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第十一章工业建筑概述工业建筑是为工业生产需要而建造的各种不同用途的建筑物和构筑物的总称。通常把用于工业生产的建筑物称为工业厂房。11.1概述（一）、工业建筑的特点1、工业建筑必须紧密结合生产，满足工业生产的要求，为工人创造良好的劳动卫生条件。以利提高产品质量及劳动生产率。2、工业生产类别多，差异大。生产工艺不同的厂房具有不同的特征。（有重型的、轻型的、冷加工、热加工，有的恒温，密闭，防辐射）3、工业建筑厂房的空间大，生产设备多。如：有桥式吊车的厂房，室内净高一般在8米以上，锻压车间可达20m高，厂房长度一般均在数十米以上，有的达数百米甚至上千米。一、工业建筑的特点和分类4、对于多跨厂房，为满足室内采光，通风的需要，屋顶往往设天窗5、有重型吊车设备或高温作业，采用钢砼骨架或钢骨架承重。6、工业建筑的屋面防水和排水系统较复杂。7、排架承重牛腿埋深较深。民用：300－500mm，工业：800－1000mm。A、按厂房的用途分类1、主要生产厂房：进行主要产品的备料、加工、装配等过程的厂房。2、辅助生产厂房：指间接从事工业生产的厂房。如机修车间，工具车间。3、动力供应厂房。为生产提供能源的厂房。4、仓储建筑。5、运输设备建筑：管理、贮存及检修交通运输工具用的房屋。(二)、工业建筑的分类B、按生产状况分类1、热加工车间。在生产中往往散发出大量热量、烟尘、有害气体。如炼钢、铸工、锻工。2、冷加工车间。常温、常湿下进行3、恒温恒湿车间。生产是在温湿度波动很小的范围内进行的。如纺织车间、精密机械表车间。4、有侵蚀性介质作用的车间。5、洁净车间。6、其它特种状况车间。C按层数分类1、单层厂房：冶金、重型、中型机械等厂房2、多层厂房：电子、精密仪器工业3、混合层数厂房：化学工业、热电站的主厂房。单层厂房剖面图多层厂房层数混合厂房11.2工业建筑设计的任务及要求一、工业建筑设计的任务建筑设计人员根据设计任务书和工艺设计提出的生产工艺资料，设计厂房的平面形状、柱网尺寸、剖面形式、建筑体型；合理选择结构方案和围护结构的类型，进行细部构造设计；协调建筑、结构、水、暖、电气、通风等各工种；正确贯彻“坚固适用、经济合理、技术先进”的原则。二、工业建筑设计应满足的要求1、满足生产工艺的要求：2、满足建筑技术的要求（1）工业建筑的坚固性及耐久性应符合建筑的使用年限（50－70年）（2）具有较大的通用性和改、扩建的可能性。（民用接层，工业改扩建）（3）设计时应遵守国家颁布的有关技术规范与规程。如：《建筑模数协调统一标准》等。3、满足建筑经济要求（1）尽量采用联合厂房。（2）建筑层数是影响经济性的重要因素。（3）充分利用空间。提高使用面积。（4）尽量降低材料消耗，减轻构件自重，降低建筑造价。（5）因地制宜，就地取材的方针。（6）提高生产效率，提高生产、施工的工业化，机械化。4、满足卫生及安全要求（1）保证采光，通风的要求。（2）排除生产余热，废气，提供正常的卫生、工作环境。（3）采取净化、隔离、消声、隔声等措施。（4）保证防火、疏散的要求。（5）注意建筑美观。12单层厂房设计12.1单层厂房组成一、房屋的组成1、生产工段加工产品的主要部分2、辅助工段为生产工段服务的部分3、库房部分4、行政办公用房二、构件的组成1、承重结构主要采用排架结构(骨架结构)（1）优点：跨度大、高度较高、吊车吨位大、受力合理、建筑设计灵活、施工方便工业化程度高（2）、承重结构包括：横向排架：基础、柱、屋架（或屋面梁）纵向连系构件：基础梁、连系梁、圈梁、吊车梁支撑系统：屋架支撑，柱间支撑2、围护结构包括：外墙、屋顶、地面、门窗、天窗等。其它：隔断、作业梯、检修梯等。1）屋面板2）天沟板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊车梁7）排架柱8）抗风柱9）基础10）连系梁11）基础梁12）天窗架垂直支撑13）屋架下弦横向支撑14）屋架垂直支撑15）柱间支撑单层厂房的基本组成2、刚架结构（1）钢筋混凝土门式刚架梁与柱子合为一个构件、转角处为刚接。柱子和基础为铰接，基础不承受弯矩。根据顶部节点的连接情况刚架可分为两铰刚架和三铰刚架。特点：构件类型少、制作简便、经济、室内宽敞、整洁。普遍应用于高度不超过10m、跨度不超过18m的纺织、机电等厂房。（2）钢框架结构：主要构件都采用钢材的结构。钢柱的上部升高至屋架上弦，屋架的上、下弦均与上柱相连接，使屋架与柱形成刚接。特点:承载力大、刚度大、抗振动和耐高温的性能好，但耗钢量大。一般用于大型、重型、高温、振动荷载大的厂房。单层轻型钢结构房屋的组成3、空间结构包括：薄壳结构、悬索结构、网架结构等特点：空间开阔、自重轻、节省材料用于大柱距的厂房中。润扬大桥悬索结构润扬长江公路大桥为目前我国第一大跨径的桥梁张拉膜结构上海国际赛车场索膜张拉结构12.2单层厂房平面设计单层厂房的平面设计主要研究问题：（1）总平面对平面设计的影响（2）平面设计与生产工艺的关系（3）平面设计与运输设备的关系（4）单层厂房常用平面形式（5）柱网选择（6）生活间设计一、总平面对平面设计的影响（一）厂区人、货流组织的影响（二）地形的影响原则因势力导，因地制宜。特别是山区。（三）气象条件的影响主要影响因素：日照和风向二、平面设计与生产工艺的关系（一）工业建筑的设计内容是先由工艺设计人员进行工艺平面设计后，建筑设计人员根据生产工艺平面图进行设计。也有常用厂房不先进行工艺设计，而直接选用通用厂房的。（二）生产工艺平面图包括的内容：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、生产和起重运输设备的选择和布置3、划分车间内部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。（三）、平面设计与生产工艺的关系1、生产工艺流程的影响（1）生产工艺流程定义：指某一产品的加工制作过程，即由原材料按生产要求的程序，逐步通过生产设备及技术手段进行加工生产，并制成半成品或成品的全部过程。（2）工艺流程布置形式：a、直线布置：生产线为直线。b、平行布置：c、垂直布置：毛坯机械加工检验中间仓库部件装配总装配检验试验油漆包装出厂热处理金工装配车间工艺流程图生产工艺平面图2、生产状况的影响3、生产设备布置的影响三、平面设计与运输设备的关系：1、起重运输设备的类型（1）吊车a、单轨悬挂吊车，按操纵方式：手动；电动吊车组成：运行部分；起升部分优点：布置灵活，可以直线形或曲线形。起重范围：1－2吨。b、梁式吊车操纵分类：手动；电动形式分类：悬挂梁式吊车；支承在吊车梁上的梁式吊车。起重范围5吨c、桥式吊车组成：起重行车；桥架组成（没有司机室）起重范围：5吨到数百吨大型厂房如火车，汽车装配厂，轧钢厂等d、其它运输设备移动式悬臂吊车；固定式转臂吊车；龙门式起重机；火车、汽车、电瓶车、手推车、柴油车、传送带等等。桥式吊车立面、平面桥式吊车按吊车工作的时间占全部生产时间的比率Jc分三种工作制：（1）轻级工作制–Jc在15%~25%之间（2）中级工作制-Jc在25%~40%之间（3）重级工作制-Jc大于40%2、起重运输设备与厂房平面设计的关系（1）、起重运输设备影响厂房平面布置和平面尺寸。（2）、采用火车运输需设铁轨，汽车等需设坡道等。四、单层厂房常用平面形式（一）确定单层厂房平面形式的因素1、生产规模大小2、生产性质3、生产特征4、工艺流程布置5、交通运输方式6、土建技术条件（二）单厂平面形式分类：1、一般形式2、特殊类型一般的以矩形为主。特殊的L、Ⅱ、Ⅲ形（三）矩形平面的特点：1、运输路线简捷2、工艺联系紧密3、工程管线较短4、规整占地面积少5、利于抗震6、造价低在同面积的情况下，正方形厂房的造价低。因为只有正方形的周长数小，也就是外围结构少。（四）特殊平面厂房的特点：L、Ⅱ、Ⅲ字型。1、采光、通风效果好，增大与外界的接触面2、形式美观3、结构，构造复杂，不利于抗震4、外围结构及管线长，造价高五、柱网选择•分为横向定位轴线和纵向定位轴线•工业厂房的柱网尺寸由柱距和跨度组成•1、柱距：单层厂房的柱距应采用60M系列，如6m，12m。常用6m•抗风柱柱距应采用15M系列，如4.5m，6m、7.5m。•2、跨度，单层厂房的跨度≤18m，取30M数列，如9m,12m,15m,18m;跨度18m，取60M数列，如24m,30m,36m……;（一）柱网尺寸的确定单层厂房定位轴线（二）、扩大柱网1、扩大柱网尺寸12×12；15×12；18×12；24×12；18×18；24×24等2、扩大柱网的优点（1）可以提高厂房面积的利用率（2）有利于大型设备的布置和产品的运输（3）能适应生产工艺变更及生产设备更新的要求（4）能减少构件数量，但增加了构件重量（5）减少柱基础土石方工程量3、12m柱距工程中的方案：（1）带托架方案（2）不带托架方案六、生活间为了满足工人在生产过程中的生产、卫生及生活上的需要，保证产品质量，提高劳动生产率，给工人创造良好的劳动卫生条件，除在全厂设有行政管理及生活福利设施外，每个车间也应设有这类用房，称之为生活间。（一）、生活间的组成（1）生产卫生用室a.包括：浴室、存衣室、盥洗室（根据车间的卫生特征级别）。b存衣室内存衣方式：①闭锁式存衣柜②开放式存衣柜或挂衣钩。.车间的卫生特征级别分为4级，1级和2级的车间应设置车间浴室，3级宜在车间附近或在厂区设置集中浴室；4级可在厂区或居住区设置集中浴室。因生产事故可能发生化学性灼伤经皮肤吸收会引起急性中毒的工作地点或车间，应设事故淋浴，其供水系统不允许中断。1级卫生特征的存衣室：便服和工作服分室存放，房间通风良好2级卫生特征的存衣室：便服和工作服可同室存放，需分开存放3级卫生特征的存衣室：便服和工作服可同室存放，可与休息室合并。4级卫生特征的存衣室：便服和工作服可同室存放，可与休息室合并。c浴室形式：尽端式淋浴室、通过式淋浴室、池浴。淋浴器及洗脸池龙头使用人数：卫生特征级别每1淋浴器使用人数每一脸池使用人数备注13～420～30一般4～6个淋浴器设1个脸池龙头25～620～3039～1231～40413～1431～402、生活卫生用室包括：休息室、孕妇室、吸烟室、厕所、女工卫生室、饮水室、小吃部、保健站等。厕所的布置厕所离各作业地点不宜太远（一般为75~100米以内)大、小便池使用人数使用人数大便池蹲位数小便池池数男厕女厕100人以下每25人设一个每20人设一个男厕内一蹲位设一小便具100人以上每增50人增设一个每增35人设一个或0.4m长的小便槽3、行政办公室包括：党、政、工、团、青、妇等。办公室、会议室、学习室等。4、生产辅助用室包括：工具室、材料库等。（二）生活间设计应注意的事项1、设计原则“有利生产，方便生活”2、应设在人流出入口处3、采光、通风、日照条件好4、注意经济合理，节约用地（三）生活间的形式分类：毗连式、独立式、厂房内部式。1、毗连式生活间（1）定义：紧靠厂房外墙布置的生活间。（2）优点：①与车间距离短，联系方便②与车间共用一道墙，节省材料③车间较低房间可设在生活间内，减少建筑体积④占地省⑤有利于车间保温⑥易与总平面图人流路线协调一致⑦可避开厂区运输繁忙不安全地带（3）缺点：①影响车间采光，通风②易受到车间内的干扰，有害气体，污染，噪声2、独立式生活间（1）定义：距厂房一定距离，分开布置的生活间。（2）优点：①与车间的采光，通风不影响②布置灵活③与车间结构方案不影响④结构，构造易处理（3）缺点①占地多②联系不便③增加造价④辅助用房难以利用生活间（4）适用范围适于散发大量生产余热，有害气体及易燃易爆车间。（5）独立式生活间与车间的连接方式①走廊连接。优点：简单，造用②天桥连接。避免与交通交叉,安全③地道连接。立体交叉的处理方法3、厂房内部式生活间（1）定义：置于厂房内部的生活间（2）优点：①方便②经济合理③节省建筑面积④灵活可移⑤兼生产辅助房屋（3）缺点：①占用生产空间②采光，通风不好③易受干扰，因此最好采用轻便简单的装配构件。（4）布置方式①边角，空余地段，入口附近②车间上部设夹层。