16.2.1 定位轴线的分类和作用
定位轴线是确定主要承重构件的平面位置及其标志尺寸的基准线,也是施工放线和设备定位、安装的依据。为了使厂房主要构件的几何尺寸达到标准化和系列化,确定工业建筑定位轴线时,必须严格按照《厂房建筑模数协调标准》(GBJ6—86)有关规定执行。
在建筑平面图中,通常有纵向定位轴线和横向定位轴线之分,把平行于建筑长度方向(即垂直于屋架平面)的定位轴线称为纵向定位轴线,把垂直于长度方向(即平行于屋架平面)的定位轴线称为横向定位轴线。纵向定位轴线在平面图中由下向上依次用Ⓐ、Ⓑ、Ⓒ…进行编号,而横向定位轴线在平面图中由左向右依次按①、②、③…进行编号。相邻两条纵向定位轴线之间的距离称为跨度,相邻两条横向定位轴线之间的距离称为柱距,如图16.3所示。
图16.3 单层厂房定位轴线与柱网尺寸
划分定位轴线时,在满足生产工艺要求的前提下应尽可能减少构件的种类和规格,并使不同工业建筑结构形式所采用的构件能最大限度地互换和通用,以提高工业建筑的装配化程度和建筑工业化水平。
16.2.2 横向定位轴线
横向定位轴线主要用来标注厂房的纵向构件,如吊车梁、联系梁、基础梁、屋面板、墙板、纵向支撑等标志尺寸及其位置。确定横向定位轴线应主要考虑工艺的可行性、结构的合理性和构造的简单可行。
16.2.2.1 中柱与横向定位轴线的关系
除横向伸缩缝处的柱以外,中间柱的截面中心线与横向定位轴线重合,而且屋架的中心线也与横向定位轴线重合,纵向结构构件如屋面板、吊车梁、连系梁的标志长度皆以横向定位轴线为界,如图16.4所示。
图16.4 中柱与横向定位轴线的关系
16.2.2.2 横向变形缝处柱与横向定位轴线的关系
横向变形缝处的柱子应采用双柱双屋架,可使结构和建筑构造简单。为了保证变形缝宽度的要求,该处应设两条横向定位轴线,两条定位轴线分别通过变形缝两侧的屋面板、吊车梁等构件端部,考虑符合模数及施工要求,两柱的中心线均应自两横向定位轴线向两侧各移600mm。两轴线之间的距离称插入距,用ai表示,其宽度为所需变形缝的宽度ae,如图16.5所示。
图16.5 横向伸缩缝处柱与定位轴线的关系
16.2.2.3 山墙与横向定位轴线的关系
厂房山墙按受力情况分为非承重山墙和承重山墙,两种情况的横向定位轴线不同。
(1)非承重山墙与横向定位轴线的关系。当山墙为非承重山墙时,山墙内缘与横向定位轴线相重合,端部排架柱自横向定位轴线向内移600mm,这样端部柱距实际减少了600mm,如图16.6所示。这是由于山墙内侧一般需设抗风柱,抗风柱需通至屋架上弦或屋面梁上翼缘处,为避免与端部屋架发生矛盾,需在端部让出抗风柱上柱的位置。同时,也和横向变形缝处定位轴线划分相一致,有利于结构构件的协调统一。
图16.6 非承重山墙处横向定位轴线
1—抗风柱;2—端部柱
(2)承重山墙与横向定位轴线的关系。当山墙为承重墙时,屋面板直接搁置在山墙上,山墙内缘与横向定位轴线的距离,应按砌体的块材类别分别为半块或半块的倍数或墙厚的一半,如图16.7所示,以保证构件在墙体上有足够的结构支承长度。
图16.7 承重山墙横向定位轴线
λ—墙体块材的半块(长)、半块的倍数(长)或墙厚的一半
16.2.3 纵向定位轴线
纵向定位轴线主要用来标注横向构件如屋架或屋面梁长度的标志尺寸和端部位置,也是大型屋面板边缘的位置。纵向定位轴线的具体位置应使厂房结构和吊车的规格协调,保证吊车与柱之间有足够的安全距离,必要时,还应考虑设置检修吊车的安全走道板。
16.2.3.1 纵向外墙、边柱与纵向定位轴线的关系
在有吊车的工业建筑中,由于屋架(或屋面梁)和吊车的设计生产制作都是标准化的,吊车规格与工业建筑跨度之间存在一定的关系,设计时应满足此关系。其关系式为:
L=LK-2e
式中 LK——吊车跨度,即吊车两轨道中心线间距离,m;
L——厂房跨度,即两相邻纵向定位轴线间距离,m;
e——吊车轨道中心线至纵向定位轴线间距离,mm。
吊车轨道中心线至纵向定位轴线间的距离e,根据吊车规格和行车安全等因素确定,一般取750mm,当吊车起重量大于50t或者为重级工作制需设安全走道板时,取1000mm。由图16.8可知e的计算公式:
图16.8 吊车与工业建筑空间关系示意图
h0—轴线至上柱内缘的距离
e=h+Cb+B
式中 h——上柱截面宽度,mm,根据工业建筑高度、跨度、柱距及吊车起重量确定,一般取400mm或500mm;
B——吊车桥架端部构造长度,mm,即吊车轨道中心线至吊车端部外缘的距离;(www.xing528.com)
Cb——吊车端部外缘至上柱内缘的安全净空尺寸,mm。当吊车起重量Q≤50t时,Cb≥80mm;Q≥75t时,Cb≥100mm。Cb值主要考虑吊车和柱子的安装误差以及吊车运行中的安全间隙。
由于受吊车起重量、柱距、跨度、是否有走道板等因素的影响,边柱外缘与纵向定位轴线的关系有两种情况。
(1)封闭式结合。当定位轴线与柱子外缘、墙内缘重合,这时屋架上的屋面板与外墙内缘紧紧相靠,称为封闭式结合。一般无吊车或只有悬挂式吊车,以及柱距为6m,桥式吊车起重量Q≤20t/5t条件下的工业建筑中,采用封闭结合式定位轴线,如图16.9所示。
当吊车起重量Q≤20t/5t时,查现行吊车规格表,得B≤260mm,Cb≥80mm,h≤400mm,e=750mm,那么Cb=e-(h+B)≥90mm,能满足吊车运行所需的安全距离Cb≥80mm的要求。
在封闭结合中,屋面板全部采用标准板,不需设补充构件,具有构造简单、施工方便等优点。
(2)非封闭式结合。是指该纵向定位轴线与柱子外缘有一定的距离,这种情况下屋面板与墙内缘之间有一段空隙,故称为非封闭结合。一般在柱距为6m,吊车起重量Q≥30t/5t的工业建筑中常采用,如图16.10所示。
当Q≥30t/5t时,查现行吊车规格表知,B=300mm,Cb=80mm,由于吊车较重或柱距较大,故h=400mm,如不设安全走道板e=750mm,那么Cb=e-(h+B)=50mm,不能满足吊车运行所需的安全距离Cb≥80mm的要求。从上可以看出,此时采用封闭式结合已不能满足安全运行距离的要求,或不能保证吊车规格标准化。解决此问题的办法是仍保持轨道中心线至边柱纵向定位轴线的距离e=750mm,将边柱外缘从定位轴线向外移动一定距离,这个距离称为联系尺寸,用ac表示。为了减少构件类型,ac值应为300mm或300mm的整数倍数,但是当围护结构为砌体时,联系尺寸可采用50mm或50mm的整数倍数。在设计中,应根据吊车起重量及其相应的h、B、Cb三个数值来确定联系尺寸的数值。
在非封闭结合时,按常规布置屋面板只能铺至定位轴线处,与外墙内缘出现了非封闭的构造间隙,需要非标准的补充构件板。非封闭式结合构造复杂,施工较为麻烦。故当因构造需要或吊车起重量大于50t时,e值宜采用1000mm,做成封闭式结合。
16.2.3.2 中柱与纵向定位轴线的关系
在多跨工业建筑中,中柱有平行等高跨和平行不等高跨两种形式,并且中柱有设变形缝和不设变形缝两种情况。
(1)等高跨中柱与纵向定位轴线的关系。当工业建筑为平行等高跨时,通常设置单柱和一条定位轴线,柱的中心线与纵向定位轴线相重合,如图16.11(a)所示。此时上柱截面高度h一般取600mm,以满足屋架或屋面梁的支承长度,且上柱不带牛腿,构造简单。
图16.9 封闭组合
图16.10 非封闭组合
但当等高跨两侧或一侧的吊车起重量Q≥30t/5t、柱距大于6m或构造要求等原因需设两条轴线时,轴线可按非封闭组合确定。如图16.11(b)所示。
图16.11 等高跨中柱与纵向定位轴线的关系
(2)不等高跨(高低跨)中柱与纵向定位轴线的关系。高低跨处不设变形缝时,其柱子一般采用单柱形式。如果高跨吊车起重量为Q≤20t/5t时,则高跨上柱外缘和封墙内缘与纵向定位轴线相重合,如图16.12(a)所示,此时设一条定位轴线。
当高跨吊车起重量较大,如Q≥30t/5t时,其上柱外缘与纵向定位轴线不能重合,应采用两条定位轴线。高跨轴线与上柱外缘之间设联系尺寸ac;低跨定位轴线与高跨定位轴线之间设插入距ai,为简化屋面构造,低跨定位轴线应自上柱外缘、封墙内缘通过,此时插入距ai等于联系尺寸ac,如图16.12(b)所示。
当封墙采用墙板结构时,一般设两条定位轴线,有两种处理情况。一是如图16.12(c)所示,高跨定位轴线与封墙内缘、柱外缘相重合,低跨定位轴线与封墙外缘相重合,此时,插入距ai等于封墙厚度t;另一种情况如图16.12(d),高跨一侧定位轴线为非封闭式结合轴线,低跨定位轴线与封墙的外缘相重合,此时插入距ai等于封墙厚度t加联系尺寸ac。
图16.12 高低跨中柱与纵向定位轴线的关系
(3)纵向变形缝处柱与纵向定位轴线的关系。当工业建筑宽度较大或高差较大时,沿宽度方向须设置纵向变形缝,以解决横向变形问题。
等高工业建筑设置纵向变形缝时,可采用单柱并设两条定位轴线。变形缝一侧的屋架或屋面梁搁置在活动支座上,如图16.13所示。此时插入距ai等于变形缝宽度ae。
图16.13 等高工业建筑纵向变形缝处定位轴线
不等高工业建筑设置纵向变形缝时,一般设置在高低跨处,变形缝处的柱子可采用单柱或双柱形式。当采用单柱处理时,低跨的屋架或屋面梁可搁置在设有活动支座的牛腿上,高低跨处应采用两条纵向定位轴线,其间设插入距ai,此时,插入距ai在数值上与变形缝宽度ae、联系尺寸ac、封墙厚度t的关系如图16.14所示。采用单柱处理,结构简单,吊装工程量少,但柱外形较复杂,制作不便。
图16.14 不等高工业建筑纵向变形缝处单柱与纵向定位轴线的关系
当变形缝处两侧高差悬殊或吊车起重量差异较大时采用双柱处理,此时应采用两条定位轴线,并设插入距ai,柱与纵向定位轴线的关系可分别按各自的边柱处理,如图16.15所示。此时,高低跨两侧的结构实际是各自独立、自成系统,仅是互相靠拢,以便下部空间相通,有利于组织生产。
图16.15 不等高工业建筑纵向变形缝处双柱与纵向定位轴线的关系
16.2.3.3 纵横跨相交处的定位轴线
工业建筑纵横跨相交时,常在相交处设变形缝,使纵横跨各自独立。纵横跨应有各自的柱列和定位轴线,然后再将相交体都组合在一起。对于纵跨,相交处的处理相当于山墙处;对于横跨,相交处的处理相当于边柱和外墙处的处理。纵横跨相交处采用双柱单墙处理,相交处外墙不落地,成为悬墙,属于横跨。相交处两条定位轴线间设插入距ai,当横墙采用封闭结合时,ai=ae+t;当横墙采用非封闭结合时,ai=ae+t+ac,t为横墙厚,如图16.16所示。
图16.16 纵横跨相交处柱与纵向定位轴线的关系
当封墙为砌体时,ae值为变形缝的宽度,封墙为墙板时,ae值取变形缝宽和吊装墙板所需净空尺寸的较大者。
有纵横相交跨的工业建筑,其定位轴线编号常是以跨数较多部分为准统一编排。
以上所述单层工业建筑定位轴线的定位方法,均为贯彻《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)和《厂房建筑模数协调标准》(GBJ6-86)国家标准,只有这样才能使工业建筑主要构配件的几何尺寸达到标准系列化,有利于工业化生产。
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