[4]。通過綜合性設計，使主車間的建筑結(jié)構(gòu)與物料輸送工藝相互協(xié)調(diào)配合，達到整體生產(chǎn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，為大米廠的長期穩(wěn)定運行奠定基礎。糧食加工行業(yè)普遍采用規(guī)模化、連續(xù)化生產(chǎn)模式，原料處理過程中的在制品與成品產(chǎn)量龐大。生產(chǎn)過程中，物料需在各工位間有序、不間斷流轉(zhuǎn)，僅憑人力難以滿足制造需求。因此，科學選用各類運輸設備是保障生產(chǎn)流程順暢、實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵。在糧食加工領域，運輸設備選型的合理性、技術(shù)性能與狀態(tài)的優(yōu)劣，不僅直接關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)效率與經(jīng)濟效益的提升，還深刻影響著生產(chǎn)現(xiàn)代化水平、工人勞動強度與條件的改善，以及安全生產(chǎn)和環(huán)境保護成效。對社會而言，高效的運輸機械還可以節(jié)約能源，降低污染，提高車站、碼頭、倉庫的利用率，促進工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，從而創(chuàng)造出社會效益[5]。此畢業(yè)設計選中的課題為日處理稻谷500t大米車間——建筑結(jié)構(gòu)和物料輸送工藝設計。在進行整體設計的過程中，要以國家糧食加工方針作為指引，按照糧食加工廠的設計準則，聽從設計指導老師的教導，并與經(jīng)過課程實踐所積累的有關(guān)經(jīng)驗相結(jié)合，采用先進的生產(chǎn)工藝，選擇適當?shù)脑O備，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定。確定合理的廠房建筑及物料輸送工藝流程；完成廠房建筑及物料輸送工藝設備的選型計算及設備的布置。2.2國內(nèi)外相關(guān)動態(tài)2.2.1建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)動態(tài)近年來，國內(nèi)工業(yè)領域呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，隨著產(chǎn)業(yè)升級與市場需求的雙重驅(qū)動，眾多大型工業(yè)企業(yè)加速推進產(chǎn)能擴張與生產(chǎn)效能提升，紛紛啟動廠區(qū)擴建或技術(shù)改造工程。與此同時，在工程建設領域，大型工業(yè)廠區(qū)的施工組織模式正經(jīng)歷深刻變革，逐步從傳統(tǒng)單一的施工形式向多元化、集成化的現(xiàn)代施工模式轉(zhuǎn)型。從工業(yè)廠房的建筑情況上看，目前，大型工業(yè)廠房的建筑風格較為多樣，這主要是由于其工業(yè)產(chǎn)技術(shù)的不同[5]。在土地資源日益緊張且價格攀升的背景下，國內(nèi)外不少新建的日處理500噸稻谷的大米廠主車間傾向于采用高層式建筑結(jié)構(gòu)REF_Ref10669\r\h[6]。在一些城市周邊的大米加工廠，由于可用于建廠的土地面積有限，為了在實現(xiàn)更大的生產(chǎn)規(guī)模，采用多層混凝土框架結(jié)構(gòu)，將稻谷清理、礱谷、碾米、包裝等不同功能區(qū)域分層布置。這樣的布局不僅能充分利用垂直空間，減少占地面積，還便于物料在不同樓層間通過垂直輸送設備進行流轉(zhuǎn)，提升生產(chǎn)流程的連貫性。如國內(nèi)某大型米業(yè)集團在其新建的大米廠中，主車間設計為6層建筑，每層高度根據(jù)設備安裝與操作需求合理設置，通過這種方式，相較于傳統(tǒng)平鋪式布局，土地使用面積減少了約30%，同時生產(chǎn)效率提升了20%REF_Ref10783\r\h[7]。許多國外大米廠主車間通過合理的建筑設計，引入自然采光和通風系統(tǒng)。車間建筑采用大面積的采光窗，利用自然光照明，減少人工照明能耗。同時，結(jié)合建筑朝向和當?shù)貧夂驐l件，設計科學的通風開口和通風廊道，促進自然通風，減少機械通風設備的使用時間。國內(nèi)部分新建大米廠也借鑒了這一理念，如在南方地區(qū)的某大米廠，主車間采用南北通透的設計，在屋頂設置通風天窗，夏季利用熱壓通風原理，將車間內(nèi)的熱空氣排出，使車間內(nèi)溫度較傳統(tǒng)車間降低2-3°C，有效減少了通風設備的運行時間和能耗REF_Ref10845\r\h[8]。同時對于抗震設計優(yōu)化，在地震多發(fā)地區(qū)，國內(nèi)外大米廠主車間采用抗震性能優(yōu)越的結(jié)構(gòu)體系，如鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架。例如，日本某大米廠主車間采用鋼結(jié)構(gòu)框架，在梁柱節(jié)點處采用特殊的連接構(gòu)造，提高節(jié)點的延性和耗能能力，確保在地震作用下結(jié)構(gòu)不會發(fā)生脆性破壞REF_Ref10900\r\h[9]。2.2.2物料輸送工藝相關(guān)動態(tài)氣力輸送在大米廠物料輸送中應用廣泛，近年來技術(shù)不斷創(chuàng)新。國外研發(fā)出新型的低壓氣力輸送系統(tǒng)，通過優(yōu)化管道設計和氣流控制，提高輸送效率并減少大米顆粒的破損。該系統(tǒng)采用特殊的氣固混合裝置，使稻谷或大米在輸送過程中均勻分散在氣流中，降低顆粒之間以及顆粒與管道壁的碰撞磨損。例如，德國某公司研發(fā)的低壓氣力輸送系統(tǒng)，在輸送稻谷時，顆粒破損率較傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)降低了50%以上，同時輸送能耗降低了20%左右REF_Ref20827\r\h[10]。同時為提高物料輸送效率，國內(nèi)外大米廠在設計主車間時，注重對輸送路線進行優(yōu)化。通過詳細的生產(chǎn)流程分析，減少物料的迂回運輸和不必要的轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)，使物料能夠以最短的路徑和最快的速度在車間內(nèi)流轉(zhuǎn)。例如，在布局清理設備、礱谷設備和碾米設備時，根據(jù)物料的加工順序和流量，合理規(guī)劃設備之間的距離和輸送管道走向，使物料輸送時間縮短了20%-30%，有效提高了整體生產(chǎn)效率REF_Ref10995\r\h[11]。3工藝設計任務3.1設計目的掌握所學的專業(yè)知識，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力；鍛煉理論計算能力、繪圖能力、數(shù)據(jù)處理能力、檢索文獻和書面表達能力等基礎能力進行深入的培訓和提升；充分利用科學的理論知識和思維方式來進行設計，同時加強創(chuàng)新意識以及小組合作意識的培養(yǎng)。3.2設計內(nèi)容（1）查詢相關(guān)資料進行分析，完成此次設計工藝流程；?（2）針對主車間建筑結(jié)構(gòu)及物料輸送工藝進行專業(yè)設計與全面分析；?（3）繪制包含工藝流程圖、立面圖、側(cè)面圖等在內(nèi)的全套工藝圖紙；?（4）撰寫項目說明書，內(nèi)容涵蓋目錄編排、設計依據(jù)闡述、工藝流程論證分析、設備選型計算、設備布置論證分析以及設備清單編制等。3.3設計要求物料輸送工藝須采用斗式提升機為主設備，確保清理、礱谷、碾米等工序間物料連續(xù)化輸送，設備間距嚴格遵循安全規(guī)范，氣力輸送系統(tǒng)需集成除塵、除雜功能以實現(xiàn)“一風多用”節(jié)能目標，優(yōu)先選用高效節(jié)能的國家定型產(chǎn)品并允許關(guān)鍵環(huán)節(jié)適配進口設備以提升穩(wěn)定性。建筑結(jié)構(gòu)設計應依據(jù)工藝流程規(guī)劃樓層，合理劃分原料接收、清理、礱谷、碾米、成品包裝等功能分區(qū)，保障物流路徑短捷無迂回，凈高與跨度設計兼顧設備運行空間及采光通風要求，底層采取防潮處理、粉塵集中區(qū)域配置專業(yè)除塵凈化系統(tǒng)。工藝流程通過“同質(zhì)合并”“減少環(huán)路”等原則優(yōu)化工序銜接以降低生產(chǎn)成本，最終建成安全高效、經(jīng)濟合理且具備現(xiàn)代化生產(chǎn)能力的大米加工主車間。本設計依據(jù)數(shù)據(jù)見下表：表1主要設計依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模日處理稻谷500t品種二級秈稻（GB1350-2009）水分14.5％總雜質(zhì)2％（其中含石20粒/kg）成品要求二級秈米（GB/T18810-2002）主要經(jīng)濟指標出米率55%物料提升方式升運3.4工藝設計技術(shù)路線、方案和方法3.4.1大米車間建筑結(jié)構(gòu)當前，我國稻米加工業(yè)普遍采用三種生產(chǎn)工藝布局模式。第一種為天井式工藝布置，該模式適用于日加工能力100-300t的中小型生產(chǎn)線。通過中庭貫通設計，廠房內(nèi)部自然采光充足，操作人員可實現(xiàn)全流程可視化監(jiān)控，顯著提升工藝操作便利性。但受限于天井結(jié)構(gòu)的復雜性，存在車間外觀美觀度不足、建設周期較長的局限性，較難滿足現(xiàn)代化廠區(qū)的形象塑造與快速投產(chǎn)需求。第二種為平鋪式平面布局，適用于400-1000t加工能力的工藝設計，依據(jù)清理→礱谷→碾米→倉儲的生產(chǎn)動線，可科學劃分原料處理區(qū)、核心加工區(qū)、成品暫存區(qū)等功能模塊，實現(xiàn)物流路徑最短化。第三種是高層式布置，解決了平鋪式的占地面積問題，方便設備的管理與維修，近年來國內(nèi)大米加工廠的自動化程度越來越高，高層式布置已經(jīng)逐步普及中?；陧椖砍杀究刂颇繕耍驹O計采用平鋪式布局方案，通過"水平分區(qū)+垂直空間復合利用"實現(xiàn)效能優(yōu)化，具體樓層功能規(guī)劃如下：第一層以提升機設備機座為主；第二層部署礱谷機、碾米機、色選機等主加工設備，依據(jù)工藝流程呈線性排列，形成連續(xù)化生產(chǎn)單元。樓層高度優(yōu)化設備安裝間距，保障操作空間舒適性與安全性。第三層主要放置毛谷倉、凈谷倉、凈糙倉、緩沖倉，在第三層設置平臺，放置提升機機頭，第四層主要放置通風除塵的剎克龍等設備。這樣設計可節(jié)約用地，相對地節(jié)省投資。3.4.2大米車間物料輸送在大米加工廠中，原糧、半成品、成品、副產(chǎn)品等需要經(jīng)過多次的垂直、水平和傾斜輸送。為了保證加工廠的經(jīng)濟效益，這就要求在輸送的過程中注意方式，盡可能減少碎米率，保證物料完好的輸送。在選擇物料輸送的方式時，在滿足加工工藝的基礎上，還要考慮空間、成本、美觀等問題。作為垂直輸送設備，設備主體沿廠房墻體縱向垂直布置，采用立柱固定安裝方式，避免占據(jù)主要采光面，確保自然采光充足，為操作人員提供舒適的工作環(huán)境。同時，應預留充足的操作和維修空間，方便日常維護和檢修。提升機機頭需配備操作平臺，方便操作人員進行控制和監(jiān)控，并安裝防護欄桿，保障操作人員的安全。埋刮板輸送機憑借其封閉性強、輸送效率高且占地空間小的特性，在糧食倉儲及加工領域得到廣泛應用。其獨特的鏈刮板結(jié)構(gòu)，能在全封閉管道內(nèi)實現(xiàn)水平、傾斜乃至垂直方向的物料輸送，有效避免粉塵外溢與物料損耗。針對涼米倉的物料輸送，宜配置專用的不銹鋼材質(zhì)埋刮板輸送機，構(gòu)建獨立輸送回路，在防止涼米倉內(nèi)低溫高濕環(huán)境影響其他工序的同時，實現(xiàn)物料的快速進出。自溜管作為主要輸送方式，其設計應根據(jù)物料特性選擇合適的傾角，確保物料能夠順利滑落，同時兼顧輸送連續(xù)性和設備維護，避免因傾角過大或過小造成物料堵塞或設備損耗。在自溜管的布置上，必須考慮物料輸送的連續(xù)性，并保持走道暢通，同時確保設備的操作與維護不受影響。選擇合適角度既保障物料自流順暢，又避免因角度過大加劇管壁磨損；同時，采用變截面設計，在溜管入口處設置導流板，有效降低物料沖擊，提升輸送穩(wěn)定性。因此，本次主車間設計主要選擇氣力輸送，斗式提升機輸送、埋刮板輸送和自溜管輸送REF_Ref10995\r\h[12]。4建筑結(jié)構(gòu)設計建筑結(jié)構(gòu)作為由板、梁、柱、墻、基礎等構(gòu)件構(gòu)成的骨架體系，不僅承擔著塑造空間形態(tài)的功能，更肩負著安全承載建筑物各類日常荷載的重任。從建筑學視角審視，建筑構(gòu)造需達成三大核心使命：其一，契合空間使用功能與美學營造需求；其二，抵御自然環(huán)境變化與人為活動產(chǎn)生的荷載作用；其三，實現(xiàn)建筑材料性能的最大化發(fā)揮。在建筑設計實踐中，需嚴格貫徹國家建設政策及糧食工業(yè)領域的技術(shù)經(jīng)濟政策，并遵循建筑設計的基本原理。正確的建筑設計，始終以科學合理的設計指導原則為根本遵循，確保設計方案兼具功能性、安全性與經(jīng)濟性。建筑結(jié)構(gòu)的標準化有助于降低成本、提高施工效率和便于未來的擴展或改造[13]。設計注重結(jié)構(gòu)的合理性與安全性，確保建筑與設備布局既滿足生產(chǎn)需求，又能有效利用空間，同時兼顧美觀性和經(jīng)濟性。4.1廠房設計原理糧食加工廠因采用垂直運輸線路，多層廠房呈現(xiàn)出不同高度作業(yè)面部署多種生產(chǎn)設備的特點，這要求各樓層須構(gòu)建縱橫交織的高效連接體系。因此，廠房設計既要統(tǒng)籌同一樓層不同功能區(qū)域的協(xié)同作業(yè)，妥善處理樓層間的空間約束，還需科學規(guī)劃縱向運輸設備、管道系統(tǒng)及交通流線，確保生產(chǎn)物流暢通無阻。廠房設計以工藝流程和設備布局為核心，通過平面、立面、剖面圖表達設計理念。設計初期應從平面布局著手，根據(jù)工藝流程和設備布局需求，合理規(guī)劃廠房的平面尺寸和功能分區(qū)，并解決立面與剖面之間的矛盾，確保設計方案的合理性[14]。糧食加工廠的生產(chǎn)工藝流程通常可以分為多個核心工段，并對應相應的車間。在設計中，需要考慮不同車間之間的協(xié)調(diào)與銜接，確保生產(chǎn)流程的順利進行。此外，還需要考慮設備的布局、通道的設置、材料的輸送路徑等，以提高生產(chǎn)效率和工作效果。工藝設計環(huán)節(jié)，還需根據(jù)實際要求，選擇合適的設備，精準規(guī)劃工藝流程。依據(jù)既定的工藝流程圖與設備布局方案，進一步確定廠房樓層數(shù)、層高及建筑平面尺寸等。4.2廠房建筑設計方案按照生產(chǎn)過程的特征，將生產(chǎn)車間劃分為清理室、礱谷室、碾米室、成品處理室和副產(chǎn)物處理室。因此，廠房并不要求過高或過多的程序，按照這個方案來決定廠房的面積，廠房的層數(shù)，廠房的高度。工廠其主要的梁柱均為鋼筋砼。按照生產(chǎn)流程及設備配置要求，提升機的機尾安裝在1樓，大米加工工藝過程中的主要設備布置在2樓；料倉安裝在三樓平面，提升機機頭部分則安裝在3樓平臺上。機器擺放密度適中，每層開設雙跑輔助樓梯，樓層式結(jié)構(gòu)是一個合理的選擇。4.3廠房平面設計4.3.1跨度的確定在我國目前的糧食加工廠中，最常見的有單跨和雙跨兩種建筑形式，這取決于車間寬度和設備布局的實際情況?？缍戎饕怯蓹C械裝置占用的空間大小決定的；跨度尺寸的計算應基于最寬樓層的實際情況，需充分考慮設備寬度、人員走道、間隙以及墻體厚度等因素。最后確定廠房為雙跨結(jié)構(gòu)，一個跨寬9000mm，一個胯寬7200mm，總寬度為16200mm（含垮寬）。4.3.2開間的確定糧食工廠車間開間的確定是廠房設計的核心環(huán)節(jié)，直接影響生產(chǎn)效率與空間利用率。設計時需綜合考慮設備規(guī)格、工藝流程及運輸需求等多方面因素。因為機器設備的長寬高、各個洞孔的位置、傳動軸承的位置都與開間和梁間距相關(guān)，所以我們在確定廠房的長度的時候，要思考各個車間內(nèi)的開間安排。根據(jù)工藝需求和建筑規(guī)范，車間開間尺寸通常推薦范圍為3.0至6.0米，并建議以300mm的倍數(shù)進行調(diào)整，以方便施工和管理。因此，廠房開間尺寸確定為5100mm，廠房一共12個開間；廠房的總長度為61200mm。4.3.3門窗布置門窗作為糧倉廠房重要的功能性構(gòu)件，因其使用場景和功能需求的差異，在采光、通風、保溫、防水及防火等性能要求上存在顯著區(qū)別。這些性能參數(shù)的合理設計，直接關(guān)系到廠房內(nèi)部作業(yè)環(huán)境的舒適度與倉儲安全性。?窗戶在廠房中承擔著多重使命，首要功能是引入自然光照，改善室內(nèi)照明條件，同時兼具空氣流通與生產(chǎn)過程觀察的作用，確保廠房內(nèi)部空氣新鮮，便于作業(yè)人員實時掌握生產(chǎn)狀況。大門作為廠房的核心通行設施，不僅是人員、原材料及成品進出的關(guān)鍵通道，還在空間布局中起到區(qū)域分隔與連接的作用，并且同樣具備一定的通風和采光效能。?大門除要考慮到裝備和行人進出之外，還需要注意蟲鼠的門檻防護。主大門采用單開門，寬度為1500mm，高度為3000mm；考慮到物料成品的運輸和更換設備需要搬運，側(cè)門采用外開雙扇門，寬度為1200mm，高度為2400mm；吊物洞為雙開門寬度2000mm，高度4000mm。更衣室、化驗室、工具室采用單開門，寬度為1200mm，高度為2400mm；中控室采用單開門，寬度為1000mm，高度為2400mm；樓梯每一樓層和每間輔助設施開相同的小門，1200mm寬、2100mm高。為了保證室內(nèi)陽光充足，空氣流通，應重視窗的布局，即窗的大小、位置及其與房間平面、剖面、立面上的比例。窗口通常位于開口的中部，這種擺放方式既能保證采光的均勻性，又能方便對設施進行合理的布局，但在某些情況下，還需要與門窗在外墻的設計相配合，讓它們看起來協(xié)調(diào)。窗口通常是矩形的。通過這種方法，可以將窗口上方與地板之間的距離降到最低，從而可以將陽光照射到更深的地方，從而使得整個廠房內(nèi)的照明更加均衡。故設置窗臺高度均為2500mm、窗寬3100mm（窗戶底端離地1200mm）。4.3.4吊物洞的設計在建筑施工過程中，吊物洞的設計對于設備的安裝及維修工作有著極其重要的作用。其尺寸必須大于最長設備的長度。本項目中，最長設備的長度約為3669mm，因此將吊物洞的尺寸設定為4000mm×4000mm，從而確保設備能夠順利通過。同時，為了保障人員的安全，吊物洞周圍設置了高度為1000mm的護欄，有效防止人員跌落的意外事故。4.4廠房剖面設計糧食廠房剖面設計主要圍繞廠房垂直方向展開。根據(jù)生產(chǎn)工藝確定樓層數(shù)量和層高，要為碾米機、提升機等大型設備的安裝、檢修，以及物料垂直運輸預留足夠空間。豎向交通和管道布置也需合理規(guī)劃，避免人員、物料運輸通道與通風、輸送管道相互干擾，保障生產(chǎn)高效進行。此外，通過優(yōu)化窗戶高度和位置，加強采光與通風設計，確保廠房內(nèi)光照均勻、空氣流通，打造良好的作業(yè)環(huán)境。4.4.1車間層數(shù)及高度的確定確定車間的層數(shù)涉及到工廠的規(guī)模、生產(chǎn)工藝流程、垂直運輸設備，地質(zhì)條件，基礎建設投入等諸多影響因素。在節(jié)省土地條件下，工廠可以通過增設建筑樓層，充分發(fā)揮垂直建筑空間的優(yōu)勢，充分發(fā)揮建筑的功能。一般而言，具有較大生產(chǎn)能力和復雜生產(chǎn)過程的廠房，經(jīng)常使用多層樓房[15]。室內(nèi)凈高度的確定需綜合考量多方面技術(shù)與功能需求：首先需以車間內(nèi)最高設備的整體高度（含設備本體及運行所需空間）為基準，疊加操作人員必要的安全操作距離，確保設備運行與人工維護的空間裕度；其次應結(jié)合輸糧管道的自流角度要求，通過合理層高設計保障物料自上而下的順暢流動，避免因坡度不足導致的輸送阻滯；同時需兼顧車間采光與通風需求，通過適宜的凈空高度優(yōu)化自然光線射入與空氣對流效果，營造舒適的工作環(huán)境；由于本設計的規(guī)模屬于中型，不需要過多的樓層數(shù)。實現(xiàn)設備布局的緊湊化、充分利用空間，并滿足工藝設計要求。根據(jù)此要求，最終確定了四層的廠房設計方案。這樣的層數(shù)安排既滿足了空間利用的要求，又適應了中等規(guī)模工廠的生產(chǎn)需求。另外，樓板厚度通常根據(jù)設計要求和結(jié)構(gòu)安全性來確定，一般采用均勻的樓板厚度，為100mm;一樓的樓層高度為4500mm，二樓的樓層高度為5100mm，三樓的樓層高度為5100mm，四樓的樓層高度為5100mm；廠房總高度為19800mm。4.4.2配套設施的設計本次設計中，設計的配套設施有更衣室、中控室、工具室、化驗室、配電室。更衣室放置在大門旁邊，大小為9000mm×2250mm×4500mm。中控室安置在二樓主樓梯旁邊，大小為10200mm×5100mm×5100mm。工具室、化驗室放置在三樓，二者相鄰，尺寸都是9000mm×2250mm×4500mm。配電室放置在四樓，尺寸與中控室一樣為10200mm×5100mm×5100mm。4.5廠房結(jié)構(gòu)設計4.5.1墻與柱墻體設計是一項綜合性工作，需全面考量眾多因素。其在建筑中的位置不同，受力情況也會有顯著差異。例如，外墻不僅要承受上部結(jié)構(gòu)傳來的垂直荷載，還需抵御風、雨、雪等外界環(huán)境產(chǎn)生的水平作用力；而內(nèi)墻主要承擔自身重量，以及因空間分隔所帶來的局部作用力。不同位置墻體的設計重點各不相同，如外墻更側(cè)重于保溫、隔熱、防水及抗風等性能，內(nèi)墻則更關(guān)注隔音、防火以及空間劃分的合理性。此外，墻體材料的選擇也至關(guān)重要，材料的物理性能、力學強度、耐久性等，都會對墻體最終呈現(xiàn)的各項功能產(chǎn)生重大影響。以本次設計中的外墻為例，其被設定為承重墻，厚度精準設置為240mm。從承重角度出發(fā)，240mm厚的墻體足以穩(wěn)穩(wěn)承載上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的各類荷載，為整個建筑的結(jié)構(gòu)安全筑牢根基。從功能層面剖析，在隔音方面，能夠有效阻隔外界嘈雜聲響，為廠房內(nèi)部營造相對靜謐的生產(chǎn)和工作環(huán)境；在保溫隔熱方面，可大幅降低室內(nèi)外熱量的交換速率，助力維持室內(nèi)溫度的相對恒定，減少能源損耗；在防火性能上，也能在一定時間內(nèi)抵御火勢蔓延，為人員疏散和消防救援爭取寶貴時間，達到消防要求。柱體作為建筑物的核心承重構(gòu)件，承擔著將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞至基礎的重任，是保障建筑物安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵要素。在本次設計中，選用鋼筋混凝土柱作為主要承重柱體。鋼筋混凝土柱具有占地面積小、承重能力強的突出特點，能夠高效地支撐起建筑物的重量，確保建筑物在各種工況下都能保持穩(wěn)定，為廠房內(nèi)的生產(chǎn)活動提供堅實可靠的安全支撐。柱體的布置上，本項目將其設置于外墻及跨度中心線位置，尺寸精確設定為360×360mm。柱體的外緣與外墻齊平，并采用凸出設計。這種設計方式，一方面使得柱體與建筑物整體緊密相連，融為一體，結(jié)構(gòu)簡潔且連接穩(wěn)固，極大地提升了承重性能；另一方面，凸出設計有效增強了建筑物的視覺效果，使廠房外觀更加規(guī)整、美觀，為工廠營造出良好的工作環(huán)境氛圍。4.5.2梁柱與柱之間在縱向的水平連系構(gòu)件是為連系梁。它可增強廠房的縱向強度，傳遞風荷載到縱向柱列。我們選擇了矩形截面，其梁高為420mm，梁寬為210mm。這種設計不僅能夠有效地提升廠房的抗風能力，還能保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，為廠房的安全運行提供堅實保障。4.5.3樓梯在建筑設計領域，樓梯作為垂直交通體系的核心構(gòu)成，需滿足兩人并行通行需求，以此降低空間擁擠度，同時保障緊急疏散通道的順暢性。同時在寬度方面應足以容納成年人整個腳掌，通過提供穩(wěn)固支撐面，從根本上提升使用安全性。樓梯的高度需控制在合理范圍之內(nèi)，避免樓梯坡度過于陡峭，從而優(yōu)化人員上下通行的便利性，確保高效抵達上層空間。在具體設計環(huán)節(jié)中，需全面考量防火、防水、耐磨、防滑等多重關(guān)鍵因素，且務必確保踏步尺寸嚴格符合相關(guān)規(guī)范標準。本設計中主、副樓梯均采用雙跑式結(jié)構(gòu)，其中主樓梯寬度2000mm，首層臺階高度150mm、踏步寬度300mm，平臺寬度與樓梯同寬設置為2000mm?？紤]到樓層高度變化，二層及三層臺階高度微增至170mm，踏步寬度相應調(diào)整為280mm，平臺寬度適度拓寬至2280mm以保證通行順暢。所有樓梯扶手高度統(tǒng)一按人體工程學標準設置為900mm，適配成年人使用習慣并滿足安全規(guī)范。副樓梯在寬度尺寸、臺階參數(shù)（含高度、踏步、平臺）及扶手高度等關(guān)鍵指標上與主樓梯完全一致，確保建筑內(nèi)部交通系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性與統(tǒng)一性。該設計通過差異化樓層臺階參數(shù)適配建筑層高變化，同時保持核心構(gòu)造標準統(tǒng)一，既滿足功能使用需求，又通過合規(guī)的安全尺寸（如扶手高度、平臺寬度）與舒適的踏步比例（高寬比控制在1:2~1:2.5區(qū)間），為使用者提供安全便捷的垂直交通體驗。4.6設備布置說明4.6.1設備布置的要求裝置布局設計需遵循系統(tǒng)性原則，從經(jīng)濟性、功能性、安全性多維度構(gòu)建科學方案：?（1）經(jīng)濟高效與流程適配：設備布置須兼顧投資成本控制與生產(chǎn)效率提升，嚴格依照工藝流程順序排列，確保物料流轉(zhuǎn)連續(xù)協(xié)調(diào)，避免迂回損耗；同類或性能相近裝置集中配置，減少待機設備數(shù)量，降低統(tǒng)一管理與運行成本。?（2）操作安全與維護便利：預留充足操作空間、檢修通道及設備維護區(qū)域，保障人員通行與設備拆裝檢修便捷性；扶手、護欄等安全設施配置符合人體工程學，同步考慮起重運輸設備的使用需求，合理分散樓面載荷并減少振動影響。?（3）空間優(yōu)化與布局規(guī)范：設備排列應緊湊有序、整齊美觀，通過縮短設備間管線長度降低阻力與能耗；廠房內(nèi)需規(guī)劃原料、成品及包裝材料的堆放場地，配套運輸通道設計防止固態(tài)物料跨區(qū)搬運，實現(xiàn)空間利用最大化。?（4）安全防護與特殊要求：針對物料特性，在防火、防爆、防毒及噪音控制等方面設置專項防護裝置（如防爆電氣、隔音罩、通風除塵系統(tǒng)），嚴格遵循勞動防護、工廠安全、消防及衛(wèi)生規(guī)范；同時控制設備間距與安裝高度，確保各樓層設備分布均衡，形成緊密協(xié)同的生產(chǎn)整體。?上述布局原則通過系統(tǒng)性規(guī)劃，將設備功能性、操作安全性、空間經(jīng)濟性深度融合，確保生產(chǎn)體系既滿足工藝技術(shù)標準，又符合現(xiàn)代工業(yè)建筑的安全、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展要求。4.6.2設備布置分析在本設計中設備間距只需800mm左右。但是對于碾米機和拋光機，屬于易損耗設備，維修時要更換磨輥，故在設計中保持其設備中心距大于1350mm。振動篩由于需要更換篩面，故而在設計中將其抽篩一方距提升機的距離稍放大。此外，提升機的底座被巧妙地安置在設備平臺下方，即地面層，這一策略既節(jié)省了空間，又增強了設備的穩(wěn)定性。除塵設備由于灰塵較大，在設計中集中布置，并設置隔墻，將其隔開。放置在主車間后段靠近清理設備的一側(cè)。實際上，為了進一步優(yōu)化可用空間，我們最終選擇了超過1500mm的間距。4.6.3設備布置的步驟與方法二樓的車間內(nèi)布置大米加工的主要設備，因此為了操作的方便和整體的視覺美觀這兩個方面的目的，在這兩層車間內(nèi)對設備進行擺放前應先設立主操作走道，主操作通道的寬度設定至少為1000mm，因設備實際擺放位置而調(diào)整。三樓主要放置一些倉，如緩沖倉，毛谷倉等，擺放時也是盡量呈線性。四樓主要布置風網(wǎng)所需設備。車間內(nèi)所有的設備都應盡可能布置成線性，這樣有助于設備的整體美觀。在設備的擺放過程中，應盡量將設備的出料端，主操面布置在主走道的一端，并且呈一條直線狀，這樣能夠較好的方便車間檢測人員及時的對各個設備的出料情況進行檢測與分析，確保設備的正常運轉(zhuǎn)。4.6.4設備布置安全距離設備與設備及與墻的安全距離用表格形式見表2。表2設備的安全距離序號項目凈空距離/mm1同類型設備四周400-6002不同類型設備四周600-8003礱谷機四周8004米機中心距13505提升機離樓頂1506提升機離墻150-2007皮帶輸送機離墻8008往復運動機械的運動部件離墻不小于15009回轉(zhuǎn)機械離墻800-100010主操作道1800（注：考慮到我們建筑形式為樓房式，且開間設計較寬，所以其中的一些距離要求可以適當?shù)脑龃螅贾眠^程中也應根據(jù)相關(guān)要求和實際情況靈活的稍加調(diào)節(jié)。）5物料輸送工藝設計物料輸送方案是工廠生產(chǎn)流程的重要組成部分，直接影響著生產(chǎn)效率、安全性和成本控制。合理的物料輸送系統(tǒng)能夠確保物料在各工序之間順利、高效地流動，提高生產(chǎn)效率，減少物料損耗，并降低生產(chǎn)成本。原料通過卸糧坑和斗式提升機進入加工流程，斗式提升機利用垂直提升的方式將原料從低層輸送到高層，方便后續(xù)加工操作。毛谷倉二層設置卸料口，通過溜管與提升機相連，實現(xiàn)連續(xù)輸送。溜管采用重力輸送方式，無需額外動力，利用物料自身的重力進行輸送，節(jié)約能源，提高效率。凈谷、凈糙以及白米均采用斗式提升機輸送至后續(xù)工序，確保物料在不同工序之間高效傳遞，保證生產(chǎn)流程的順暢。涼米倉采用埋刮板輸送機，適應大體積長距離輸送需求，方便將涼米從涼米倉輸送至包裝區(qū)或其他倉庫。成品米經(jīng)稱重后，垂直輸送入庫，方便倉庫管理和出庫操作。糧食輸送機械的功能價值至關(guān)重要，它不僅能夠?qū)⑸a(chǎn)流程里的各個工段緊密相連，構(gòu)建起一條完整、流暢的流水線，還能在物料運輸過程中，同步執(zhí)行諸如攪拌、篩分、干燥、裝卸、堆碼等其他工藝操作。并且，通過與各類控制手段協(xié)同配合，可實現(xiàn)對物料流動的有效把控，達成對整體生產(chǎn)流程的精準掌控。從社會角度來說，高效的運輸設備還可以節(jié)約能量，降低環(huán)境質(zhì)量。推動工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展和社會的進步[12]。5.1輸送設計及設備選型5.1.1斗式提升機斗式提升機作為一種高效、安全且環(huán)境友好的垂直運輸裝置，主要由傳動機構(gòu)、料斗、牽引機構(gòu)、外殼、尾輪、拉緊機構(gòu)、引導機構(gòu)、喂料口及拋料口等部件構(gòu)成。其核心特性包括：采用創(chuàng)新進料方式，有效減少返料與挖掘現(xiàn)象，提升物料輸送效率并降低無用能耗；通過技術(shù)優(yōu)化降低部件破損率，顯著延長設備使用壽命；豎向運輸設計使其占地面積小，可有效節(jié)約場地并降低租地成本；操作程序簡便，易于上手，日常僅需常規(guī)保養(yǎng)維護。綜上所述，斗式提升機憑借高效、耐用、占地少且易操作的綜合優(yōu)勢，成為垂直輸送領域的理想設備選擇。綜上所述，斗式提升機是一種效率高，耐用，占地少且操作簡單的垂直輸送設備。根據(jù)工藝段設計需要，本設計總共需要選用21臺斗式提升機。根據(jù)計算所得流量，選用SEC10S型斗式提升機，提升機性能穩(wěn)定且輸送量可達30t/h。參數(shù)如下：表3SEC10S型斗式提升機設備主要技術(shù)參數(shù)皮帶寬（m）輸送量（t/h）功率（kw）轉(zhuǎn)速（m/min）機長（mm）300302.2-5.530600-160005.1.2溜管在糧食加工廠車間內(nèi)部，物料的流動大多借助重力下落的方式來實現(xiàn)，這就使得溜管成為物料運送的關(guān)鍵介質(zhì)，在整個生產(chǎn)流程中發(fā)揮著極為重要的作用。在糧食工廠里，不管是運送原糧，還是搬運半成品與成品，都盡可能優(yōu)先采用自溜管輸送模式。這是因為自溜管輸送具備無需額外動力、占地空間小、管道密封性好能有效防止粉塵外逸以及操作簡便等諸多優(yōu)勢。米廠物料多為顆粒物料，物料以垂直或傾斜的角度從一種設備到達另外一種設備時，無需動力，故統(tǒng)一都采用溜管輸送[17]。溜管的截面形狀定為圓形，主流物料清理車間采用直徑為240mm，出石口采用直徑70mm，凈糧口的直徑為160mm，碾米及后處理車間米出口的直徑為150mm，副產(chǎn)品出口的直徑也是150mm，碎米出口的直徑為120mm。本次設計選用了有機玻璃圓溜管。有機玻璃圓溜管具有良好的可視性，方便操作人員實時觀察物料在管內(nèi)的流動情況，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的堵塞等問題；其材質(zhì)相對光滑，能在一定程度上減少物料與管壁之間的摩擦力，促進物料順暢下滑。玻璃厚度定位3mm，并確保溜管的角度不小于最小溜管角度，對于需要緩沖的物料，若溜管角度過大，還應增加緩沖裝置。表4溜管最小角度物料名稱最小溜管角度/°稻谷32-33糙米25-30白米36-39米糠43-47谷殼45-556其他設計本次畢業(yè)設計為小組設計，由小組三人合力完成，我主要負責建筑結(jié)構(gòu)及物料輸送工藝設計