第四章钢筋混凝土单层厂房结构设计.doc

第四章 钢筋砼单层工业厂房结构设计 第一节 概 述 一、工业建筑发展简况 现代工业建筑体系的发展已有二百多年的历史，但以第二次世界大战以后的数十年内进步最大，更显示出自己独有的特征和建筑风格。工业建筑起源于工业革命最早的英国；随后，在美国、德国以及欧洲的几个工业发展较快的国家大量厂房的兴建，对工业建筑的提高和发展起了重要的推动作用。 本世纪初期，苏联在十月社会主义革命胜利以后，经过短期经济恢复就开始了规模空前的工业建设。在建设的集中规划和管理、设计的标准化、构件生产工厂化和施工机械化等方面，都显示出其特点和优越性，提高了设计和施工的速度和质量。 解放前，我国的工业企业残缺不全，寥寥可数，且具有鲜明的半封建半殖民地性质：工厂集中在沿海几个大城市，主要是外国原料加工的轻工业和机修厂，工业布局使城市卫生恶化，厂房简陋，工作劳动条件极差。 解放后，经过若干个五年计划的努力，新建和扩建了大量工厂和工业基地，包括钢铁、机械制造、汽车、拖拉机、造船、飞机、石化、电力、煤炭、原子能、轻纺等等，在辽阔的内地和少数民族地区也兴建了一批新的工业基地。现在，在全国已经基本形成了比较完整的工业体系。 在这样大规模的工业建设实践中，我国工业建筑设计力量也迅速壮大，设计水平有了很大提高，设计中贯彻了“坚固适用、经济合理、技术先进”的设计原则。我国自己设计的工业建筑一般都能满足工业生产对建筑提出的要求，采用了各种先进的建筑技术，降低了造价，加快了建设速度。可以预见，今后在我国建设的伟大实践中，工业建筑必将得到更大发展；因此，在建筑设计工作者的面前，摆着艰巨而光荣的任务。 图4．1上海某铸造厂 二、工业建筑的特点 工业建筑和民用建筑一样，具有建筑的共同性质，但是因为工业建筑为生产服务的使用要求和民用建筑为生活服务的使用要求有很大差别，所以工业建筑又具有自己的特点。 ● 各种工业生产提出很多民用建筑设计中不常遇到的问题：如厂房承受巨大的荷载，沉重的撞击和振动，厂房内有生产散发的大量余热和烟尘，空气湿度很高或有大量废水，有各种浸蚀性液体和气体，以及很高的噪音等等。 ● 又如有些工厂为了保证产品的质量要求，厂房内须保持一定恒温恒湿条件，或有防爆、防尘、防菌、防辐射等要求。此外，近代工业生产还必须设置各种与厂房有关的运输设备，因而设计工业建筑时应充分考虑这些特点，结合具体情况加以合理解决（图4．1）。 三、厂房的分类 （一）按结构骨架的材料 按厂房结构骨架按材料可分为: 1．砖石混合结构 2．钢筋混凝土结构 3．钢结构 选择厂房结构时应根据厂房的用途、规模、生产工艺、起重运输设备、施工条件和材料供应情况等因素，综合分析确定。 1．砖石混合结构厂房 图4．2砖石混合结构厂房 ● 它由砖柱和钢筋混凝土屋架或屋面大梁组成，也有砖柱和木屋架或轻钢或组合屋架组成的（图4．2）。 ● 混合结构构造简单，但承载能力及抗地震和振动性能较差，故仅用于吊车起重量不超过50kN、跨度不大于15m的小型厂房。 2．装配式钢筋混凝土结构厂房（图4．3） ● 它由钢筋混凝土柱和钢筋混凝土屋架或屋面大梁组成。 图4．3 钢筋混凝土结构厂房 ● 这种结构坚固耐久，可预制装配，与钢结构相比可节约钢材，造价较低，故在国内外的单层厂房中，得到了广泛的应用。但其自重大，抗地震性能不如钢结构。 3．钢结构厂房（图4．4） ● 它的主要承重构件全部用钢材做成，它由钢柱和钢屋架或钢梁组成。 ● 这种结构抗地震和振动性能好，构件较轻（与钢筋混凝土结构比），施工速度快，除用于吊车荷载重、高温或振动大的车间以外，对于要求建设速度快、早投产早受益的工业厂房，也可采用钢结构。目前，随着我国钢产量的稳步增长，可能有越来越多的厂房采用钢结构，尤其是国家重点建设项目和合资项目等。但钢结构易锈蚀，耐火性能差，使用时应采取相应的防护措施。 图4．4钢结构厂房 （二）按厂房的层数分 1．单层厂房（图4．5） 图4.5 单层厂房 单层厂房广泛地应用于各种工业企业，约占工业建筑总量的75%左右。它对具有大型生产设备、振动设备、地沟、地坑或重型起重运输设备的生产有较大的适应性，如冶金、机械制造等工业部门。单层厂房便于沿地面水平方向组织生产工艺流程，布置生产设备。生产设备和重型加工件荷载直接传给地基。也便于工艺改革。 单层厂房按跨数的多少有单跨与多跨之分。多跨大面积厂房在实践中采用的较多，其面积可达数万平方米，单跨用的较少。但有的生产车间，如飞机装配车间和飞机库常采用跨度很大(36-100m)的单跨厂房（图4．5）。 图4．6多层厂房 单层厂房占地面积大，围护结构面积多（特别是屋顶面积多），各种工程技术管道较长，维护管理费高。厂房偏长，立面处理单调。 2．多层厂房 多层厂房对于