式輸送帶、輸送輥道、管道、輸送器、進料機、升降機、提升機等等運輸設備。12.2.3.2起重運輸設備與廠房平面設計的關係(1)起重運輸設備影響廠房的平面佈置和平面尺寸。以圖12-7的機械加工裝配車間為例。該車間的內部主要起重運輸設備為橋式吊車，內部輔助運輸設備為轉臂吊車；對外的運輸設備有機車、汽車及電瓶車，車間平面的佈置與尺寸均與吊車、機車車皮、汽車及電瓶車相適應。(2)如廠房內要求進入火車車皮，應在平面圖上佈置鐵軌。火車車皮進入處的門，其尺寸必須適合車皮運行及安全要求。平面設計時，必須考慮起重運輸設備的影響及要求。12.2.4單層廠房常用平面形式確定單層廠房平面形式的因素：生產規模大小、生產性質、生產特徵、工藝流程佈置、交通運輸方式土建技術條件等。■單層廠房平面形式概括起來可分為：一般和特殊兩種類型。▲一般的平面形式是以矩形為主圖12-12(a)、(b)、(c)、(d)、(e))。▲特殊的平面形式有L、Ⅱ、Ⅲ形平面(圖12-12(f)、(g)、(h))。▲此外．還有天井式、單元式平面等(圖12-12(i)、(J))。矩形平面---最常用的平面形式。12.2.4.1矩形平面矩形平面中，最簡單的是由單跨組成。它是構成其它平面形式的基本單位組合方式隨生產工藝流程的佈置而異。1、平行多跨組合的平面，適用於直線式的生產工藝流程(圖12-12(a))。適用於往復式的生產工藝流程(圖l2-12(b)、(c))。優點是:1、運輸路線簡捷．工藝聯繫緊密，2、工程管線較短；形式規整，占地面積少；3、如整個廠房為等高等跨且軌頂標高相同時，則結構、構造簡單，可取得施工快，造價低的效果。2、跨度相互垂直佈置的平面(圖12-12(d))。優點是：工藝流程緊湊，運輸路線短捷。缺點是：跨度垂直相交處結構、構造處理較複雜。▲當矩形平面縱橫邊長相等或接近，就形成正方形或近似正方形平面。從經濟方面分析此種平面形式較優越。如圖12-13▲正方形、矩形與L形平面相比，在面積相同的情況下，矩形、L形平面週邊結構的周長比正方形長。因此，正方形平面廠房的造價較矩形、L形平面廠房的造價低，見表12-1。正方形平面廠房由於外牆面積少，冬季可以減少通過外牆的熱量損失，節省燃料；夏季可以減少太陽輻射熱傳人室內，防暑降溫。12.2.4.2L、Ⅱ、Ⅲ形平面為使廠房有良好的自然通風條件，迅速排除餘熱和煙塵。廠房不宜太寬，應形成L形、Ⅱ形或Ⅲ形平面(圖l2-12(f)、(g)、(h))。▲L、Ⅱ、Ⅲ形三種平面形式的特點:1、外牆較長，廠房各跨寬度不大，2、外牆上可多設門窗，使廠房內有較好的自然通風和採光條件，3、在垂直相交處結構、構造處理均較複雜；4、造價較矩形平面形式高。原因：外牆較長，廠房內各種管線也相應增長。12.2.5柱網選擇承重結構柱子在平面上排列時所形成的網格就稱為柱網柱網的尺寸是由：柱距和跨度組成的。圖12-14是▲柱距:相鄰兩柱之間的距離稱.B▲跨度:指屋架或屋面梁的跨度.L柱距和跨度尺寸必須符合國家規範《廠房建築模數協調標準》(GBJ6—86)的規定。12.2.5.1柱網尺寸的確定根據：生產工藝的特徵，綜合建築材料、結構形式、施工技術水準、基地狀況、經濟性以及有利於建築工業化等因素確定。(1)跨度尺寸的確定(圖12-15)確定因素：①生產工藝中生產設備的大小及佈置方式。②車間內部通道的寬度。③滿足《廠房建築模數協調標準》要求，根據①、②項所得的尺寸，調整符合模數制的要求。▲當屋架跨度＜18m時，採用擴大模數30M的數列，即跨度尺寸是：18m、15m、12m、9m及6m；▲當屋架跨度＞18m時，採用擴大模數60M的數列，即跨度尺寸是18m、24m、30m、36m、42m等。▲當工藝佈置有明顯優越性時，跨度尺寸亦可採用21m、27m、33m。(2)柱距尺寸的確定裝配式鋼筋混凝土結構體系，其基本柱距是6m，當採用磚混結構的磚柱時，其柱距宜小於4m，可為3.9m、3.6m、3．3m等。12.2.5.2擴大柱網就是擴大廠房的跨度和柱距。常用擴大柱網(跨度×柱距)為：12×12、15×12、18×12、24×12、18×18、24×24(m)等。擴大柱網優點：(1)可以提高廠房面積的利用率。圖12-17所示。(2)有利於大型設各的佈置和產品的運輸。(3)能適應生產工藝變更及生產設備更新的要求。（4)能減少構件數量，但增加了構件重量，表12—2(5)減少校基礎土石方工程量。表12-2。12m柱距在工程中的應用通常有下面的兩種方案：①帶托架方案：中列柱採用12m柱距，邊列柱採用6m柱距，中列柱間設12m托架(托梁)，屋架間距仍保持6m，屋面板、牆板都是6m。這種方案：除托架(托梁)、托架處柱與基礎外，其餘構