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　　中国工业建筑的发展 雷志民北方工程设计研究院有限公司 内容摘要： 以结构形式为主线简述了中国工业建筑的发展，对几种结构形式的特点和建筑设计要点进行了描述，了解和掌握这些要素对工业建筑设 计创新是很有必要的。 关键词： 工业建筑结构形式发展创新 解放前的中国工业残缺不全，星点散落于几个沿海城市，带有明显的殖民地半殖民地特点。新中国成立后，经 过几个五年计划的努力，对工业的体系化建设做了大量的卓有成效的工作，形成了相对完整的工业体系，为我国工 业的发展奠定了良好的基础。改革开放以来，要建设一个现代化强国的梦想激励着醒来的中国人，工业现代化水平 是衡量国家强大的重要标志，为此，工业的现代化建设成为富民强国的重要路径，工业各行业的发展突飞猛进，带 动了国民经济的整体发展，为工业建筑的发展提供了设计平台。 工业化的发展，使用功能的需要，新型建筑材料的研发推广与应用，结构形式与建筑技术的创新，经济的高速 发展成为推动工业建筑发展创新的主要因素。从建国初期到现在，工业建筑从结构形式上形成了具有明显特点的发 展阶段，经历了预制装配式钢筋混凝土排架结构、现浇钢筋混凝土框架结构、网架结构、门式刚架结构、钢结构以 及钢管桁架结构为代表的发展过程。了解和掌握这些结构形式，设计过程中运用其结构特点对工业建筑造型是非常 必要的。 需要明确的是，这里所讲的工业建筑主要是指机械、冶金、军工、船舶、光学、电子、医药、纺织以及轻工业 行业类的工房。 这种结构形式从建国初期到现在一直在单层工业厂房以及菜市场和长途汽车站中广泛使用，特别在20世纪90 年代以前是工业建筑通常采用的结构形式，为我国的工业发展发挥了不可替代的作用。这种结构形式的柱距通常采 用6m，柱顶加托架柱距可达到12m：常用车间跨度为12m、18m和24m，用于大型平炉炼钢的车间跨度可达 30～36m。屋架形式15m及以下采用薄腹梁，18m及以上多采用预应力钢筋混凝土屋架。这种结构形式具有构配 件标准化，种类少而统一，便于工厂和现场预制，方便施工，相对造价较低，耐酸耐碱适应于多种工作环境，J9九游会 - 真人游戏第一品牌排架 自身平面内刚度较大，承载能力强，能承担重级工作制吊车等优点，预制装配式钢筋。／kbl凝土排架结构也是我国高等 教育建筑学专业“工业厂房设计原理”课本中的主要范例。但是这种结构形式纵向刚度较小，特别是纵向长度较小 时(不超过七个柱距)，J9九游会 - 真人游戏第一品牌抗震性能差，需要在纵向增加联系。由于所有承重构件均为预制，形成定型化模式使得建 筑的立面处理和建筑造型受到较大限制，但目前尚在使用，特别是冶炼、铸造、热处理、表面处理和有重型工作制 吊车的车间中一直沿用，发挥着不可替代的作用。 这种结构形式从改革开放到现在一直大量采用，广泛应用于医药、光学、电子以及多层轻工厂房(所谓“标准 厂房”)。这种结构形式具有双向多次超静定特点，承载力较高，结构的整体性好，有利于抗震，根据使用需要设 计I-l：匕较灵活，便于空间划分，便于建筑造型和立面处理且工程造价适中。北方工程设计研究院有限公司在光电产 业园的规划设计中大量采用了现浇钢筋混凝土框架结构，使这种结构形式的工业建筑大放异彩。但是，这种结构形 式的建筑在建设过程中，施工现场需要大量的人员和机具设备，需要较大的施工场地，混凝土需要一定的养护周期， 建设速度受到一定影响，建筑材料的可再生利用率很低。因此，从长远发展和综合生价比来看，这种结构形式的建 筑将会受到一定程度的限制。 这种结构形式由桁架和钢管脚手架发展而来，适用于高大空间的工业建筑。上世纪90年代以来广泛应用于体 育建筑、飞机库、候车候机大厅以及车辆总装工房工程中。网架结构属于空间结构体系，由若干空间单元构成，其 杆件只承受沿杆长方向的拉力或压力而不承受弯矩，因而承载力较大，但荷载必须加在杆件与杆件相连的节点上。 原于这一点，在车辆总装工房中为了满足大面积吊挂的需要，常常采用在网架下方附加复梁(常用型钢与下节点连 接)的办法来解决。网架自身高度与支撑跨度有关，一般取跨度的十分之一左右。网架的耗钢量一般随网架自身高 度呈线kg左右，3．0m高的网架耗钢 量30kg左右。网架的支撑可选择周边支撑也可选择几个节点支撑；可选择上节点支撑也可选择下节点支撑。选择 节点支撑时有可能的话做周边悬挑以平衡大面积网架自重所产生的挠度使之受力更为合理并为丰富建筑造型提供条 件。大面积网架结构的屋面排水坡度一般由结构来实现。与之相配套的维护结构一般采用檩条加墙板或屋面板系统， 根据实际需要选择板材种类。当墙体采用暗檩条体系时，侧窗的起点与终点应避开柱面范围，以方便侧窗两头的施 工收口。这种结构形式目前在工程中仍广泛使用。 这种结构形式于2000年前后开始在工业建筑中推广使用，近年来广泛采用，主要适用于；令加工车间和大型综 合市场。与预制钢筋混凝土排架结构相比有更多灵活性，有吊车的车间跨度应符合3．0m模数，否则可按使用要求 灵活设计。较经济的柱距为8．0m左右，这主要是基于墙檩条的考虑，8．0m左右的柱距通常采用薄壁“C”型钢作 墙檩条，更大柱距需要采用型钢作墙檩条，耗钢量增加，工程造价相应提高。与门式刚架结构相匹配的维护结构一 般采用成品墙板和屋面板系统。围护结构根据需要可采用明檩条体系也可采用暗檩条体系，当墙体采用暗檩条体系 时，侧窗的起点与终点应避开柱面范围，以方便侧窗两头的施工收口。这种墙板系统的侧窗宜采用带形窗，以减少 墙板因裁口不整造成浪费。这种结构形式的优点是易于工厂加工和运输，便于现场施工安装，湿作业很少，九游会官网 J9平台用工少， 施工场地小，综合造价较低，建筑材料的可再生利用率较高，因此，被国际上特别是发达国家广泛使用，目前在我 6—2006规定除 国也大面积推广大量采用。但是，钢材的耐火极限小(0．25h)，《建筑设计防火规范》GB5001 丁戊类车间外均须对结构承重构件采取防火保护措施，设计中应高度重视。 这种结构形式的建筑起源于发达国家，随着我国国民经济实力的增强，钢产量迅速增长，20世纪末期在我国 开始逐渐普及使用。钢结构多用于超高层民用建筑。在工业建筑中常用于多层厂房(标准厂房)或车间内的作业平台。 结构本身有很好的弹性和廷性，对地震产生的能量有一定程度的吸收，利于抗震。与这种结构相配套的外围护墙尽 量采用轻质高强隔热效果好的复合墙板。在结构设计中钢结构有很好的灵活性，结构工程师可以很方便地满足建筑 造型的需要。钢结构和门式刚架结构一样建筑材料有很好的可再生利用效果。 钢管桁架是高科技的产物，相贯线切割加工精度相当高，加工时对环境温度要求高，同理推出施工安装时对环 境温度的要求也很高，应该与加工时的温度基本相同。目前这种结构形式主要用于有较高视觉要求的高大空间，主 要用于空港候机楼、博览建筑、火车站候车大厅以及站台雨篷。钢管桁架的结构造型一般由建筑师提出设计方案， 所以这种结构形式的设计往往由建筑师和结构工程师共同完成，因为造型新颖，加工精美，常常是结构直接暴露于 视觉范围，是结构主义的具体表现。虽然造价高，但在工业建筑中将有美好的发展前景。 在工业建筑造型设计中，除了了解以上几种结构形式的特点和设计要点外，对工房的使用性质乃至于工艺生产线应 该有所了解和体会，功能与形式的统一是工业建筑的显著特征，比如冷加工车间应该反映整洁大方的特点；而热加 工车间的屋顶或侧墙上往往会有除尘和通风设备或设施；纺纱车间为了环境温度的稳定性常常北向开窗；这些已经 成为工业建筑使用性质的显著标志，形式反映功能

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