第五篇工业建筑设计

第3章单层工业建筑设计 3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成按结构支承方式分： 1.承重墙支承（建筑的跨度、高度、吊车荷载较小时采用） 2.骨架支承（建筑的跨度、高度和吊车荷载较大采用）第五篇工业建筑设计

第3章单层工业建筑设计 由柱子、屋架或屋面大梁等承重构件组成，内外墙一般不承重，只起到围护或分隔作用；可提供宽大通敞的工业建筑室内空间；骨架主要承受建筑的各种荷载；材料工程性能充分发挥，设计更趋合理、有效、节省造价。 3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成骨架结构特点：骨架结构分类：砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构

3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成 砌体结构由砖石等砌块砌筑成柱子，钢筋混凝土屋架(或屋面大梁)、钢屋架等组成。

横向骨架: 屋面大梁(或屋架)、柱子、柱基础，承受各种荷载纵向连系构件: 屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等，将各个横向骨架连接成整体骨架，提高整体稳定性。 3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成装配式钢筋混凝土结构组成：横向骨架和纵向连系构件

3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成 装配式钢筋混凝土结构特点：坚固耐久，采用预制装配法施工、建设周期短，节省钢材，造价较低，自重大，抗震性能不如钢结构工业建筑。

1－边列柱； 2－中列柱； 3－屋面大梁 4－天窗架； 5－吊车梁； 6－连系梁； 7－基础梁； 8－基础； 9－外墙； 10－圈粱； ll－屋面板 12－地面； 13－天窗扇 14－散水 15—风力 3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成装配式钢筋混凝土结构

装配式钢筋混凝土结构 几种常见预制钢筋混凝土柱（a）矩形柱(b)工字型柱(c)(d)双肢柱(e)管柱

装配式钢筋混凝土结构 某厂房断面示例

装配式钢筋混凝土结构 厂房外观

钢结构 钢屋架钢柱钢结构厂房

钢结构 钢檩条钢结构厂房示例钢柱

钢结构厂房示例

钢结构厂房示例 支撑

钢结构厂房示例

钢结构厂房内部示例

特点：受力合理，能充分地发挥材料的力学性能，空间刚度大， 抗震性能较强。缺点：施工复杂。 3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成空间结构：屋顶部分改用轻型屋盖，如V型折板结构、单面或双面曲壳结构、或者网架结构。

3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成 门式刚架（门架）：梁柱合一的结构形式，可用钢筋混凝土或钢结构制作； T形板：用作竖向承重构件时相当于墙柱结合的构件，特点：构件类型少，节省材料。

3.1单层工业建筑的结构类型与构件组成 薄壳式屋顶结构门式刚架结构

完整的工艺平面图包括： （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有的面积；（4）初步拟定工业建筑的跨间数、跨度和长度；（5）提出生产对建筑设计的要求，如采光、通风、防振、防尘、防辐射等。第3章单层工业建筑设计 3.2单层工业建筑的柱网选择生产工艺是工业建筑设计的依据 3.2.1生产工艺是工业建筑设计的依据

工业建筑 平面及空间组合设计，是在工艺设计及工艺布置的基础上进行的生产工艺示意图 3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.1生产工艺是工业建筑设计的依据

3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.2工业建筑平面形式的选择----生产工艺流程与平面形式三种生产工艺流程形式：直线式、直线往复式和垂直式直线式：适应的平面形式是矩形平面，可以是单跨，亦可是多跨平行布置。单跨或两跨平行时采光通风较易解决，但建筑外墙面积过大，对保温隔热不利。这种平面简单规整，适合对保温要求不高或生产工艺流程无法改变的工业建筑

3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.2工业建筑平面形式的选择----生产工艺流程与平面形式往复式：相适应的平面形式是多跨并列的矩形平面，甚至方形平面。形状规整，占地面积小，外墙面积较小，对节约材料和保温隔热有利。结构构造简单，造价低。适合于多种生产性质的工业建筑。采光通风及屋面排水复杂垂直式：相适应的平面形式是L形平面，即出现垂直跨。纵横跨相接处，结构和构造复杂，经济性较差

常见生产工艺流程示意图

3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.2工业建筑平面形式的选择----生产工艺流程与平面形式三种平面形式的经济性比较：方形平面与矩形平面、L形平面相比，在面积相等的条件下，矩形、L形平面外围护结构的周长比方形平面长约25％。同时，方形厂方的造价也比矩形、长条形厂房低6％～20％

3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.2工业建筑平面形式的选择----生产状况与平面形式生产状况也影响着工业建筑的平面形式，如热加工车间在生产过程中散发出大量的余热和烟尘。在平面设计中应具有良好的自然通风条件，建筑平面不宜太宽。生产工艺有时要求建筑平面设计成L形，有良好的通风、采光、排气、散热和除尘功能，适用于中型以上的热加工车间，以便于排除产生的热量、烟尘和有害气体。在平面布置时应将纵横跨之间的开口迎向夏季主导风向或与主导风向呈0°～45°夹角，改善通风效果和工作条件。

柱网：柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格柱网：柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格跨度：柱子纵向定位轴线之间的距离柱距：横向定位轴线之间的距离 3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.3柱网的选择

3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.3柱网的选择柱网尺寸由跨度和柱距确定，柱网的选择就是选择跨度和柱距。工艺设计人员在设计中，根据工艺流程和设备布置状况，对跨度和柱距提出初始的要求，建筑设计人员在此基础上，依照建筑及结构的设计原则，最终确定工业建筑的跨度和柱距。

（一）满足生产工艺要求 跨度和柱距要满足设备的大小和布置方式、材料和加工件的运输、生产操作和维修等生产工艺所需的空间要求。 3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.3柱网的选择柱网确定的原则是：

（二）平面利用和结构方案经济合理 工业建筑因工艺要求，常将个别大型设备越跨布置，采用抽柱方案，上部用托架梁承托屋架，因根据实际情况，适当调整跨度和柱距。 3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.3柱网的选择柱网确定的原则：

（三）符合《厂房建筑建筑模数协调标准》GBJ6-86的要求。（三）符合《厂房建筑建筑模数协调标准》GBJ6-86的要求。当工业建筑跨度＜18m时，应采用扩大模数30M的尺寸系列，即跨度可取9m、12m、15m。当跨度尺寸≥18m时，按60M模数增长，即跨度可取18m,24m, 30m和36m。柱距采用60M数列，即6m、12m、18m等。 3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.3柱网的选择柱网确定的原则：

大柱网优点： 1）可有效提高建筑面积的利用率 2）有利于大型设备的布置及产品的运输 3）提高建筑的通用性，适应生产工艺的变更及生产设备的更新 4）有利于提高吊车的服务范围 5）能减少建筑结构构件的数量，并能加快建设速度 3.2单层工业建筑的柱网选择 3.2.3柱网的选择（四）扩大柱网柱网确定的原则：为适应现代工业生产的变化，工业建筑应具有灵活性与通用性，扩大柱网是途径之一。将柱距由6m扩大至12m、18m乃至24m，如柱网（跨度×柱距）15m×12m、18m×12m、24m×12m、 18m×18m、24m×24m等。大柱网在钢结构中更易于实现。

柱距跨度柱网实例

柱距柱网实例

一、生产工艺对工业建筑剖面设计的影响 剖面设计是在平面设计的基础上进行的，着重解决建筑在垂直空间方面如何满足生产的各项要求。生产工艺对剖面设计影响很大，设备的体形大小，工艺流程的特点，生产状况，加工件的体量与重量，起重运输设备的类型和起重量等都直接影响工业建筑的剖面形式。第3章单层工业建筑设计 3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 3.3.1工业建筑高度的确定

二、单层工业建筑的高度定义 由室内地坪到屋顶承重结构最低点的距离，通常以柱顶标高来代表工业建筑的高度。特殊情况下当屋顶承重结构为下沉式时，工业建筑的高度必须是由地坪面至屋顶承重结构的最低点。 3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 3.3.1工业建筑高度的确定

3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 （1）无吊车工业建筑柱顶标高：按最大生产设备高度及安装检修所需的净空高度来确定，且应符合《工业企业设计卫生标准》TJ36-79的要求，同时柱顶标高还必须符合扩大模数3M（300mm）数列规定。柱顶标高一般不得低于3.9m。（2）有吊车工业建筑计算公式：H=H1+h6+h7 3.3.1工业建筑高度的确定柱顶标高的确定：

3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 3.3.1工业建筑高度的确定柱顶标高的确定： H ― 柱项标高（m），必须符合3M的模数（2）有吊车工业建筑 H1 ―吊车轨道顶面标高（m），为柱牛腿标高（应符合扩大模数3M数列，如牛腿标高大于7.2m时，应符合扩大模数 6M数列）与吊车梁高、吊车轨高及垫层厚度之和，一般由工艺设计人员提出 h6 — 吊车轨顶至小车顶面的高度（m），根据吊车资料查出 H7 — 小车顶面到屋架下弦底面之间的安全净空尺寸（mm）。按国家标准及根据吊车起重量可取300mm、400mm、及 500mm。

3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 3.3.1工业建筑高度的确定柱顶标高的确定：（2）有吊车工业建筑由于吊车梁的高度、吊车轨道及其固定方案的不同，计算得出的轨顶标高（H1）可能与工艺设计人员所提出的轨顶标高有差异。最后轨顶标高应等于或大于工艺设计人员提出的轨顶标高。H1值重新确定后，再进行H值的计算。我国《厂房建筑统一化基本规则》规定：在多跨工业建筑中，当高差值等于或小于1.2m时不设高差；在不采暖的多跨工业建筑中，高跨一侧仅有一个低跨，且高差值等于或小于 1.8m时，也不设置高差。当有地震设防要求时，上述高差小于2.4m时，宜做等高跨处理。

3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 利用降低设备地坪利用屋顶空间布置设备降低建筑高度 3.3.1工业建筑高度的确定高度对造价有直接影响，确定高度时应有效地利用和节约空间，降低建筑造价。

柱顶位置

厂房内部示例

柱顶位置 厂房内部示例

确定室内地坪标高就是确定室内地坪相对于室外地面的高差。确定室内地坪标高就是确定室内地坪相对于室外地面的高差。设此高差的目的是防止雨水浸入室内，同时考虑到单层工业建筑运输工具进出频繁，高差值过大则出入不便. 工业建筑室内外高差一般取150mm。 3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式 3.3.1工业建筑高度的确定（二）室内地坪标高的确定

多脊双坡屋顶：长天沟排水，屋架受力合理，构件定型，排水立管多，屋面易渗漏，施工较困难，造价偏高。多脊双坡屋顶：长天沟排水，屋架受力合理，构件定型，排水立管多，屋面易渗漏，施工较困难，造价偏高。有组织内排水 3.3单层工业建筑剖面与屋顶排水方式单层工业建筑屋顶形式与排水方式 3.3.2单层工业建筑屋顶形式与排水方式

长天沟端部外排水

多脊双坡有组织内排水实例

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