同济大学《房屋建筑学》(第4版)复习笔记-单层工业建筑设计(圣才出品)

第3章单层工业建筑设计

一、单层工业建筑的结构类型与构件组成

1．支承方式

（1）承重墙支承

工业建筑的跨度、高度、吊车荷载较小时采用。

（2）骨架支承

工业建筑的跨度、高度和吊车荷载较大时采用。

①骨架结构

由柱子、屋架或屋面大梁（或柱梁结合或其他空间结构）等承重构件组成。

②结构体系

骨架结构分为刚架、排架（最为多见）及空间结构。

③作用

在内部可提供宽大通敞的空间，有利于生产工艺及其设备的布置、工段的划分，有利于生产工艺的更新和改善。

2．排架结构体系

（1）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。

（2）钢筋混凝土结构

①主要由横向骨架、纵向连系构件以及支撑构件组成。

②横向骨架主要包括屋面大梁（或屋架）、柱子、柱基础。

③纵向构件包括屋面板、连系梁、吊车梁、基础梁等。

④垂直和水平方向的支撑构件用以提高建筑的整体稳定性。

⑤这种结构建设周期短，坚固耐久，与钢结构相比可节省钢材，造价较低，故在国内外工业建筑中应用十分广泛。但是其自重大，抗震性能比钢结构工业建筑差。

（3）钢结构

①构件

钢结构工业建筑的主要承重构件全部采用钢材制作。

②特点

a．自重轻，抗震性能好，施工速度快。

b．结构易锈蚀，保护维修费用高，耐久性能较差，防火性能差，使用时应采取必要的防护措施。

3．其他结构体系

（1）空间结构

①特点是受力合理，能充分地发挥材料的力学性能，空间刚度大，抗震性能较强。

②缺陷在于施工复杂，大跨及连跨工业建筑使用时受限制较大。

（2）特殊结构

①门式刚架

简称门架，是一种梁柱合一的结构形式，可用钢筋混凝土制作，也可用钢结构制作。

②T形板

用作竖向承重构件时相当于墙柱结合的构件。但刚架属于平面结构体系，不能够承受较大的吊车荷载。

二、单层工业建筑的柱网选择

1．生产工艺是工业建筑设计的依据

完整工艺平面图（图3-1）主要包含以下内容：

（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。

图3-1 生产工艺平面图

2．单层工业建筑平面形式的选择

（1）生产工艺流程与平面形式

①直线式（图3-2a）

a．原料由工业建筑一端进入，而成品或半成品由另一端运出。

b．特点是工业建筑内部各工段间联系紧密，唯运输线路和工程管线较长。

c．相适应的建筑平面形式是矩形平面，可以是单跨，亦可是多跨平行布置。

②往复式（图3-2b、c、d）

a．原料从工业建筑一端进入，产品则由同一端运出。

b．特点是工段联系紧密，运输线路和工程管线短捷，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。

c．相适应的平面形式是多跨并列的矩形平面，甚至方形平面。

d．存在的技术问题是采光通风及屋面排水较复杂。

③垂直式（图3-2f）

a．原材料从工业建筑一端进入，加工后成品则从横跨的装配一端运出。

b．特点是工艺流程紧凑，运输和工程管线较短。

c．相适应的平面形式是L形平面，即出现垂直跨。

d．纵横跨相接处，结构和构造复杂，经济性较差。

（2）生产状况与工业建筑平面形式

①生产状况

a．影响工业建筑的平面形式。

b．热加工车间在生产过程中散发出大量的余热和烟尘，在平面设计中应创造具有良好

的自然通风条件。因此，这类工业建筑平面不宜太宽。

②工业建筑平面形式

a．L形（图3-2f）、U形（图3-2g）和E形（图3-2h）。

b．这些平面具有良好的通风、采光、排气、散热和除尘功能，适用于中型以上的热加工工业建筑。

c．在平面布置时，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。

图3-2 单层工业建筑平面形式图

3．柱网选择

（1）柱网、跨度和柱距

①柱网

柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格。

②跨度

柱子纵向定位轴线之间的距离。

③柱距

柱子横向定位轴线之间的距离。

（2）柱网选择原则

①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。

②平面利用和结构方案经济合理

跨度和柱距的选择要使平面的利用和结构方案达到经济合理。

③符合《厂房建筑建筑模数协调标准》（GBJ 6—86）的要求

④扩大柱网及其优越性

a．有效提高工业建筑面积的利用率；

b．有利于大型设备的布置及产品的运输；

c．提高工业建筑的通用性，适应生产工艺的变更及生产设备的更新；

d．有利于提高吊车的服务范围；

e．减少建筑结构构件的数量，加快建设速度。

三、单层工业建筑剖面与屋面排水方式

1．工业建筑高度的确定

（1）生产工艺对工业建筑剖面设计的影响

①生产设备的体形大小