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1、第13章 单层工业厂房的构造,13.1 外墙和门窗13.1.1 外墙单层工业厂房的外墙，按材料分为砖墙、砌块墙、板材墙以及开敞式外墙，按承重方式分有承重墙和非承重墙。由于单层工业厂房的外墙自身高度与跨度大，同时承受较大的自重和风荷载，有时还受到厂房内生产设备的振动影响，因此墙身须有足够的刚度和稳定性。一、砖墙及砌块墙 单层工业厂房的砖砌外墙一般只起围护作用，厚度可取240mm和370mm，当厂房跨度小于15m，吊车吨位不超过5t，柱距不大于6m时，可用砖砌外墙作为承重墙，并做墙体壁柱，单层工业厂房砖砌外墙的砌筑要求与民用建筑类似。,二、墙体的细部构造 单层工业厂房非承重的围护墙通常不做墙身基础
2、，下部墙身通过基础梁将荷载传至柱下基础；上部墙身支承在连续梁上，连续梁将荷载通过柱子传至基础。墙体的细部构造包括基础梁与基础的连接构造，基础梁防冻胀与保温构造，连系梁与柱的连接构造，墙体与柱的连接构造，墙体与屋架的连接构造，墙体与屋面板的连接构造。 三、砖墙（砌块墙）和柱子的相对位置 单层工业厂房围护墙与厂房柱的相对位置一般有两种布置方案。1.一种是将外墙布置在柱外侧，具有构造简单、施工方便、热工性能好，便于基础梁与连系梁等构配件的定型化和统一化等优点，所以在单层厂房中广泛采用。 2.另一种是将外墙嵌在柱列之间，具有节省建筑占地面积，可增加柱列刚度，代替柱间支撑的优点，但要增加砍砖量，施工麻烦
3、，不利于基础梁、连系梁等构配件统一化，且柱子直接暴露在外，不利于保护，热工性能也较差。,四、墙身变形缝 1.伸缩缝。厂房的温度变形受到结构形式、厂房长度和气候温度变化等因素影响。在一定条件下，厂房需设置伸缩缝，把厂房划分为几个温度区段，减小厂房温度变形对结构及墙体的影响。伸缩缝的缝宽约为20mm30mm。 2.防震缝。一般在纵横跨交接处、纵向高低交接处以及与厂房毗连贴建生活间、变电所、炉子间等附属房屋均应用防震缝分开，缝两侧应设墙或柱。3.沉降缝。处理沉降缝时所采用的材料和构造方法要求能适应缝两侧的结构构件在垂直方向的自由沉降，同时，沉降缝可以兼作伸缩缝，所以在沉降缝处理时，一般应兼顾伸缩缝的
4、要求，设置沉降缝时，必须将建筑的基础、墙体、楼层及屋顶等部分全部在垂直方向断开，使各部分形成能自由沉降的独立的刚度单元，墙体沉降缝常用镀锌铁皮、铝合金板和彩色薄钢板等盖缝，其构造既要能适应垂直沉降变形的要求，又要能满足水平伸缩变形的要求。,五、墙的抗振和抗震措施 1.减轻墙体重量。用轻质板材墙代替砖墙，特别是高低跨相交处的高跨封墙以及山墙山尖部位应尽量采用轻质板材；山墙少开门窗，侧墙第一柱距不宜设门窗。 2.尽量不做女儿墙；必须做时，无锚固女儿墙高度不应超过500mm（自屋面覆盖屋顶面算起），9度区不应做无锚固女儿墙。 3.加强砖墙与屋架、柱子（包括抗风柱）的连接，并适当增设圈梁。 4.保证墙
5、身的抗剪强度.,六、墙体的表面处理 单层工业厂房砖砌墙体的外墙面可根据厂房的用途、厂房所处的环境及投资的大小选择墙面装饰，有清水墙类、贴面类、涂料类等。内墙面除对清洁要求较高的车间做内粉刷外，一般只做简单的喷白。当车间内有腐蚀性气、雾或粉末等腐蚀介质产生时，应考虑采用混合砂浆、石灰砂浆或水泥砂浆抹灰；当有大量的酸性介质侵蚀时，需在水泥砂浆抹灰层表面加罩一层耐酸涂料。内墙面与地坪交接处，做200mm高的1：2水泥砂浆踢脚线。七、板材墙 板材墙是采用在工厂生产的大型墙板，在现场装配而成的墙体。与砖墙（砌块墙）相比，能充分利用工业废料和地方材料，简化、净化施工现场，加快施工速度，促进建筑工业化。虽然
6、目前仍存在耗钢量多，造价偏高，接缝不易保证，保温、隔热效果不理想的问题，但仍有广阔的发展前景。,1.墙板的规格在我国现行工业建筑标准中，长度和高度采用扩大模数3M，长度有4500mm、6000mm、7500mm（用于山墙）、12000mm四种，可适用于6m或12m柱距及3m整倍数的跨距。板高有900mm、1200mm、1500mm和1800mm四种。板厚以20mm为模数进级，常用厚度为160mm240mm。 2.按照板材的材料和构造方式划分，墙板有钢筋混凝土槽形板、空心板，配筋轻混凝土墙板和复合墙板三大类。 3.墙板的布置方式有横向布置、竖向布置和混合布置三种。,墙板布置方式,13.1.2侧窗
7、及大门构造一、侧窗 在工业建筑中，侧窗不仅要满足采光和通风的要求，还要根据生产工艺的特点，满足一些特殊要求。例如有爆炸危险的车间，侧窗应便于泄压;要求恒温恒湿的车间，侧窗应有足够的保温隔热性能;洁净车间要求侧窗防尘和密闭等等。而且工业建筑侧窗面积较大，如果处理不当，容易产生变形损坏和开关不便，不但影响生产，还会增加维修费用。因此，在进行侧窗构造设计时，除满足生产要求外，还应考虑坚固耐久，开关方便，构造简单，节省材料，降低造价。1.为节省材料和造价，工业建筑侧窗一般情况下都采用单层窗，只有严寒地区在4m以下高度范围，或生产有特殊要求的车间(如恒温、恒湿、洁净车间)，才部分或全部采用双层窗或双层玻
8、璃窗。双层窗冬季保温、夏季隔热，而且防尘密闭性能均较好，但造价高，施工复杂。工业建筑侧窗常见的开启方式有:中悬窗、平开窗、固定窗、垂直旋转窗。,2.钢侧窗具有坚固耐久、防火、耐潮、关闭紧密、遮光少等优点，广泛用于大中型工业厂房。目前我国生产的钢窗主要有实腹钢窗和空腹薄壁钢窗两种。工业厂房中采用的实腹钢窗多为32mm高的标准钢窗型料。空腹薄壁钢窗是用1.2mm厚冷轧低炭带钢，经高频焊接轧制成型，其特点是重量轻，抗扭强度高，与实腹钢窗相比，可节约钢材40%50%，但因壁薄，不宜用于有酸碱介质侵蚀和湿度较大的厂房和地区。钢侧窗洞口尺寸应符合3M数列，大面积的钢侧窗必须由若干个基本窗拼接而成为组合窗。
9、为便于制作和安装，基本窗的尺寸一般不宜大于180Omm240Omm(宽高)。,3.工业厂房还有其它类型的侧窗，如垂直旋转窗、固定式通风高侧窗、百页窗等。 二、大门 工业厂房的大门主要是供日常车辆和人通行，以及紧急情况疏散之用。 1.因此门的尺寸应根据所需运输工具类型、规格、运输货物的外形并考虑通行方便等因素来确定。一般门的宽度应比满装货物时的车辆宽600mm1000mm，高度应高出400mm600mm。 2.车间大门的类型较多，这是由于车间性质、运输、材料及构造等因素所决定的。大门按用途分:有供运输通行的普通大门、防火门、保温门、防风沙门等。 按材料分:有木门、钢木门、普通型钢和空腹薄壁钢门等
10、。门宽1.8m以内时采用木制的。当门洞口尺寸较大时，为了防止门扇变形和节约木材，常采用型钢作骨架的钢木大门或钢板门。按开启方式分:有平开门、推拉门、折叠门、升降门、上翻门、卷帘门等 。,厂房大门尺寸,大门开启方式,13.2 屋顶13.2.1 屋面的类型及组成一、屋面的特点 单层厂房屋面的作用、设计要求和构造与民用建筑基本相同，在某些方面也存在一定的差异，主要表现在三个方面。 1.厂房屋面承受的荷载较大。2.厂房屋面面积大，排水、防水构造复杂。现代单层厂房多是多跨成片建筑，有时跨间又出现高差或设各种形式天窗，以解决室内采光、通风问题。为排除屋面上的雨雪，需设置天沟、檐沟、水斗及水落管致使屋面构造
11、复杂。3.厂房屋面的保温、隔热要求较为复杂。屋面对工作区的热辐射影响是随高度的增加而减少，因此除较低厂房以外可不做隔热处理，一般柱顶标高在8m以上可不考虑隔热；恒温恒湿车间，其保温、隔热要求常较一般民用建筑为高；在有爆炸危险的厂房要考虑屋面的防爆、泄压问题;有腐蚀介质的车间，屋面应考虑防腐蚀问题。,二、屋面的类型及组成 单层厂房屋面由屋面的面层部分和基层部分组成。而常常将面层部分叫作屋面，例如，屋面做法则主要是指基层以上部分的做法。厂房屋面的基层分为有檩体系和无檩体系两种。 13.2.2屋面排水厂房屋面排水方式和民用建筑一样，分有组织排水和无组织排水（自由落水）两种。按屋面部位不同，可分为屋面
12、排水和檐口排水两部分，其排水方式因屋顶的形式不同和檐口的排水要求不同而异。一、屋面排水方式 目前在我国的建筑实践中，较广泛地采用的屋顶形式为多脊双坡，其排水方式都采用有组织内排水。 二、檐口排水方式 厂房檐口排水方式分为无组织排水和有组织排水两种。,13.2.3屋面的防水按防水材料不同，厂房屋面有卷材防水屋面 (又称柔性防水屋面)、各种波形瓦(板)防水屋面及钢筋混凝土构件自防水屋面。一、卷材防水屋面 卷材防水屋面在构造层次上基本与民用建筑平屋顶相同。但也有某些值得注意之点，即多年使用经验证明，采用大型预制钢筋混凝土板做基层的卷材防水屋面，其板缝，特别是横缝(屋架上弦屋面板端部相接处)，不管屋面
13、上有无保温层，均开裂相当严重。其原因有以下四个方面：温度变形、挠曲变形、干缩变形和结构变形。,二、钢筋混凝土构件自防水屋面 钢筋混凝土构件自防水屋面，是利用钢筋混凝土板本身的密实性，对板缝进行局部防水处理而形成防水的屋面。其优点:比卷材防水屋面轻，一般每平方米可减少35kg静荷载，相应地也减轻了各种结构构件的自重，从而节省了钢材和混凝土的用量，可降低屋顶造价，施工方便，维修也容易。其缺点:板面容易出现后期裂缝而引起渗漏。克服这种缺点的措施是:提高施工质量，控制混凝土的水灰比，增强混凝土的密实度，从而增加混凝土的抗裂性和抗渗性;同时改善设计与构造处理，使屋面板的厚度除满足强度要求外，还需要有一个
14、适当的构造厚度;在构件表面涂以涂料(如乳化沥青);减少干湿交替的作用，也是减缓混凝土碳化的重要措施。由于构件自防水屋面保温效果不好，所以我国北方地区用量较少。,13.2.4屋面的保温与隔热一、屋面保温 在冬季需采暖的厂房中，屋面应采取保温措施。其做法是在屋面基层上按热工计算增设一定厚度的保温层。保温层可铺在屋面板上、设在屋面板下和夹在屋面板中。屋面板上铺设保温层的构造做法与民用建筑平屋顶相同，在厂房屋面中也广为采用。屋面板下设保温层主要用于构件自防水屋面，其做法可分直接喷涂和吊挂两种。直接喷涂是将散状材料拌合一定量水泥而成的保温材料，如水泥膨胀蛭石 (配合比按体积，水泥：白灰：蛭石粉1：1:8
15、5等用喷浆机喷涂在屋面板下，喷涂厚度一般为20mm30mm。吊挂固定是将很轻的保温材料，如聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃棉毡、铝箔等固定、吊挂在屋面板下面。实践证明，不管是喷涂或吊挂的做法，施工均较复杂，使用效果也不够理想。,二、屋面隔热 在炎热地区的低矮厂房中，一般应作隔热处理。厂房高度在9m以上，可不考虑隔热处理。其隔热措施同民用建筑一样，主要用加强通风来达到降温的目的。厂房高度在6m9m之间时，还应考虑跨度大小来选择：若高度大于跨度的1/2时，不需做隔热处理;若高度小于等于跨度的1/2时，应做隔热处理。,13.3天窗单层厂房中，为了满足天然采光和自然通风的要求，在屋顶上常设置各种形式的天窗。按天
16、窗的作用可分为采光天窗和通风天窗两类。实际上只有采光作用，或只有通风作用的天窗较少，大多数采光天窗同时具有通风作用，而大部分通风天窗也兼有一定的采光作用。采光天窗兼作通风时，一般很难保证排气的稳定性，影响通风效果。因此，采光兼通风的天窗常用于对通风要求不很高的冷加工车间。通风天窗排气稳定，通风效率高，故多用于热加工车间。目前我国常见的天窗形式中，主要用作采光的有:矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗、三角形天窗、横向下沉式天窗等。主要用作通风的有：矩形通风天窗、纵或横向下沉式天窗、井式天窗等。,13.3.1矩形天窗矩形天窗主要由天窗架、天窗扇、天窗屋面板、天窗侧板及天窗端壁板等组成（见图1362），矩
17、形天窗既可采光又可通风，而且防雨和防太阳辐射均较好，但矩形天窗的天窗架支承在屋架上弦，增加了房屋的荷载，增大了建筑物的体积和高度。矩形天窗沿厂房纵向布置，在厂房屋面两端和变形缝两侧的第一柱距通常不设天窗，一方面可以简化构造，另一方面还可作为屋面检修和消防通道。在每段天窗的端壁处应设置上天窗屋面的消防检修梯。,一、天窗架 天窗架是天窗的承重结构，它直接支承在屋架上，天窗架的材料一般与屋架一致，常用的有钢筋混凝土天窗架、钢天窗架。天窗架的宽度根据采光、通风要求一般为厂房跨度的1/21/3左右，为使整个屋面结构构件尺寸相协调，以及使屋架受力合理，天窗架必须支承在屋架上弦的节点上。目前所采用的天窗架宽
18、度为3m的倍数。天窗架高度是根据采光和通风的要求，并结合所选用的天窗扇尺寸及天窗侧板构造等因素确定，一般高度为宽度的0.30.5倍。钢筋混凝土天窗架通常由23个三角架拼装而成，制作及安装均较方便，目前常用的钢筋混凝土天窗架可配合上悬钢天窗扇、中悬钢天窗扇、木天窗扇使用。,二、天窗扇 天窗扇有钢天窗扇和木天窗扇。钢天窗扇具有耐久、耐高温、重量轻、挡光少、使用过程中不易变形、关闭紧密等优点。因此，工业建筑中常采用钢天窗扇。目前有定型的上悬钢天窗扇和中悬钢天窗扇。木天窗扇造价较低，但耐久性差、易变形、透光率较差、易燃，故只适用于火灾危险性不大、相对湿度较小的厂房。 三、天窗端壁 常采用预制钢筋混凝土
19、端壁板和石棉瓦端壁两种。 四、天窗屋面 天窗屋面的构造与厂房屋面构造相同，天窗檐口常采用无组织排水。 五、天窗侧板 在天窗扇下部需设置天窗侧板，侧板的作用是防止雨水溅入车间以及防止因屋面积雪挡住天窗扇。 六、天窗开关器 由于天窗位置较高，需要经常开关的天窗应设置开关器。,13.3.2矩形通风天窗矩形通风天窗是在矩形天窗两侧加挡风板构成的，矩形通风天窗挡风板，其高度不宜超过天窗檐口的高度，一般应比檐口稍低，E=O.lh0.5h。挡风板与屋面板之间应留空隙，D=50mmlOOmm，便于排出雨雪和积尘，在多雪的地区不大于2OOmm。因为缝隙过大，风从缝隙吹入，产生倒灌风，影响天窗的通风效果。挡风板的
20、端部必须封闭，防止平行或倾斜于天窗纵向吹来的风，影响天窗排气。是否设置中间隔板，根据天窗长度、风向和周围环境等因素而定。在挡风板上还应设置供清灰和检修时通行的小门。,矩形通风天窗,13.3.3下沉式通风天窗下沉式通风天窗是在屋架上下弦分别布置屋面板，利用上下屋面板之间构成的高差作通风和采光口，从而取消了天窗架和挡风板。下沉式天窗的形式有：井式天窗、横向下沉式天窗、纵向下沉式天窗。横向下沉和纵向下沉式天窗的构造处理，均与井式天窗相似。井式天窗的构造组成，包括井底板、井底檩条、井口空格板或檩条、挡雨设施、挡风墙，以及排水设施等。一、井底板 井底板位于屋架下弦，搁置的方式有两种:横向铺板，纵向铺板。
21、二、井口板及挡雨设施 井式天窗通风口常不设窗扇而做成开敞式，为简化构造，并减少阻力系数，在井口必须设置挡雨设施，其作法有井口上设挑檐、井口上设挡雨片、垂直口设挡雨板等方式。,井式天窗构造组成 1-井底板 2-檩条 3-檐沟 4-挡雨片 5-挡风侧墙 6-铁梯,13.3.4平天窗随着透光材料的发展，国内外采用平天窗的日益增多。平天窗类型主要有:采光板、采光罩、采光带及三角形天窗等四种类型。采光板是在屋面板上留孔，装设平板透光材料，或者抽掉一块屋面板加设檩条来装设透光材料。固定的采光板只作采光用，可开启的采光板以采光为主，兼有少量通风作用。采光罩是在屋面板上留孔装弧形透光材料，如弧形玻璃钢罩、弧形
22、玻璃罩等。采光罩有固定和可开启两种。它们的刚度较平板好，但造价较高。采光带是指采光口长度在6m以上的采光口，它与三角形天窗的区别是采光带的坡度多与屋面板一致，而三角形天窗坡度一般为3045，采光带根据屋面结构的不同形式，可布置成横向采光带和纵向采光带。三角形天窗是在屋脊处纵向孔洞上设置三角形的平板透光材料。,平天窗的形式 （a）采光板 （b）采光罩 （c）采光带 （d）开启式采光板,平天窗的构造做法虽视其类型、使用要求、建筑材料和施工具体情况有所不同，但其构造要点是一致的，在进行构造设计时均要注意处理好以下几方面的问题:一、防水问题 为了防止雨水的渗入，一般在采光口周围作井壁，井壁上安放透光材
23、料。井壁的形式有垂直和倾斜两种。大小相同的采光口，倾斜井壁的采光效率较垂直井壁高。井壁可用现浇或预制钢筋混凝土、薄钢板、塑料等做成。,二、防太阳辐射和眩光 平天窗受直射阳光强度大、时间长，如果采用一般的平板玻璃和钢化玻璃作透光材料，直射阳光会使车间内过热和产生眩光，损害视力健康，影响安全生产和产品质量。因此应优先选用扩散性能好的透光材料，如磨砂玻璃、乳白玻璃、夹丝压花玻璃、玻璃钢等。它们能使直射阳光扩散，减少太阳辐射热和眩光。但这些透光材料有的来源困难，价格高，所以目前常采用在平板玻璃下表面涂刷半透明涂料，如刷聚乙烯醇缩丁醛 (简称P、V、B)，或将环氧树脂(或聚酪树脂)内加5%滑石粉涂刷在玻璃下表面，使达到照度均匀、消除眩光的效果。另外还有在玻璃下面加浅色遮阳格片，减少直射阳光增加扩散效果等措施。,三、安全防护措施 防止冰雹或其他原因破坏玻璃，保证生产的安全，可采用夹丝玻璃、玻璃钢罩等。如果采用非安全玻璃 (如普通平板玻璃、磨砂玻璃、压花玻璃)时，须在玻璃下面加设一层金属安全网。安全网材料-般是镀锌铁丝网和钢板网。四、通风问题 采用平天窗时，如果不在屋面上设置适当的通风口，厂房内热空气始终留在屋盖的下表面，致使厂房内感到闷热，尤其是南方地区更为显著。因此采用平天窗时，必须考虑通风散热措施，使热气能及时排出室外。,
