对于常用的单跨、多跨平行(包括有少量垂直跨的多跨平行)厂房,存在很明显的长轴方向和短轴方向。该厂房平面图左右方向为长轴方向(亦称横向),而上下方向为短轴方向(亦称纵向)。在习惯上通常把厂房短轴方向的定位轴线称为纵向定位轴线,在平面图中,由下向上按A、B、C等字母顺序进行编写。将长轴方向的定位轴线称为横向定位轴线,在平面图中,应从左至右按1、2、3……数字顺序进行编写。同时规定:相邻两条横向定位轴线之间的距离称为柱距;相邻两条纵向定位轴线之间的距离称为跨度。
(3)上下往复式:这是有上有下的一种混合布置式。它能适应不一样情况的要求,应用场景范围较广。
由于各类企业的生产性质、生产特点、使用上的要求和建筑面积的不同,其平面布置形式也不相同,一般有一下几种平面布置形式:
厂房的每层中间为走廊,在走廊两侧用隔墙分隔成各种大小不同的房间,这种布置方式
(2)生产上要求在不同层高上操作的企业。如化工厂的大型蒸馏塔、碳化塔等设备,高度比较高,生产需要在不同层高上进行;
(3)生产环境有特别的条件的企业。由于多层厂房层间房间体积小,容易解决生产所要求的特殊环境,如恒温恒湿,净化洁净、无尘无菌等。属于这类企业的有仪表、电子、医药及食品类企业。
(4)生产上虽无特别的条件,但设备及产品较轻,运输量也不大的企业。设备、原料及产品重量较轻的企业(楼面承载小于20KN/m2),单件垂直运输小于30KN的企业。
工艺设计人员根据工艺流程和设备布置情况,对跨度和柱距提出初步要求,建筑规划设计人员在此基础上,依据建筑及结构的设计原则,最终确定厂房的跨度和柱距。
(5)生产的基本工艺上虽无特别的条件。但建设地点在市区,厂区基地受到改扩建的企业。
多层厂房的平面设计首先要满足生产的基本工艺的要求。其次,运输设备和生活辅助用房的布置、基地的形状、厂房方位等等都对平面设计有特别大的影响,必须全面综合考虑。
生产的基本工艺的流程布置是厂房平面设计的重要依据。各种不同的生产工艺在很大程度上决定着多层厂房的平面布置形式和各层相互关系。
这种布置方式适用于机械、轻工、仪表、仓库等的工业生产厂房,需要大面积布置生产的基本工艺的厂房,底层一般布置机加工、仓库或总装配车间等,有的还布置有起重运输设备。这类柱网可以是两个以上连续等跨的形式。用轻质隔墙分隔后,亦可以作内廊式平面布置。
装置布置是设计工作中很重要的一环,布置好坏必然的联系到装置建成后是不是满足工艺技术要求,能否有良好的操作条件,使生产正常安全地运行,以及对建设投资,经济效益等都有着非常大影响。所以在进行装置布置前必须充分掌握有关生产安全卫生等资料,在布置时应严格执行有关标准规范,根据地形及气象条件,多方案比较,以取得最佳布置。
钢筋混凝土结构内廊式厂房的跨度,应采用扩大模数6M数列,且宜采用6.0、6.6、7.2m;走廊的跨度应采用扩大模数3M数列,且宜采用2.4、2.7、3.0m。
钢筋混凝土结构的柱距,应采用扩大模数6M数列,且宜采用6.0、6.6、7.2、7.8、8.4、9.0m。
厂房的柱网布置,要依据厂房结构而定,生产类别为甲、乙类生产及大型石化装置,宜采用框架结构,采用的柱网间距一般为6 m,也有采用9 m、12m。丙、丁、戊类生产可采用混合结构或框架结构,开间采用 4m、5m或6m 。
(1)生产在不同标高的楼层进行。各层间除了解决好水平方向的联系外,突出解决好竖向层间的生产联系。
(2)厂房占地面积较小,节约用地,降低基础工程量,缩短厂区道路、管线)屋顶面积较小,一般不需要设置天窗,故屋面构造简单,雨雪排除方便,有利于保温和隔热处理
h4为吊索最小高度,根据起吊物件大小和起吊方式而定,一般大于1000mm;
h7为屋架下弦至小车顶面之间的安全距离,主要应考虑到屋架下弦及支能产生的下垂挠度,以及厂房地基可能产生不均匀沉降时对吊车正常运行的影响。最小尺寸为220mm,湿陷性黄土地区一般不小于300mm。如屋架下弦悬挂有管线等其他设施时,还需另加必要的尺寸。
单层厂房平面设计的内容较多,包括工艺布置、平面形式的确定、内部交通运输组织、柱网选择、以及生活辅助设施的布置。在此给大家介绍一下,平面形式和柱网选择这两部分内容。
当产生车间需要较大的面积时,可组成双跨、三跨及更多跨相连的厂房平面形式。如:
对于一些工艺流程需要纵横方向相交的生产车间,可以组成纵横跨相互垂直布置的平面形式。如:
对那些生产过程中会散发大量热量和烟尘的车间,要求有良好的自然通风条件。这些厂房的平面多采用如图的形式,这样有利用改善室内的劳动条件。如:
柱网的选择首先应该满足生产工艺的需要,其尺寸的确定应符合《建筑模数协调统一标准》和《厂房建筑模数协调标准》的要求。同时还应考虑厂房的结构形式、采用的建筑材料和其在经济上的合理性及施工上的可能性。
在工程实践中,结合刚才所述的平面布置形式,多层厂房的柱网可以概括为以下几种主要类型:
《厂房建筑模数协调标准》(GB50006—2010)中4.1.4条规定:单层厂房山墙处的抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列,即4.5、6和7.5m。
单层厂房的高度是指厂房室内地面至屋架或屋面梁下表面的垂直距离。厂房高度的确定应满足生产和运输设备的布置安装操作和检修所需的净高,以及满足采光和通风所需的高度。此外,还应符合我国现行标准《厂房建筑模数协调标准》GB/T50006-2010的规定。
在骨架结构厂房中,柱子是最主要的承重构件,作为厂房平面设计重要内容之一的结构布置,要求确定柱子的平面位置,亦即柱网选择。
在厂房中,为支承屋盖和吊车需设柱子,一般在纵横向定位轴线相交处设柱子。厂房柱子纵横向定位轴线在平面上形成有规律的网格称为柱网,如图4.2所示。柱子纵向定位轴线之间的距离称为跨度,横向定位轴线间的距离称为柱距。柱网的选择实际上就是选择厂房的跨度和柱距。
厂房跨度实际上是指屋架或屋面大梁的跨越尺寸,厂房跨度一旦确定,厂房的建筑结构中屋架的跨度尺寸也就随即而定。
(1)生产设备的大小和布置方式。设备大,所占面积也大;设备布置成横向或纵向,都影响跨度的尺寸;
(2)车间内部通道宽度。不同类型的水平运输设备,如电瓶车、汽车、火车等所需通道宽度是不同的,同样影响跨度的尺寸;
我国现行标准《厂房建筑模数协调标准》(GB50006—2010)中4.1.1条规定:跨度小于或等于18m时,应采用扩大模数30M数列,即9、12、15、18m;大于18m时宜采用扩大模数60M数列,即24、30、36m等。
(4)厂房一般为梁板柱承重,柱网尺寸较小,生产工艺灵活性受到限制。对大荷载、大设备、大振动的适应性较差,须作特殊的结构处理。
(1)生产上需要垂直运输的企业。这类企业的原材料大部分为粒状和粉状的散粒或液体。经一次提升(或升高)后,可利用原料的子重自上而下传送加工,直至产品成型。例如面粉厂、造纸厂、啤酒厂、乳品厂和化工厂的某些生产车间;
这种平面布置多采用对称式。在仪表、电子、电器等企业中应用较多,主要用于零件加工或装配车间。常见柱网为(6.02.46.0)m×6.0m、(7.53.07.5)m×6.0m等。
这种柱网布置的特点是用走道、隔墙将交通与生产区隔离,生产上互不干扰。同时可以将空调等管道设在走道的吊顶里,既充分利用了空间,又隐蔽了管道。
多层厂房的宽度一般是由数个跨度组成的。它的大小除了要考虑基地的因素外,还和生产特点、建筑造价、设备布置及厂房的采光、通风等有密切关系。不同的生产工艺、设备排列和其尺寸的大小常常是决定多层厂房宽度的主要因素。
适用于各工段面积不大,生产上既需要相互紧密联系,但是又不希望相互干扰的工段。各工段可按照工艺生产的要求布置在各自的房间内,再用内廊(内走道)联系起来。对于一些有特殊要求的的生产工段,如恒温恒湿、防尘、防振的工段可以分别集中布置,以减少空调设备并降低建筑造价。
通间式布置是厂房内承重柱,不设隔墙。这种布置方式适用于生产工艺联系紧密,不宜分隔成小间布置。这种布置对自动化流水线的操作较为有利。在生产的全部过程中如有少数特殊的工段需要单独布置时,可将他们加以集中,分别布置在车间的一端或一隅。
钢筋混凝土结构的跨度小于或等于12m时,宜采用15M数列;大于12m时,宜采用30M数列,且宜采用6.0、7.5、9.0、10.5、18.0m。
(1)基本模数:基本模数的数值规定为100mm ,符号为M,即1M=100mm,建筑物模数化尺寸应是基本模数的倍数。
我国现行标准《厂房建筑模数协调标准》(GB50006—2010)中4.1.2条规定:柱距应采用扩大模数60M数列,常用6m柱距,有时也采用12m柱距。
(1)自上而下式:这种布置的特点是把原料送至最高层后,按照生产的基本工艺流程的程序自上而下的逐渐进行加工,最后的成品由底层运出。一些进行粒状和粉状材料加工的工厂常采用这种布置方式。
(2)自下而上式:原料从底层按照生产流程逐层向上加工,最后在顶层加工成成品。
这种柱网的特点及适合使用的范围基本和等跨式柱网类似。从建筑工业化的角度,厂房构件类型比等跨式多,但能满足工艺技术要求,合理规划利用面积。
在有吊车的厂房中,厂房高度包括轨顶高度、轨顶到小车顶面的距离和小车顶面到屋架下弦的距离三部分之和。