厂房构造和结构设计
2.1 结构形式和结构布置
第三章重型厂房结构设计
上层柱 间支撑
刚性系 杆
屋盖垂 直支撑
下层柱 间支撑
第三章重型厂房结构设计
3）设置规定： 每列柱都必须设置柱间支撑； 多跨厂房的中列柱的柱间支撑宜与其边列柱的柱间支 撑布置在同一柱间； 每列柱顶均要布置刚性系杆； 下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少 纵向温度应力的影响。下层柱间支撑与柱和吊车梁一 起在纵向组成刚性很大的悬臂桁架。为了使纵向构件 在温度发生变化时能较自由地伸缩，尽量减少温度应 力，下层支撑应该设在温度区段中部。只有当吊车位 置高而车间总长度又很短时放在两端才是合理的。此 时下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对 厂房纵向刚度却能提高很多时。 当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支 撑（图9.3.1,a）；如果温度区段长度超过90m，则在 它的1/3点处各设一道支撑（图9.3.1,b）
第三章重型厂房结构设计
②合理柱网尺寸：柱网布置应使总的经济效应最佳. ※ 在跨度不小于30m、高度不小于14m、吊车额定起重 量不小于50t时，柱距取12m较为经济； ※ 参数较小的厂房取6m柱距较为合适； ※ 当采用轻型围护结构时取大柱距15m，18m及24m较适 宜； ※ 位于软弱地基上的重型厂房，应采用较大柱距。 ③温度收缩缝的设置： ♫ 设置规定：厂房的纵向或横向的尺度超过表9.1.1规 定的数值时应设置温度收缩缝，以避免结构中衍生过 大的温度应力。 ♫ 设置方法：原则上双柱温度收缩缝或单柱温度收缩缝 皆可采用，不过在地震域区宜布置双柱收缩缝。
第三章重型厂房结构设计
（4）支撑构件截面验算 a．支撑构件的长细比验算 支撑的截面尺寸一般由杆件的长细比按构造要 求确定，即首先应满足其容许长细比的要求： max [ ] 式中[λ]为支撑杆件的容许长细比。 计算支撑杆件的λmax时，应符合下列规定： (1)张紧圆钢拉条的长细比不受限制。 (2)十字交叉支撑斜杆的计算长度： 平面内计算长度：取节点中心到交叉点间的距离； 平面外的计算长度：当按拉杆设计时，取节点中心 间的距离l(交叉点不作为节点考虑)； 当按压杆设计时，应按表8.3.1取用。
钢结构厂房设计方案
钢结构厂房设计方案钢结构厂房设计方案一、设计要求：1. 承重能力：根据厂房用途需具备足够的承重能力，能够保证厂房内设备的安全运行。
2. 安全性：设计要符合相关安全规范，能够抵御自然灾害如地震、风等的影响。
3. 空间利用率高：能够合理规划厂房内的空间，最大程度地提高空间利用率。
4. 施工周期短：在设计中尽量考虑到施工周期的缩短，提高工程进度。
二、设计方案：1. 构造形式：①采用梁柱结构：在设计中采用梁柱结构，能够充分发挥钢材的优势，提高整个厂房的承重能力。
②设计加强部位：在设计中加强梁柱连接处的设计，提高连结部位的稳定性。
③预留施工洞口：在梁柱设计中预留施工洞口，方便施工人员搭建和维护。
2. 屋面设计：①采用金属屋面板：金属屋面板具有重量轻、防水性能好等优点，适合用于厂房的屋面设计。
②耐候性好：金属屋面板能够经受住不同气候的考验，具有很好的耐候性。
③隔热性能强：金属屋面板具有优良的隔热性能，能够有效降低厂房内部的温度。
3. 外墙设计：①采用彩钢板：彩钢板具有颜色多样、施工方便、隔热隔音效果好等特点，是厂房外墙设计的理想选择。
②防火性能好：彩钢板具有良好的防火性能，能够提高厂房的安全性。
③耐候性强：彩钢板能够抵御阳光、雨水等对外墙的侵蚀，具有较长的使用寿命。
4. 设备安装：结合厂房设计，提前规划好设备安装的位置和布局，保证设备的安全与顺利运行。
5. 温度控制：根据厂房用途，设计合适的温度控制方案，包括通风、空调等，保证厂房内温度的舒适。
三、材料选取：1. 钢材：选用高强度低合金结构钢，保证整个厂房的承重能力。
2. 金属屋面板：选择抗腐蚀、耐用的金属屋面板，确保屋面的稳定性和耐久性。
3. 彩钢板：选择质量好、颜色多样的彩钢板，提高厂房的美观度和安全性。
四、设计效果：1. 厂房外观：设计简洁大气，利用彩钢板进行装饰，使厂房外观美观大方。
2. 室内空间布局：合理规划厂房内设备的位置，最大限度地提高空间利用率，提供舒适的工作环境。
工业厂房初步设计
工业厂房初步设计在进行工业厂房初步设计时，需要考虑多个方面，包括厂房的布局、结构、功能分区、设备安装等。
下面将详细介绍每个方面的设计要点。
首先，对于厂房的布局，应该合理利用土地资源，确保生产流程的顺畅进行。
一般来说，可以将厂房分为生产区和辅助区。
生产区用于安装加工设备和生产线，需要有足够的空间来容纳生产过程中的材料、工人和机械设备。
辅助区包括库房、办公区、餐厅、休息区等，需要与生产区相互配合，提供相应的服务和支持。
其次，厂房的结构设计也非常重要。
工业厂房一般采用钢结构或混凝土结构。
钢结构具有轻量化、施工速度快和灵活性高的优点，适合用于大跨度厂房的建设；而混凝土结构具有耐久性好、隔音效果好和防火性能高的特点，适合用于耐久性要求较高的厂房。
在结构设计中，还需要考虑地基的承载能力、抗震能力以及消防和安全等方面的要求。
此外，根据生产流程的不同，厂房还需要进行功能分区。
例如，可以将原料处理区、生产区、包装区、储存区等进行区分，以便实现各个工序之间的协调和流程的优化。
需要根据具体的生产要求和工作流程确定各个功能分区的大小和布局。
最后，设备安装也是工业厂房设计中的重要环节。
根据生产需求，需要选择合适的设备，并安排其合理布局。
设备的安装需要考虑各个工序之间的关联性和便捷性，以及对人员流动和材料流动的影响。
在进行工业厂房初步设计时，还需要考虑一些其他的因素。
例如，应充分考虑员工的舒适度和工作环境的人性化设计，确保厂房的通风、采光和温度控制等。
此外，为了满足各项法规和标准的要求，还需要考虑工业厂房的消防、环保和安全等问题。
总之，工业厂房初步设计需要综合考虑厂房布局、结构设计、功能分区和设备安装等多个方面。
通过合理的规划和设计，可以有效提高生产效率，优化工作流程，并为厂房的安全和舒适性提供保障。
单层工业厂房结构设计详解
单层工业厂房结构设计详解一、工业厂房结构设计的基本原则1.满足使用功能：根据工业厂房的用途和工艺流程的要求，设计合理的建筑间距、层高、柱网和通道分布，以便工作人员顺利完成生产任务。
2.提高使用寿命：选择质量优良、耐久性强的建筑材料，考虑建筑材料的防腐蚀性和抗风荷载能力，确保工业厂房具备长期使用的条件。
3.强化结构安全：根据规范要求和设计荷载，合理选取结构材料、断面尺寸、构造形式等，确保工业厂房在承受荷载时具备足够的强度和刚度，避免发生倒塌等安全事故。
4.提高施工效率：尽可能采用标准化构件，减少现场加工；预制构件的使用，可提高施工速度和质量。
5.提高经济效益：在满足使用功能和结构安全的前提下，通过合理计算和设计，尽可能减少材料使用量，降低建造成本。
二、单层工业厂房的结构形式1.钢结构厂房：采用钢材作为主要结构材料，具有轻质、高强度、可重复使用等特点，适用于大跨度、大空间要求的厂房。
2.砖混结构厂房：采用砖石、混凝土等材料作为主要结构材料，具有良好的保温、隔音、防火性能，适用于小跨度、小空间要求的厂房。
3.钢筋混凝土结构厂房：采用钢筋混凝土作为主要结构材料，结合了钢材和混凝土的优点，适用于中跨度、中空间要求的厂房。
三、单层工业厂房结构设计的要点1.基础设计：根据土壤特性和荷载特点，合理确定基础的类型和尺寸。
常见的基础类型包括浅基础（如承台、承板）和深基础（如桩基）。
2.柱网布置：根据使用要求和受力要求，在厂房内部确定柱网的位置和尺寸，使得柱网能够承受来自屋盖和墙体的荷载，并提供充足的工作空间。
3.屋面结构设计：根据屋面的形状和材料选择，设计屋面的结构形式（如桁架结构、刚架结构），保证其抗风、抗震和自重荷载的安全性。
4.墙体结构设计：根据墙体的高度和使用要求，选择适宜的墙体结构形式（如剪力墙、框架墙），保证其承载力、刚度和稳定性。
5.梁设计：根据荷载特点和柱网布置，设计适宜的梁结构形式（如梁柱节点连接方式、梁跨度），确保梁能够有效传递荷载到柱上。
厂房构造和结构设计PPT教案
6、发电机机墩 承受从发电机层楼板传来的荷载和水轮发电 机组等设备重量、水轮机轴向水压力和机墩自重， 并将它们传给座环和蜗壳外围混凝土。
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7、蜗壳和水轮机座环（固定导叶） 将机墩传下来的荷载通过座环传到尾水管上， 另外水轮机层的设备重量和活荷载通过蜗壳顶板 也传到尾水管。
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3、水平动荷载A3 由于发电机转子中心与转动中心不相重合， 有一个偏心距e，因而机组在运行中就产生了惯性 离心力，从而引起机墩的振动离心力。通过导轴 承传给机墩。 4、扭矩荷载A4 转子磁场对定子磁场的引力受到切向力的作 用，通过机墩基础板的固定螺栓形成机墩扭矩。
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(2)浇筑块Ⅰ2。从尾水管顶板面高程起到水轮 机层地面高程。
(3)浇筑块Ⅰ3。从水轮机层地面到发电 机层楼 板面高 程。 (4)排架柱下柱块Ⅰ4。从发电机层楼板 面高程 到排架 柱牛腿 面高程 。 (5)排架柱上柱块Ⅰ5。从牛腿面高程到 排架柱 顶高程 。
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4、二期砼的分块 (1)浇筑块Ⅱ1。从尾 水管顶板面高程到尾水 管圆锥段钢衬，目的在 固定已安装好的尾水管 圆锥钢板，同时在这块 内埋设支撑座环和金属 蜗壳的支墩。这块浇筑 不能太厚，以免安装座 环和蜗壳时底下进人困 难及不利于砼浇筑。
一、二期混凝土分别用罗马数字“Ⅰ”、“Ⅱ” 表示，其下角标序数说明浇筑的先后次序。
图13-3 厂房混凝土浇筑的分期和分块图
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一期砼：底 板、尾水管(不包 括锥管段)、尾水 闸墩、尾水平台、 混凝土蜗壳外的 混凝土、上下游 边墙、厂房构架、 吊车梁、部分楼 板等，在施工时 先期浇筑，以便 利用吊车进行机 组安装。
建筑结构设计单层工业厂房
作用：加强屋盖构造旳横向水平刚度；确保横向水平荷载旳纵向分布， 加强厂房旳空间工作；确保托架上弦旳侧向稳定。
布置：当设有软钩桥 式吊车且厂房高度大 (>15m)、吊车起重量 较大（>50T)、设有托 架时，应在屋架下弦 端节间沿厂房纵向通 长或局部设置一道； 当已设有下弦横向水 平支撑时，为确保厂 房空间刚度，应尽量 与横向水平支撑连接， 以形成封闭旳水平支 撑系统。
下柱柱间支撑 ：位于牛腿下部；承受上部支撑传来旳内力、 吊车纵向制动力和纵向水平地震作用等，并将其传至基础 。
3.3 构造布置
第三章 单层厂房构造
布置：当设有A6～A8旳吊车，或A1～A5旳吊车起重量≥10t时或 厂房跨度≥18m，或柱高≥8m时或厂房每列纵向柱总数＜7根时或 设有3t以上旳悬挂吊车时或露天吊车栈桥旳柱列，应设置柱间支 撑。
柱间支撑作用示意图
3.3 构造布置
第三章 单层厂房构造
形式：十字交叉形；当柱 间要通行或放置设备，或 柱距较大而不宜采用交叉 支撑时，可采用门架式支 撑或人字形支撑。
门架式柱间支撑
分类：对于有吊车旳厂房，按其位置可分为上柱柱间支撑和下 柱柱间支撑。
上柱柱间支撑 ：位于牛腿上部，并在柱顶设置通长旳刚性系 杆；承受作用在山墙及天窗壁端旳风荷载，并确保厂房上部 旳纵向刚度。
横向平面排架构成及荷载图
3.2 构造构成
第三章 单层厂房构造
纵向承重 ——
系统
由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑和基础等构件构 成旳纵向平面骨架。作用是确保厂房构造旳纵向稳定性和 刚度，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、温度 应力以及作用在山墙及天窗架端壁并经过屋盖构造传来旳 纵向风荷载等
工业厂房因为生产性质、工艺流程、机械设备和产品旳不同，按层数分类， 可分为：
厂房建筑方案
厂房建筑方案1. 引言厂房建筑是工业生产的重要根底设施，其设计和施工必须考虑到生产过程的需求以及平安性和环境友好性。
本文将介绍一个典型的厂房建筑方案，包括建筑结构、布局设计、环境控制以及工程施工等方面。
2. 建筑结构厂房建筑的结构设计是保证建筑平安稳固的关键。
一般来说，厂房建筑采用框架结构，以便能够承受重载设备和机械的负荷。
框架结构的主体采用钢材料，具有较高的强度和稳定性。
框架结构可分为主体骨架和次要槽条。
主体骨架由立柱、横梁和屋面构成。
这些构件要采用足够稳固的钢材料，以确保建筑的稳定性和耐久性。
次要槽条那么用于支撑建筑外墙和屋顶的装饰材料。
3. 布局设计厂房建筑的布局设计需要考虑到生产过程的流程和设备的布置。
一般来说，厂房的主要区域包括生产车间、仓库、办公区和设备房。
这些区域之间需要合理布置，以便减少人员和货物的运输距离，提高工作效率。
生产车间是厂房的核心区域，需要合理安排设备的摆放位置，以便便于操作和维护。
在布局设计过程中，还要考虑到平安通道、消防设备和紧急出口的合理设置。
办公区的设计需要考虑到员工的工作环境和舒适度。
办公区应该配备舒适的座椅和办公设备，以提高员工的工作效率和生产积极性。
4. 环境控制厂房建筑的环境控制是为了确保生产过程的顺利进行和员工的健康与平安。
环境控制主要包括通风系统、温度控制和噪音控制。
通风系统要保证厂房内空气的流通和新鲜度，以排除有害气体和防止工业污染。
采用适宜的通风设备和过滤器能够有效净化空气，改善员工的劳动条件。
温度控制是为了保持厂房内的舒适温度。
在工业生产过程中，一些设备和机械会产生大量的热量，导致室温上升。
因此需要合理安排冷却设备和调控温度的设备。
噪音控制是为了减少生产过程中产生的噪音对员工和周围环境的影响。
采用隔音材料和隔音设备能够有效减少噪音的传播，保护员工的听力健康。
5. 工程施工工程施工是厂房建筑的重要环节，需要做好施工过程中的平安管理和施工质量控制。
第二章-重型厂房结构设计PPT课件
工作制等级 轻级 工作级别 A1～A3
中级 A4,A5
重级 A6,A7
特重级 A8
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四、柱网布置
1、柱网布置要综合考虑： 生产工艺要求 结构要求 施工要求 经济合理 模数要求： 柱距：6m，
跨度：取3m倍数(L≤18m),取6m倍数(L>18m)。
17
•计算跨度 l0 (柱网采用封闭结合时) l0 = l - 300mm
29
(2) 屋架的高度 取决于建筑、经济、刚度、运输等条件，和屋面
坡度相关。
铰接梯形屋架，端高宜取1.6～2.2m (宜>l/18) （采用大型屋面板，卷材防水时，i=1/10～1/12）
中高： h中 ＝ h端 + (L/2）i
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根据不同的条件桁架形式可以有很多变化
三角形屋架弦杆 交角增大，方便制 造，屋架重心降低， 提高了稳定性。
可有效降低屋架对 支撑结构的推力。
27
确定屋架形式的原则：
1.满足使用要求 屋架外形应与屋面材料的排水要求相适应。
2.满足受力要求 •屋架外形应尽量和弯矩图接近，使上下弦杆内力沿 跨度方向分布较均匀，腹杆受力较小；
当 L≥24m，应按L/500=24000/500=48mm 考虑起拱：∴采用起拱 50mm。
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2.3 钢屋盖的支撑系统
一、屋盖支撑系统的作用
平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不能 承受水平荷载。因此，为使屋架结构有足够的空间刚 度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。
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图为屋架上弦平面图，在未设上弦平面内的支撑桁架 时，虽有檩条把各个屋架连成一片，但当屋架上弦杆因受 压而失稳时，整个上弦会屈曲成一个“半波”。
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13.1 厂房结构的组 成和荷载传力途径
一、厂房结构的组 成及作用
水电站厂房结构的 作用：多属承重传力， 也有起遮蔽风、雨、雪 侵袭的围护作用。
图13-1 水电 站厂 房结 构组
成
1、屋盖结构：起着围护和承重等双重作用。 (1)屋面板。 (2)屋架或屋面大梁。 2、吊车梁：承受吊车荷载，以及吊车在起重 部件时启动或制动时产生的纵、横向水平荷载，并 将它们传给排架柱或壁柱。
二、荷载传力系统和传力途径
1、厂房主要荷载
(1) 厂房结构自重，压力水管、蜗壳及尾水管 内水重；(2) 厂房内机电设备自重，机组运转时的 动荷载；(3) 静水压力：尾水压力，基底扬压力， 压力水管、蜗壳及尾水管内的水压力，永久缝内的 水压力，河床式厂房的上游水压力；(4) 厂房四周 的土压力；(5) 活荷载：吊车运输荷载，人群荷载 及运输工具荷载；(6) 温度荷载；(7) 风荷载；(8) 雪荷载；(9) 严寒地区的冰压力；(10) 地震力。
(2)浇筑块Ⅰ2。从尾水管顶板面高程起到水轮 机层地面高程。
(3)浇筑块Ⅰ3。从水 轮机层地面到发电机层楼 板面高程。
(4)排架柱下柱块Ⅰ4。 从发电机层楼板面高程到 排架柱牛腿面高程。
(5)排架柱上柱块Ⅰ5。 从牛腿面高程到排架柱顶 高程。
4、二期砼的分块
(1)浇筑块Ⅱ1。从尾 水管顶板面高程到尾水 管圆锥段钢衬，目的在 固定已安装好的尾水管 圆锥钢板，同时在这块 内埋设支撑座环和金属 蜗壳的支墩。这块浇筑 不能太厚，以免安装座 环和蜗壳时底下进人困 难及不利于砼浇筑。
图13-3 厂房混 凝土浇 筑的分 期和分
块图
一期砼：底 板、尾水管(不 包括锥管段)、 尾水闸墩、尾水 平台、混凝土蜗 壳外的混凝土、 上下游边墙、厂 房构架、吊车梁、 部分楼板等，在 施工时先期浇筑， 以便利用吊车进 行机组安装。
二期混凝土：为了机组安装和埋件需要而预留 的，要等到机组和有关设备到货后、尾水管圆锥钢 板内衬和金属蜗壳安装完毕后，再进行浇筑。
图13-2 厂房结 构传力系统图
13.2 厂房混凝土浇筑的分期和分块
一、厂房混凝土浇筑的分期 分期目的：由于机组到货一般均迟于土建的施 工期，为了适应水轮发电机组的安装要求，厂房中 的混凝土需要分期浇筑。
一般机组安装前浇筑的砼称为一期砼，机组安 装时浇筑的砼称为二期砼。
一、二期混凝土分别用罗马数字“Ⅰ”、“Ⅱ” 表示，其下角标序数说明浇筑的先后次序。
二期砼包括 金属蜗壳外的部 分砼、尾水管直 锥段外包砼、机 座、发电机风罩 外壁、部分楼层 的楼板。
一、二期砼划分应遵循的原则
(1)应保证主要设备安装方便和埋设的需要， 金属蜗壳周围的二期砼厚度≮0.5m。
(2)机组分期安装时， 预留后期安装的机组段， 其一期砼结构应满足初期 运行时稳定、强度和防渗 等要求。厂房下游墙和构 架在厂房二期砼未浇筑和 厂房未封顶前，应具备承 受相应工况荷载的能力。
5、围护结构：在厂房的四周。 (1) 外墙。承受风荷载，并将它传给排架柱或 壁柱。
(2) 抗风柱。承受厂房两端山墙传来的风荷载， 并将它传给屋架屋面大梁和基础或厂房下部结构 的大体积混凝土块体。
(3) 圈梁和连系梁。承受梁上砖墙传下的荷载 和自重，并传给排架柱或壁柱。
6、发电机机墩 承受从发电机层楼板传来的荷载和水轮发电机 组等设备重量、水轮机轴向水压力和机墩自重，并 将它们传给座环和蜗壳外围混凝土。
二、厂房混凝土的分层及分块
1、目的：适应砼浇筑能力及厂房形状变化， 每期砼要分层分块浇筑。
2、原则：根据厂房结构形式和尺寸、施工进 度、浇筑能力及温控措施等情况进行。
(1)应保证主要设备安装方便和埋件方便。 (2)浇筑缝应设在构件内力最小的部位，这条 原则与便利施工的矛盾很大，往往不易做到。
(3)分层分块应满足设备安装和埋件埋设要求， 并有利于简化施工工序和加快施工进度。
7、蜗壳和水轮机座环（固定导叶） 将机墩传下来的荷载通过座环传到尾水管上， 另外水轮机层的设备重量和活荷载通过蜗壳顶板也 传到尾水管。
8、尾水管 承受水轮机座环和蜗壳顶板传来的荷载，经尾 水管框架（尾水管顶板、闸墩、边墩和底板构成的） 结构再传到基础上。
9、基础 承受排架柱或壁柱、蜗壳外围块体结构和尾水 管传来的荷载，并将它们传到地基。
力求同一层浇筑分块的几何尺寸基本一致， 避免薄片或锐角，采用跳仓浇筑，浇筑单元尽可能 大些。
保证砼不发生冷缝。一般对体形复杂的构件 或多钢筋的构件，砼震捣的强度起控制作用，而对 于大体积砼和含钢率低的砼，砼的生产和运输能力 起控制作用，在设计中应加以区别对待。
提问：砼仓号的台阶法浇筑？
(4)施工缝宜采 用错缝，避免上下 层垂直缝贯通。错 缝水平搭接长度一 般取浇筑层厚的 1/2~1/3，且 ≮300mm。
2、厂房的传力系统 (1)机组的传力系统。如发电机机墩、蜗壳和 尾水管等水电站厂房特殊的结构。
(2)厂房屋盖、梁、柱的传力系统。如屋面板、 屋架或屋面大梁、吊车梁、排架柱和楼板等结构， 这是与一般工业厂房相类似的结构。
3、传力途径 作用于厂房的各种静、活荷载，通过各承重构 件的传力途径如图13-2。
(5)浇筑层的厚 度：基础块宜取 1~2m，在基础约束 范围以外可采用 3~6m。
3、一期混凝土的分块
(1)浇筑块Ⅰ1。尾水管部分，从厂房岩基面起 到尾水管顶板面止。
这部分混凝土一般分底板、边墙和顶板三次浇 筑，可避免架立悬空模板，施工简便，浇筑块小， 减小混凝土的收缩应力。但分块过多将影响施工的 进度，所以也有采用一次浇筑的。
3、排架柱或壁柱
承受屋架或屋面大梁、吊车梁、外墙传来的荷 载和排架柱或壁柱自重，并将它们传给厂房下部结 构的大体积砼。如排架柱与屋面大梁刚接，称为刚 架，其荷载包括屋盖上全部荷载，作用同排架柱。
4、发电机层和装配场楼板
发电机层楼板承受着自重、机电设备静荷载和 人的活荷载，传给梁并部分传到厂房下部结构的发 电机机座和水轮机层的排架柱。装配场楼板承受自 重、检修或安装时机组荷载和活荷载，传到基础， 当装配场设有下层时就传给排架柱。