第21章工業(yè)建筑概論

1、本章提要l工業(yè)建筑的特點(diǎn)、分類及結(jié)構(gòu)組成l工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素l廠房?jī)?nèi)部的起重運(yùn)輸設(shè)備 一、工業(yè)建筑的特點(diǎn)l工業(yè)建筑是指用于從事工業(yè)生產(chǎn)的各種房屋（一般稱廠房）。它與民用建筑一樣，要體現(xiàn)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀的方針；l在設(shè)計(jì)原則、建筑用料和建筑技術(shù)等方面，兩者也有許多共同之處。l但由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜多樣，在設(shè)計(jì)配合、使用要求、室內(nèi)采光、屋面排水及建筑構(gòu)造等方面，工業(yè)建筑又具有如下特點(diǎn)：（1）廠房應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求（2）廠房?jī)?nèi)部有較大的敞通空間（3）廠房的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜，技術(shù)要求高（4）廠房多采用大型的承重骨架結(jié)構(gòu)（1）廠房應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求l廠房的建筑設(shè)計(jì)是在工藝設(shè)計(jì)人員提出的工藝設(shè)計(jì)圖

2、的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，建筑設(shè)計(jì)在適應(yīng)生產(chǎn)工藝要求的前提下，應(yīng)為工人創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境并使廠房滿足適用、安全、經(jīng)濟(jì)和美觀的要求。（2）廠房?jī)?nèi)部有較大的敞通空間l由于廠房中的生產(chǎn)設(shè)備多，體量大，各部分生產(chǎn)聯(lián)系密切，并有多種起重運(yùn)輸設(shè)備通行，致使廠房?jī)?nèi)部具有較大的敞通空間。l例如，有橋式吊車的廠房，室內(nèi)凈高一般均在8m以上；有6000t以上水壓機(jī)的鍛壓車間，室內(nèi)凈空可超過(guò)20m；廠房長(zhǎng)度一般在數(shù)十米以上，有些大型軋鋼廠，其長(zhǎng)度可多達(dá)數(shù)百米甚至超過(guò)千米。（3）廠房的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜，技術(shù)要求高l當(dāng)廠房寬度較大時(shí)，特別是多跨廠房，為滿足室內(nèi)采光、通風(fēng)的需要，屋頂上往往設(shè)有天窗；l為了屋面防水、排水的需要，還應(yīng)設(shè)

3、置屋面排水系統(tǒng)（天溝及水落管）。l這些設(shè)施均使屋頂構(gòu)造復(fù)雜。由于設(shè)有天窗，室內(nèi)大都無(wú)天棚，屋頂承重結(jié)構(gòu)袒露于室內(nèi)。（4）廠房多采用大型的承重骨架結(jié)構(gòu)l在單層廠房中，由于跨度大，屋頂及吊車荷載較重，多采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)承重。l在多層廠房中，由于樓面荷載較大，廣泛采用鋼筋混凝土骨架承重。l對(duì)于特別高大的廠房，或有重型吊車的廠房，或高溫廠房，或地震烈度較高地區(qū)的廠房，宜采用鋼骨架承重。二、單層工業(yè)建筑的分類（一）按廠房用途分（1）主要生產(chǎn)廠房（2）輔助生產(chǎn)廠房（3）動(dòng)力用廠房（4）儲(chǔ)藏用建筑（5）運(yùn)輸用建筑 （1）主要生產(chǎn)廠房l用于完成主要產(chǎn)品從原料到成品的生產(chǎn)工藝過(guò)程的各類廠房。l例如機(jī)械廠的

4、鑄造、鍛造、熱處理、鉚焊、沖壓、機(jī)加工和裝配車間。（2）輔助生產(chǎn)廠房l為主要生產(chǎn)車間服務(wù)的各類廠房。l如機(jī)修和工具等車間。 （3）動(dòng)力用廠房l為工廠生產(chǎn)提供能源的各類廠房。l如發(fā)電站、鍋爐房、煤氣站等。（4）儲(chǔ)藏用建筑l儲(chǔ)存各種原料、半成品或成品的倉(cāng)庫(kù)。l如金屬材料庫(kù)、輔助材料庫(kù)、油料庫(kù)、零件庫(kù)、成品庫(kù)等。（5）運(yùn)輸用建筑l停放、檢修各種運(yùn)輸工具的庫(kù)房。l如汽車庫(kù)和電瓶車庫(kù)等。 （二）按廠房生產(chǎn)狀況分 （1）冷加工車間 （2）熱加工車間 （3）恒溫恒濕車間 （4）潔凈車間（1）冷加工車間l在正常溫濕度狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)的車間。l如機(jī)加工、裝配等車間。（2）熱加工車間l在高溫、紅熱或材料熔化狀態(tài)下進(jìn)

5、行生產(chǎn)的車間?；蛟谏a(chǎn)中將產(chǎn)生大量的熱量及有害氣體、煙塵的車間。l如冶煉、鑄造、軋鋼和鍛造等車間。（3）恒溫恒濕車間l在穩(wěn)定的溫濕狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)的車間。l如紡織車間和精密儀器等車間。（4）潔凈車間l潔凈車間，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，在無(wú)塵無(wú)菌，無(wú)污染的高度潔凈狀況下進(jìn)行生產(chǎn)的車間。l如集成電路車間、醫(yī)藥工業(yè)的一些車間等。 （三）按廠房層數(shù)分 （1）單層廠房 （2）多層廠房 （3）層次混合廠房 （1）單層廠房l單層廠房廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)企業(yè)，約占工業(yè)建筑總量的75%左右。它對(duì)具有大型生產(chǎn)設(shè)備、振動(dòng)設(shè)備、地溝、地坑或重型起重運(yùn)輸設(shè)備的生產(chǎn)有較大的適應(yīng)性。l如冶金、機(jī)械制造等工業(yè)部門。l單層廠房便于沿地面

6、水平方向組織生產(chǎn)工藝流程，布置生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)設(shè)備和重型加工件荷載直接傳給地基。也便于工藝改革。l單層廠房按跨數(shù)的多少有單跨與多跨之分。l多跨大面積廠房在實(shí)踐中采用的較多，其面積可達(dá)數(shù)萬(wàn)m2。 圖13-1l單跨用的較少。但有的生產(chǎn)車間，如飛機(jī)裝配車間和飛機(jī)庫(kù)常采用跨度很大（36100m）的單跨廠房。l單層廠房占地面積大，圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積多（特別是屋頂面積多），各種工程技術(shù)管道較長(zhǎng)，維護(hù)管理費(fèi)高。 （2）多層廠房l多層廠房對(duì)于垂直方向組織生產(chǎn)及工藝流程的生產(chǎn)企業(yè)（如面粉廠）和設(shè)備及產(chǎn)品較輕的企業(yè)具有較大的適應(yīng)性，多用于輕工、食品、電子儀表等工業(yè)部門。 圖13-2l因它占地面積少，也適用于在用地緊張的城

7、市建廠及老廠改建。在城市中修建多層廠房，還易于適應(yīng)城市規(guī)劃和建筑布局的要求。（3）層次混合廠房l混合層次廠房，既有單層跨又有多層跨的廠房。 圖13-3 三、單層廠房的結(jié)構(gòu)組成 單層廠房結(jié)構(gòu)支承方式可分以下兩大類：l承重墻結(jié)構(gòu)l骨架結(jié)構(gòu) 圖13-4骨架結(jié)構(gòu):l骨架結(jié)構(gòu)按材料可分為： （1）磚石混合結(jié)構(gòu) （2）鋼筋砼結(jié)構(gòu) （3）鋼結(jié)構(gòu)l選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)廠房的用途、規(guī)模、生產(chǎn)工藝、起重運(yùn)輸設(shè)備、施工條件和材料供應(yīng)情況等因素，綜合分析確定。 （1）磚石混合結(jié)構(gòu) l它由磚柱和鋼筋混凝土屋架或?qū)用娲罅航M成，也有磚柱和木屋架或輕鋼或組合屋架組成的。 圖13-5l混合結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，但承載能力及抗地震和振動(dòng)性能較差

8、，故僅用于吊車起重量不超過(guò)5t、跨度不大于15m的小型廠房。（2）鋼筋砼結(jié)構(gòu)l這種結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久，可預(yù)制裝配，與鋼結(jié)構(gòu)相比可節(jié)約鋼材，造價(jià)較低，故在國(guó)內(nèi)外的單層廠房中，得到了廣泛的應(yīng)用。 圖13-4l但其自重大，抗地震性能不如鋼結(jié)構(gòu)。l表13-1為鋼筋砼屋架的一般形式及應(yīng)用范圍。l圖13-6為幾種常用的預(yù)制鋼筋砼柱子的形式。（3）鋼結(jié)構(gòu)l它的主要承重構(gòu)件全部用鋼材做成。這種結(jié)構(gòu)抗地震和振動(dòng)性能好，構(gòu)件較輕（與鋼筋混凝土比），施工速度快，除用于吊車荷載重、高溫或振動(dòng)大的車間以外，對(duì)于要求建設(shè)速度快、早投產(chǎn)早受益的工業(yè)廠房，也可采用鋼結(jié)構(gòu)。 圖13-7l目前，隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，可能有越來(lái)越多的

9、廠房采用鋼結(jié)構(gòu)，尤其是國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和合資項(xiàng)目等。l但鋼結(jié)構(gòu)易銹蝕，耐火性能差，使用時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。l單層廠房承重結(jié)構(gòu)除上述外，屋頂結(jié)構(gòu)尚可用折板、殼體及網(wǎng)架等空間結(jié)構(gòu)。它們的共同優(yōu)點(diǎn)是傳力受力合理，較充分地發(fā)揮了材料的力學(xué)性能，空間剛度好，抗震性能較強(qiáng)。其缺點(diǎn)是施工復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量大，工期長(zhǎng)。圖13-8l此外還有門架、T形板等結(jié)構(gòu)。門架相當(dāng)于柱子與梁結(jié)合的構(gòu)件。T形板用作垂直時(shí)相當(dāng)于墻柱結(jié)合構(gòu)件，用作屋頂時(shí)相當(dāng)于梁板結(jié)合構(gòu)件。它們的共同特點(diǎn)是構(gòu)件類型少、省材料。目前在我國(guó)采用者均為小型的廠房，有的正積極試點(diǎn)、總結(jié)、推廣。圖13-9l工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的因素 一、滿足生產(chǎn)工藝要求 二

10、、創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境 三、滿足有關(guān)技術(shù)要求 四、要有良好的綜合效益 五、建筑美觀要求l為運(yùn)送原料、半成品和成品，檢修安裝 設(shè)備，廠房?jī)?nèi)需設(shè)置適用的起重運(yùn)輸設(shè) 備。其中各種吊車對(duì)廠房的設(shè)計(jì)影響最 大，必須有所了解吊車的規(guī)格和特點(diǎn)。l常用吊車有以下幾種： 一、單軌懸掛式吊車 二、梁式吊車 三、橋式吊車 一、 單軌懸掛式吊車l單軌懸掛式吊車按操縱方法有手動(dòng)及電動(dòng)兩種。l吊車由運(yùn)行部分和起升部分組成，安裝在工字形鋼軌上，鋼軌懸掛在屋架（或屋面大梁）的下弦上，它可以布置成直線或曲線形（轉(zhuǎn)彎或越跨時(shí)用）。為此，廠房屋頂應(yīng)有較大的剛度，以適應(yīng)吊車荷載的作用。l單軌懸掛式吊車適用于小型起重量的車間，一般起重量為15t。圖13-10 二、 梁式吊車l梁式吊車亦分手動(dòng)及電動(dòng)兩種，手動(dòng)的多用于工作不甚繁忙的場(chǎng)合或檢修設(shè)備之用。一般廠房多用電動(dòng)梁式吊車，可在吊車上的司機(jī)室內(nèi)操縱，也有的可在地面操縱。l梁式吊車由起重行車和支承行車的橫梁組成，橫梁斷面為“工”字形，可作為起重行車的軌道，橫梁兩端有行走輪，以便在吊車軌道上運(yùn)行。吊車軌道可懸掛在屋架下弦上或支承在吊車梁上，后者通過(guò)牛腿等支承在柱子上。梁式吊車適用于小型起重量的車間，起重量一般不超過(guò)5t。圖13-11 三、 橋式吊車l橋式吊車由起重行車及橋架組成，橋架上鋪有起重行車運(yùn)行的軌道（沿廠房橫向運(yùn)行），橋架兩端