1.3 工業(yè)建筑概述

工業(yè)建筑是指從事各類工業(yè)生產和直接為工業(yè)生產需要服務而建造的各類工業(yè)房屋和構筑物的總稱，包括主要工業(yè)生產用房和為生產提供動力和其他附屬用房。工業(yè)建筑是根據生產工藝流程和機械設備布置的要求而設計的，通常把按生產工藝進行生產的單位稱生產車間。一個工廠除了有若干個生產車間外，還有輔助用房，如辦公室、鍋爐房、倉庫、生活用房等建筑物，此外還有附屬設施的構筑物，如煙囪、水塔、冷卻塔、水池等。工業(yè)建筑與民用建筑相比，基建投資多，占地面積大，應符合堅固適用、經濟合理和技術先進的設計方針。此外工業(yè)建筑尚有如下特點：

（1）廠房的建筑設計是在工藝設計圖的基礎上進行的。

（2）生產設備的要求決定著廠房的空間尺度設備多，體重大，各部生產聯(lián)系密切，有多種起重運輸設備通行，致使廠房內部具有較大的敞通空間。

（3）當廠房寬度較大時，特別是多跨廠房，為滿足室內采光、通風的需要，屋頂上設有天窗；為了屋面防水、排水的需要，還應設置屋面排水系統(tǒng)（天溝及水落管）。

（4）廠房荷載決定著采用大型承重骨架，在單層廠房中多用鋼筋混凝土排架結構承重；在多層廠房中常用鋼筋混凝土骨架承重；對于特別高大的廠房，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。

（5）生產產品的需要影響著廠房的構造。

按廠房的層數可分為單層工業(yè)廠房、多層工業(yè)廠房及混合層次廠房。單層廠房 （圖1.13）主要用于冶金、機械等重工業(yè)。其優(yōu)點是廠房內的生產工藝路線和運輸路線比較容易組織，缺點是占地多、土地利用率低。單層廠房又有單跨、高低跨和多跨三種形式。多層廠房適用于輕工業(yè)類，如食品、服裝、電子、精密儀器等工業(yè)，常用的層數為2～6層。多層廠房占地面積少、建筑面積大、造型美觀，廠房的設備質量輕、體積小。混合層次廠房內既有單層又有多層，常用于化工，熱電站。

圖1.13 單層工業(yè)廠房

按結構所使用的材料可分為鋼筋混凝土廠房及鋼結構廠房。近年來鋼結構已被廣泛地應用在各種跨度的工業(yè)廠房中（圖1.14）。

圖1.14 鋼結構廠房

下面以單層廠房為例，介紹其結構組成（圖1.15）。

圖1.15 廠房結構組成

1—屋面板；2—天溝板；3—天窗架；4—屋架；5—托架；6—吊車梁；7—排架柱；8—抗風柱；9—基礎；10—連系梁；11—基礎梁；12—天窗架垂直支撐；13—屋架下弦橫向水平支撐；14—屋架端部垂直支撐；15—柱間支撐；16—墻體

1.屋蓋結構

屋蓋結構由屋面板（包括天溝板）、屋架或屋面梁（包括屋蓋支撐）組成，有時還設有檁條、天窗架和托架等。根據是否設置檁條可分為有檁體系和無檁體系兩種。

當大型屋面板直接支撐（焊牢）在屋架或屋面梁上的稱為無檁屋蓋體系；小型屋面板（或瓦材）直接支撐在檁條上，檁條支撐在屋架上（板與檁條、檁條與屋架均需有牢固的連接），通常稱有檁體系。屋面板起覆蓋、維護作用；屋架或屋面梁承受屋架結構自重和屋面活荷載（包括雪荷載和其他荷載如積灰荷載、懸吊荷載等），并將這些荷載傳至排架柱，故稱為屋面承重結構。天窗架是為了設置供通風、采光用的天窗，也是一種屋面承重結構。

2.橫向平面排架

橫向平面排架由橫梁（屋面梁或屋架）和橫向柱列（包括基礎）所組成，是廠房的主要承重結構。廠房結構承受的豎向荷載（結構自重、屋面活荷載和吊車豎向荷載等）及橫向水平荷載（風荷載、吊車橫向水平荷載和橫向水平地震作用等）主要是通過橫向平面排架傳至基礎和地基。

3.縱向平面排架

由縱向柱列（包括基礎）、連系梁、吊車梁和柱間支撐等組成，它與橫向排架構成骨架，保證廠房的整體性和穩(wěn)定性，并承受作用在山墻和天窗端壁并通過屋蓋結構傳來的縱向風荷載、吊車縱向水平荷載和縱向水平地震作用及溫度應力等，如圖1.16所示。

圖1.16 縱向平面排架

4.吊車梁

吊車梁一般簡支在柱牛腿上，主要承受吊車豎向荷載、橫向或縱向水平荷載，并將它們分別傳至橫向或縱向平面排架。

5.支撐

支撐體系的設置是廠房受力和改善構件工作條件的需要，其作用是加強廠房結構的空間剛度，并保證結構構件在安裝和使用階段的穩(wěn)定和安全；同時起著把風荷載、吊車水平荷載或水平地震力等傳遞到主要承重構件上去的作用。

廠房的支撐體系包括屋蓋支撐和柱間支撐，其中屋蓋支撐又包括屋架上弦橫向水平支撐；屋架間的垂直支撐及水平系桿；屋架下弦橫向和縱向水平支撐；天窗架支撐等。

6.基礎

基礎承受柱和基礎梁傳來的荷載并將它們傳至地基。

7.圍護結構

單層廠房的外圍護結構包括外墻、屋頂、地面、門窗、天窗等。

8.其他

其他如散水、地溝（明溝或暗溝）、坡道、吊車梯、室外消防梯、內部隔墻、作業(yè)梯、檢修梯等。

單層廠房結構的荷載傳遞路線如圖1.17所示。

圖1.17 單層廠房荷載傳遞路線示意

由圖1.17可知，單層廠房結構所承受的各種荷載，基本上都是傳遞給排架柱，再由柱傳至基礎及地基的，因此柱和基礎是主要承重構件；在有吊車的廠房中，由于吊車梁對安全生產的重要性以及材料用量較多，所以吊車梁也是主要承重構件。設計時更應予以重視。