厂房模数.doc

二十三章 多层工业厂房

一、主要内容：
1、 多层工业厂房特点、适用范围；
2、多层工业厂房建筑设计初步。
二、要求及重点：
了解多层厂房的特点及适用范围，了解其平、立、剖面设计方法。
三、教学方式：
以建筑技术为主，利用实际工程、教具、模型。
第二十三章 多层厂房简介
23.1 多层厂房的特点及适用范围
一、特点
1、厂房占地面积小
2、节约投资
3、在水平和竖直两个方向组织生产工艺
二、适用范围
多层厂房通常用于某些生产工艺适宜垂直运输的工业企业（如制糖、造纸、面粉等工厂）和需要在不同标高作业的工业企业（如热电和化工工厂），以及生产设备和产品的体积、重量较小，适于采用多层生产的工业企业（如精密仪器、电子工业等）。

23.2 多层厂房平面设计
一、平面形式
1、内廊式
内廊式是指多层厂房中每层的各生产工段用隔墙分隔成大小不同的房间，用内廊把它们联系起来的一种平面形式。
表现为平面上用明显的内走廊，两侧为生产工段。
适宜于各工段面积不大，生产上既需相互联系，又不互相干扰的工艺流程。内廊式平面布置，由于有明显的内廊和隔断墙，不易形成较大的空间，对于有大空间需求和大规模生产的工艺不适宜；它还限制了平面设置的灵活性，不利于技术改造，如图23-1所示。
2、统间式（大厅式）
统间式是指厂房的主要生产部分集中在一个空间内，不设分隔墙，而将辅助生产工部和交通运输部分布置在中间或两端的平面形式。
此形式包括单跨柱网、多跨柱网。
适用于生产工艺间联系密切、干扰小而又需大面积大空间的生产工段；它有较大的通用性、灵活性，适于做成通用厂房、标准厂房。对于生产过程中的特殊工段，应考虑设置于边部或中间，结合交通统一考虑，如图23-2所示。

3、厅廊式（大宽度式）
厅廊式是区别与内廊式有明显的内廊和统间式有明显的大厅的另一种空间形式。
表现为厅廊结合，大小空间结合，如双廊式、三廊式、环廊式、穿套式等均属此类形式，如图23-3所示。
主要适用于技术要求较高的恒温、恒湿、洁净、无菌等生产车间。
二、柱网布置
柱网布置是平面设计的主要内容之一。
柱网的确立应充分考虑工艺平面布置、建筑平面形状、结构形式及材料、施工可行性以及技术、经济条件等。
柱网的选择首先应符合《厂房建筑模数协调标准》的规定，并注意到选择的先进性、合理性。常见的柱网形式可概括为如下几种：
1、对称不等跨布置
对称不等跨布置是指在跨度方向沿中线对称的柱网布置形式。
内廊式也是这种形式之一，能较好的适应某种特定工艺的具体要求，提高面积利用率，但厂房构件种类过多，不利于建筑工业化，如图23-4a、c所示。
2、等跨布置
这类柱网可以是两个以上连续等跨的形式，易于形成大空间，亦可用轻质隔墙分隔成小空间或改成内廊式平面。
主要适用于需要大面积布置生产工艺的厂房，如机械、仪表、电子等工业生产。一般情况下，利用底层布置机加工、仓库和总装车间，甚至可以在底层布置起重运输设备，如图23-4b所示。
等跨式常采用的柱网尺寸是：柱距多为6.0m；跨度有6.0 m、7.5 m、9.0 m及12 m。
3、大跨度柱网
这种柱网的跨度一般大于9m，中间不设柱，它为生产工艺的变革提供了灵活性。
楼层常采用桁架结构，桁架空间可作为技术夹层，用以布置各种管道和辅助用房。
4、柱距、跨度的参数选择
为了使厂房建筑构配件尺寸达到标准化和系列化，以利于工业化生产，在《厂房建筑模数协调标准》中对多层厂房跨度和柱距尺寸作了如下规定：
多层厂房的跨度应采用扩大模数15M数列，宜采用6.0m、7.5m、9.0m、10.5m和12m，如图23-5所示。
厂房的柱距应采用扩大模数6M数列，宜采用6.0m、6.6m和7.2m，如图23-5所示。
内廊式厂房的跨度可采用扩大模数6M数列，宜采用6.0m、6.6m、7.2m；走廊的跨度应采用扩大模数3M数列，宜采用2.4m、2.7m和3.0m，如图23-6所示。
三、多层厂房定位轴线布置
1、墙承重时定位轴线的定位
小型多层厂房采用墙承重时，其定位轴线的划分相当于砖混结构定位轴线的划分，与单层厂房建筑的划分方法相一致。
横向承重墙时，横向定位轴线一般与顶层横墙的中心线相重合。
山墙顶层墙内缘与横向定位轴线间的距离可按砌体块材类别，分别为半块或半块的倍数或墙厚的一半，如图23-7所示。
纵向外墙为承重砌体时，因层高和荷载的原因，多在墙体内侧设置壁柱，此时，纵向定位轴线与墙体的内缘相重合。也可定位于砌体中半块或半块的倍数处。纵向中间墙承重时，纵向定位轴线通过墙体中心线，一般这种情况较少，因其影响到空间的使用。
2、框架承重时定位轴线的定位
1）墙、柱与横向定位轴线的定位
横向定位轴线一般与柱中心线相重合。
在山墙处定位轴线仍通过柱中心，这样可以减少构件规格品种，使山墙处横梁与其它部分一致，虽然屋面板与山墙间出现空隙，但构造上是易于处理的，如图23-8a所示。
横向伸缩缝或防震缝处采用加设插入距的双柱并设两条横向定位轴线，即双柱双轴线，柱的中心与横向定位轴线相重合。插入距ai一般取900mm。此处节点可采用加长板的方法处理，如图23-8b所示。
2）墙、柱与纵向定位轴线的定位
纵向定位轴线与顶层中柱的中心线相重合。在边柱处，纵向定位轴线在边柱截面高度（h1）范围内浮动定位。浮动幅度αn最好为50mm的整倍数，这与厂房柱截面的尺寸应是50mm的整倍数是一致的。αn值可以是零，也可以是h1，当为αn零时，纵向定位轴线即定于边柱的外缘了，如图23-9所示。
3）纵横跨处定位轴线的定位
厂房纵横跨处的连接，应采用双柱并设置含有伸缩缝或抗震缝的插入距。插入距αi应包括伸缩缝或防震缝，还应包括山墙处柱宽的一半、纵向边柱浮动幅度、墙体厚度以及施工所需净空尺寸等，如图23-10所示。
四、楼梯、电梯和生活辅助用房
楼、电梯作为多层厂房的交通枢纽，主要解决竖向交通运输问题。一般情况下以楼梯解决人流交通疏数；以电梯解决物品运输。在多层厂房建筑平面中，常常将楼、电梯集中在一起，结合生活辅助用房，形成厂房建筑的“节点”，以满足不同的使用要求和技术要求。
1、布置原则及平面位置
1）楼、电梯的布置原则及平面位置
布置原则：楼电梯的布置原则直接影响人、物流组织以及生产、辅助工部的组合，对建筑造型、结构设计等其他技术问题也有影响。
具体布置时应遵照如下原则：
应保证厂房内部生产空间的完整，尽量在满足生产运输和防火疏散的前提下，将其布置在厂房边侧或相对独立的区段之间。
正确选择参数和数量，保证人、物流通畅，尽量避免交叉。楼、电梯应与厅结合，以免拥塞。
作为厂房的有机整体，应在平面布置合理的前提下，使楼、电梯间与生活间、生产车间的层高相协调，为创造完善的厂房建筑形象服务。
2）平面位置 在工程实践中，楼梯、电梯在厂房平面中大致有四种位置。一是在厂房的端部；给生产工艺布置较大的灵活性，不影响厂房的建筑结构，建筑造型易于处理，适于不太长的厂房平面。二是布置在厂房内部；交通枢纽部分不靠外墙，这样可在连续多跨的情况下，保证建筑的刚度和生产部分的采光通风，该布置因无直接对外出口，交通疏散不利。三是在外纵墙外侧布置；包括有连接体的独立式布置，它使整个厂房生产部分开敞、灵活，结构简单，楼、电梯位置适中。四是设置于厂房纵墙内侧，虽对厂房生产工艺有一定影响，但对结构整体刚度有利，也能适应内廊式平面。如图23-11所示。
2、生活间的布置原则与平面位置
1）布置原则： 尽量与楼、电梯组合在一起；结合具体情况确定集中与分散布置；应与厂区、厂房的人流路线相协调、与人身净化程序相一致；不影响生产工艺布置的灵活性。
2）平面布置：
①布置在厂房内部。可位于端部、中部、角部及侧面。布置在厂房内的优点是与厂房主体结构型式统一、构件类型少、构造简单、施工方便，但生活间所需空间的楼面荷载与生产车间不一致，造成空间使用上的浪费。当把生活间楼面荷载设计成与生产车间一致时，可以增加空间使用的灵活性，即工艺变更时可以移走生活间，改其为生产用房，如图23-12所示。
②生活间贴建于厂房外墙或独立式布置，独立结构，自成体系，可以根据需要改变层高，节约空间。通常可按生活间与车间层高之比为1：2、3：4、2：3等比例关系进行错层布置，但厂房结构和施工也将会复杂些，如图23-13所示。
③布置在厂房不同区段的连接处。通过生活间连接厂房相对独立的各个生产单元，便于组织大规模生产的厂区，平面布局与整体造型严谨而生动。生活间的结构型式可与生产车间一致，也可按不同层高设计，自成结构体系，如图23-14所示。
2、平面组合
楼、电梯与生活辅助部分的平面组合，是平面上的相互位置关系问题，它影响着整栋建筑的人、物流组织。
电梯一般用于运送物品，楼梯用于人流交通疏散，生活间实际包含了除生活用房外，也包含了一定的生产所需用房。图23-15为楼、电梯组合、图23-16楼梯与生活间组合实例。
23.3 多层厂房剖面设计
一、厂房层数的确定
多层厂房的层数确定是一个综合性问题。
1、生产工艺对层数的影响
多层厂房层数的确定要从生产工艺流程方面考虑。
2、建设场地对层数的影响
多层厂房建于市区时，由于场地在城市中所处位置的关系，其层数应考虑整个城市街区的环境效果，考虑与相邻建筑的统一，还应考虑与厂区内部建筑的协调关系。
3、技术经济问题对层数的影响
厂房层数的多少与造价有直接关系。层数增加会导致结构用材量增加、技术难度增大，建造周期长，直接或间接地影响单位面积造价。
从近年来多层厂房的发展看，指定生产某种产品的厂房仍为4～5层，出租厂房则有向更多层发展的趋势。国外有向高层发展的立体厂房。
二、厂房层高与宽度的确定
1、生产工艺布置和设备尺寸与排列方式；
2、充分考虑到采光通风的影响；
3、从经济角度看，层高和单位面积造价成正比。
规范中规定，一幢厂房的层高不宜超过两种。
厂房的宽度也是设计中应控制的参数，它一般由不同的跨度和跨数组成。多层厂房的宽度主要考虑工业和设备布置，同时它与层高是密切相关的。多层厂房建筑宽度为9～24m。