多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)廠房建筑大規(guī)模出現(xiàn)，單層工業(yè)廠房漸漸被有著諸多的優(yōu)點(diǎn)的多層工業(yè)廠房取代，多層工業(yè)廠房成為了廠房設(shè)計(jì)的首選。因此，要做好多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的平衡點(diǎn)。本文對多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)體系；多層工業(yè)廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) <

2、;/p><p>　　一、多層工業(yè)廠房三個主要的結(jié)構(gòu)體系 </p><p>　　現(xiàn)在常用的支撐體系、純框架體系、鋼架加支撐的混合體是多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的三種主要體系。 </p><p>　　1、支撐體系也是框架體系，剛接框架是其橫向設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，柱間支撐為這個框架體系的縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抵抗著水平負(fù)荷的載重?？v向較長、橫向較短的廠房適用這種體系，因?yàn)樗鄬碚f是比較的經(jīng)濟(jì)，而柱間支

3、撐影響著我們廠房的使用情況則是它的缺點(diǎn)。 </p><p>　　2、是純框架的體系，相比我們的框架體系，純框架體系設(shè)置的最特別之處是它中間是沒有柱間支撐的，鋼接框架在縱向和橫向都被采用。把廠房縱橫兩個方向都設(shè)計(jì)成剛接框架，不設(shè)置柱間支撐。其優(yōu)點(diǎn)是使用空間不受影響，缺點(diǎn)是柱不宜采用工字型柱，而要采用兩個方向慣性矩差別不大的截面形式（如箱形柱），這樣就導(dǎo)致用鋼量有所增加。 </p><p>　

4、　3、鋼架加支撐的混合體系，在橫向設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上，它的框架體系與剛接框架是一樣，而在縱向設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上，它則是由鋼架和支撐混合構(gòu)成的的形式 它的抵抗水平力是由鋼架和支撐兩者共同形成的?？v向彎矩被縮短能夠突出它的優(yōu)點(diǎn)，要求過大的樓面剛度是它的缺點(diǎn)，變形樓面、柱間的不協(xié)調(diào)都是由于剛度不足導(dǎo)致的，剛度不足就很難有效的發(fā)揮支撐效果。 </p><p>　　二、多層工業(yè)廠房的基本特征 </p><p>　　

5、1、平面結(jié)構(gòu)布置和柱網(wǎng)布置 </p><p>　　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。同時廠房內(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。 </p><p>　　2、豎向結(jié)構(gòu)布置和層高 </p&

6、gt;<p>　　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)錯層、夾層，樓板開大洞，這使得樓板無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。 </p><p>　　3、各種類型的荷載 </p><p>　　工業(yè)廠房的集中荷載主要包括設(shè)備自重，有時還需要考慮設(shè)備的震動擾

7、力，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行動力計(jì)算。懸掛荷載主要包括管道荷載，吊車荷載，有時管道還產(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。 </p><p>　　4、樓面及基礎(chǔ)形式 </p><p>　　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。 </p

8、><p>　　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。 </p><p><b>　　5、輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　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

9、有利于減輕結(jié)構(gòu)自重，減少地震反應(yīng)。 </p><p>　　三、多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　多層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要遵循幾點(diǎn)原則：第一要使柱網(wǎng)的位置對稱均勻；第二使房屋的剛度中心和質(zhì)量中心盡量相近，這樣可以減少屋子空間扭轉(zhuǎn)作用；第三是結(jié)構(gòu)盡量簡捷、規(guī)則。這樣做的目的都是為了避免出現(xiàn)應(yīng)力集中和變形突變的凹角和收縮，避免豎向變化過多的外挑和內(nèi)收，要求沿豎向的剛度不發(fā)生突變或者

10、少突變的情況出現(xiàn)。一般多層廠房的結(jié)構(gòu)都是采用的框架結(jié)構(gòu)，有的也采用框剪結(jié)構(gòu)（比方說層數(shù)比較多或者工藝條件許可的情況下可以采用），多層廠房在一般情況下來說都需要較大的空間。 </p><p>　　1、控制橫向框架與縱向框架的周期 </p><p>　　多層廠房的特點(diǎn)是跨度大，所以一定要注意控制橫向框架與縱向框架的周期。因?yàn)闄M向跨度大，柱子少，而縱向柱間距離比較小，柱子多，所以一般情況下采取橫

11、向控制，使縱橫方向的抗震能力能基本上相同。 </p><p>　　2、電梯間的位置一定要布置合理 </p><p>　　為了更加適應(yīng)貨物設(shè)備等運(yùn)輸方便，多層廠房一般都要設(shè)置電梯的位置，在設(shè)計(jì)的過程中要考慮到電梯井筒對建筑物的偏心影響，因?yàn)殇摻罨炷岭娞菥矂偠群艽螅谠O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)位置布置中要盡量避免井筒放在建筑物的角部和端部這兩個地方，萬一遇到工藝需要布置在這樣的位置時，那對其周期的樓板和框架

12、要采取加強(qiáng)的措施。 </p><p>　　3、地震區(qū)的多層廠房宜少或不設(shè)防震 </p><p>　　地震區(qū)房屋的伸縮縫是合一的，當(dāng)房屋較長時，宜采取下列一些構(gòu)造措施和施工措施以少設(shè)伸縮縫及防震縫；施工中，每隔40m設(shè)置一道，800mm――1400mm寬的后澆帶，后澆帶的位置設(shè)在結(jié)構(gòu)受力影響最小的區(qū)段；在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內(nèi)縱墻端開間的墻體等部位，適當(dāng)提高配筋率；加厚屋面隔熱保

13、溫層或設(shè)置架空層形成通風(fēng)屋面。 </p><p>　　4、支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　對于鋼結(jié)構(gòu)的廠房來說，通常為了確保廠房整體剛度，控制廠房位移，以及明確地傳遞縱向水平力，同時還要考慮到廠房中設(shè)備運(yùn)行對鋼結(jié)構(gòu)的影響，必須結(jié)合廠房高度、跨度、溫度區(qū)段的長度等具體情況來設(shè)置支撐系統(tǒng)。鋼結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)目前主要有屋蓋支撐和柱間支撐。 </p><p>　?。?）

14、柱間支撐系統(tǒng) </p><p>　　廠房設(shè)計(jì)過程中必須要在每一溫度區(qū)段內(nèi)設(shè)置柱間支撐系統(tǒng)，同時也要充分考慮到屋蓋橫向水平支撐的協(xié)同工作問題。由于下柱支撐的位置是決定鋼結(jié)構(gòu)縱向變形的主要因素，同時還會影響到溫度應(yīng)力的大小，因而當(dāng)廠房長度較長時不宜將柱間支撐設(shè)置在縱向端頭跨內(nèi)，否則吊車梁等縱向機(jī)構(gòu)不能夠隨著環(huán)境溫度變化向溫度區(qū)段的兩端伸縮。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，當(dāng)7度廠房單元長度大于120m（采用輕型圍護(hù)材

15、料時為150m）、8度和9度廠房單元大于90m（采用輕型圍護(hù)材料時為120m）時，應(yīng)在廠房單元1/3區(qū)段內(nèi)各布置一道下柱支撐。為了提升廠房結(jié)構(gòu)上部的縱向剛度，以及傳遞縱向地震作用和山墻的風(fēng)力，還應(yīng)該在溫度區(qū)段的兩端柱間設(shè)計(jì)上柱支撐。 </p><p>　　（2）屋蓋支撐系統(tǒng) </p><p>　　屋蓋支撐系統(tǒng)通常是由垂直支撐、縱向支撐、橫向支撐以及系桿組成。屋蓋支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合廠房的

16、高度、柱網(wǎng)布置、廠房跨度、屋蓋結(jié)構(gòu)形式以及廠房內(nèi)設(shè)備的振動情況進(jìn)行綜合考慮。此外，屋面支撐系統(tǒng)的布置，還應(yīng)根據(jù)柱間支撐的位置總體考慮，使屋面支撐與柱間支撐形成簡潔的傳力路徑，并形成有效的提高廠房剛度的措施。如果廠房內(nèi)有大型振動設(shè)備的廠房，其屋蓋還應(yīng)該設(shè)置縱向水平支撐。 </p><p>　　結(jié)束語：做好多層工業(yè)廠房的關(guān)鍵是清晰明了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的溝通，避免施工過程中產(chǎn)生困難，同時，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程

17、中要更加的反復(fù)驗(yàn)算，調(diào)整梁柱界面，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 黃云葉.多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題及解決方法探討[J].城市建設(shè)理論研究.2012（20）. </p><p>　　[2] 劉蕓.多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的若干探析[J]. 中華居民. 2012（10）：37―3