【摘要】做好多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于：概念應(yīng)清楚，結(jié)構(gòu)選型應(yīng)做到合理；設(shè)計(jì)應(yīng)與施工相結(jié)合，避免施工困難；結(jié)構(gòu)計(jì)算要準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)中應(yīng)反復(fù)試算，調(diào)整截面，以達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的平衡點(diǎn)。本文介紹了多層工業(yè)廠房的基本特征，分析研究了多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 

　　【關(guān)鍵詞】多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 

　　多層工業(yè)廠房常用的結(jié)構(gòu)體系主要有框架一體支撐體系、純框架體系、鋼架加支撐的混合體系。在框架一體支撐體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,通常將縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為柱-支撐體系,將橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為鋼接框架,利用柱間支撐承受水平荷載�？蚣�-支撐體系非常適用于橫向較短、縱向較長(zhǎng)的廠房,這種結(jié)構(gòu)體系相對(duì)比較經(jīng)濟(jì),它的缺點(diǎn)是柱間支撐將會(huì)影響廠房的使用。其次,純框架體系沒(méi)有設(shè)置柱間支撐,將縱橫兩個(gè)方向的結(jié)構(gòu)均設(shè)計(jì)為剛接框架。它的優(yōu)點(diǎn)是不影響廠房的使用空間;缺點(diǎn)是不能選用工字型柱,須要使用在縱橫兩個(gè)方向上沒(méi)有較大的慣性矩差別的截面形式,從而導(dǎo)致用鋼量大大增加。最后,鋼架加支撐的混合體系和框架一體支撐體系、純框架體系的不同點(diǎn)是它將縱向設(shè)計(jì)為支撐與鋼架混合的型式,依靠支撐與鋼架共同承受水平力。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠顯著縮短柱的縱向彎矩,缺點(diǎn)是樓面剛度的要求過(guò)大,如果樓面剛度不足,就會(huì)導(dǎo)致柱間的不協(xié)調(diào)、變形,難以有效發(fā)揮柱間的支撐作用。 

　　一、多層工業(yè)廠房的基本特征 

　　1、平面結(jié)構(gòu)布置和柱網(wǎng)布置多層工業(yè)廠房在平面布置中，通常為了滿足工藝要求，使結(jié)構(gòu)布局不規(guī)整，柱網(wǎng)不規(guī)則，布梁不整齊，甚至有工藝要求在主受力構(gòu)件上開孔的現(xiàn)象。同時(shí)廠房?jī)?nèi)部一般空間較大，柱距多為6~12m，局部有抽柱設(shè)計(jì)的，柱距會(huì)增大到18m 以上。這使得結(jié)構(gòu)傳力復(fù)雜，受力不明確，設(shè)計(jì)中容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。 

　　2、豎向結(jié)構(gòu)布置和層高多層工業(yè)廠房的層高較大，能達(dá)到4~8m，且豎向布置經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)層、夾層，樓板開大洞，這使得樓板無(wú)法提供足夠的平面內(nèi)剛度，結(jié)構(gòu)有效質(zhì)量沿豎向分布不均勻。在地震作用下，結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生“短柱效應(yīng)”，使得局部柱段水平剪力成為截面設(shè)計(jì)的控制因素。 

　　3、各種類型的荷載工業(yè)廠房的集中荷載主要包括設(shè)備自重，有時(shí)還需要考慮設(shè)備的震動(dòng)擾力，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算。懸掛荷載主要包括管道荷載，吊車荷載，有時(shí)管道還產(chǎn)生水平荷載及彎矩。板面荷載主要根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，在不同的生產(chǎn)樓地面有不同的活荷載取值，但這種活荷載一般均大于民用建筑中的活荷載。 

　　4、樓面及基礎(chǔ)形式工業(yè)廠房樓面一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面，但由于工藝所提設(shè)備荷載要求，樓板或出現(xiàn)開洞，或出現(xiàn)局部厚度變化。廠房的基礎(chǔ)形式多采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱下條形基礎(chǔ)，若地基承載力低，可采用灰土擠密樁、砂樁等方法處理，亦可采用灌注樁，直接作用在堅(jiān)硬的土層上面。 

　　5、輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般不作為承重體系，通常采用輕質(zhì)材料，屋蓋結(jié)構(gòu)多采用鋼桁架檁條體系加鋪輕質(zhì)保溫層。此種輕型圍護(hù)材料有利于減輕結(jié)構(gòu)自重，減少地震反應(yīng)。 

　　二、多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

　　1、設(shè)計(jì)要點(diǎn) 

　　為了保證多層工業(yè)廠房的空間足夠大，多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)通常采用上文提到的第一種即框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)然如果條件允許的話也可以采用框剪結(jié)構(gòu)。多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則是：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔；柱網(wǎng)對(duì)稱均勻；傳力明確；設(shè)計(jì)規(guī)則。這樣可以很大程度上減少工業(yè)廠房的空間扭轉(zhuǎn)作用，避免應(yīng)力集中和變形突變的凹角和收縮等情況的出現(xiàn)。因此在多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： 

　�。�1）橫向控制。眾所周知，多層工業(yè)廠房的空間跨度大，尺寸大、柱子少；但是柱距方向尺寸較小， 柱子多。因此在多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意控制橫向框架與縱向框架的周期， 一般情況下我們是采用控制橫向框架的，從而使縱橫向的抗震能力實(shí)現(xiàn)同步，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以在一定程度上抵御自然災(zāi)害例如地震，也可以使設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的費(fèi)用相對(duì)較少。 

　�。�2）電梯的位置。由于工業(yè)貨物的運(yùn)輸量大且重，所以電梯在工業(yè)廠房中的應(yīng)用很普遍。多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該避免將電梯井筒布置在工業(yè)廠房的角部和端部， 同時(shí)還應(yīng)對(duì)周圍的樓板及框架進(jìn)行保護(hù)和加固等，充分考慮電梯井筒對(duì)工業(yè)廠房的偏心影響，合理布置電梯的位置。 

　�。�3）伸縮縫、防震縫宜少。處在地震區(qū)的多層工業(yè)廠房應(yīng)該少設(shè)置防震縫。當(dāng)房屋較長(zhǎng)時(shí)，在施工措施和構(gòu)造措施等措施方面應(yīng)以少設(shè)伸縮縫及防震縫為主，其中，在施工過(guò)程中，每相隔40m 設(shè)置一道長(zhǎng)1400m 寬800m 的后澆帶，此外，后澆帶當(dāng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力影響相對(duì)不大的地方，還有，由于頂層、底層等部位受溫度的影響較大，所以在施工過(guò)程中應(yīng)該合理提高配筋率，與此同時(shí)還可以通過(guò)設(shè)置架空層和加厚多層工業(yè)廠房隔熱保溫層兩種方式加強(qiáng)多層工業(yè)廠房的空氣流通，形成良好的通風(fēng)效果。 

　�。�4）協(xié)調(diào)。工藝布置應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。多層工業(yè)廠房是為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的， 因此在設(shè)計(jì)工業(yè)廠房時(shí)要與多層工業(yè)廠房的工藝設(shè)計(jì)人員相協(xié)商，盡量了解工藝布置，為設(shè)計(jì)和施工都省下了不少麻煩。主要需要協(xié)商的有：設(shè)備的布置、所提荷載的多少、開洞的地方...... 

　　2、結(jié)構(gòu)計(jì)算 

　　盡管多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程多由計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行，但是在在計(jì)算過(guò)程中還是有一些問(wèn)題需要特別留心的。 

　�。�1）多層工業(yè)廠房等效荷載的計(jì)算 

　　多層工業(yè)廠房等效荷載計(jì)算的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到最終計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)度，因此多層工業(yè)廠房等效荷載的計(jì)算是很重要的。 

　　（2）柱子的長(zhǎng)度計(jì)算。據(jù)現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)，一般的工業(yè)廠房都有吊車的，計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件將牛腿作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)輸入， 在計(jì)算時(shí)將牛腿以下作為一層，相應(yīng)的會(huì)將牛腿以上的部分（到工業(yè)廠房的樓頂）作為另一層，這樣計(jì)算的結(jié)果就和實(shí)際的需求不相符合，而且這樣計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是不安全的，所以我們?cè)诙鄬庸�業(yè)廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中必須要對(duì)柱子的長(zhǎng)度進(jìn)行干預(yù)、調(diào)整，以達(dá)到安全、合理的狀態(tài)。 

　�。�3）自然災(zāi)害的預(yù)計(jì)。隨著氣候等自然天氣的日益變化，地震等自然災(zāi)害的發(fā)生頻率日趨增加，所以對(duì)地震災(zāi)害的預(yù)防顯得尤為重要，因此在多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中需要對(duì)裂縫寬度的進(jìn)行驗(yàn)算。做到抗震設(shè)計(jì)的三原則：小震不壞，中震可修，大震不倒。在多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，萬(wàn)萬(wàn)不可貪圖一時(shí)利益，而追悔后世，建造成豆腐渣工程，要切實(shí)實(shí)現(xiàn)高瞻遠(yuǎn)矚、有預(yù)見性的多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 

　�。�4）與電梯井筒相連的框架。與電梯井筒相連的框架如果單純的按純框架設(shè)計(jì)、電梯井壁按構(gòu)造配筋的話會(huì)顯得很不安全，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中與電梯井筒相連的框架應(yīng)該采取按壁式框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)電梯井壁則應(yīng)按剪力墻配筋以增加其安全度，實(shí)現(xiàn)安全施工、安全生產(chǎn)。 

　�。�5）多層吊車。在多層吊車的計(jì)算過(guò)程中，對(duì)一層應(yīng)該采取吊車荷載輸入，其余的多層應(yīng)該采取活荷載輸入。 

　　總而言之,在進(jìn)行多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的結(jié)構(gòu)體系,進(jìn)行準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)計(jì)算,不斷調(diào)整截面,從而設(shè)計(jì)出符合工藝要求的多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)。 

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