多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之我見(jiàn)

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1、多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之我見(jiàn)　　摘要：本文介紹了多層工業(yè)廠房的特點(diǎn)，提出了多層工業(yè)廠房的計(jì)算與設(shè)計(jì)要求，分析了多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題，指出了結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要性。　　關(guān)鍵詞：多層工業(yè)廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)在全球領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的角色。工業(yè)生產(chǎn)也隨之不斷的改進(jìn)提升，工藝流程布局的復(fù)雜化，對(duì)于以前生產(chǎn)功能單一，建筑布局簡(jiǎn)單的工業(yè)廠房是一次革命性的改變；與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)的推廣普及，結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的集成化、簡(jiǎn)明化，解決了復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)計(jì)算問(wèn)題。從而應(yīng)運(yùn)而生了大跨度、大空間、建筑布局復(fù)雜的多層甚至高層生產(chǎn)性工業(yè)建筑，在這樣的高速發(fā)展的背景下，

2、建筑結(jié)構(gòu)布局及設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選用，就在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占到了舉足輕重的位置。　　1多層工業(yè)廠房的特點(diǎn)　　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(kāi)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?！　∝Q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(kāi)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，

3、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?！　「鞣N類(lèi)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(chē)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?！　敲婕盎A(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(kāi)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

4、采用灌注樁，直接作用在堅(jiān)硬的土層上面?！　≥p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)?！　?多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)體系　　框―排架結(jié)構(gòu)體系此種結(jié)構(gòu)體系廠房橫向?yàn)閯偨涌蚣芙Y(jié)構(gòu)，縱向?yàn)榕偶芙Y(jié)構(gòu)，縱向設(shè)置柱間支撐抵抗水平荷載。這種結(jié)構(gòu)形式的廠房橫向較短，縱向較長(zhǎng)，并采用設(shè)置結(jié)構(gòu)縫的方式，增大廠房的縱向長(zhǎng)度，但柱間支撐可能會(huì)對(duì)工藝的布置造成影響?！　〖兛蚣荏w系　　把廠房縱橫向兩個(gè)方向都設(shè)計(jì)成剛接框架，不設(shè)置柱間支撐。這種結(jié)構(gòu)形式的使用空間不受影響，但柱子在兩個(gè)方向的截面慣性矩

5、要求基本相同，增大了鋼材用量?！　′摷芗又蔚幕旌象w系　　鋼架加支撐的混合體系不同于第一種形式，它將縱向設(shè)計(jì)成鋼架和支撐混合的形式，憑借混合支撐來(lái)抵御水平力。這種形式能避免柱的縱向彎矩，但樓面的剛度必須符合設(shè)計(jì)要求，否側(cè)柱子間會(huì)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的變形，柱子的支撐的作用也會(huì)受到影響。　　3多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題　　多層工業(yè)建筑和多高層民用建筑之間的結(jié)構(gòu)形式、荷載都各有其特點(diǎn)，它的跨度大，層高高，樓板較厚，內(nèi)隔墻少，存在吊車(chē)荷載，在使用軟件進(jìn)行空間分析時(shí)，有些問(wèn)題需加以注意?！　∑矫妗⒇Q向布置規(guī)則，避免突變　　多層工業(yè)廠房因?yàn)楣に嚥贾玫囊?，空間的跨度較大，一般都采用框架式的結(jié)構(gòu)體系

6、。結(jié)構(gòu)的安排最好使柱網(wǎng)均勻、對(duì)稱(chēng)，為減小房屋的空間扭轉(zhuǎn)作用，房屋的剛度中心應(yīng)該近似于質(zhì)量中心。結(jié)構(gòu)體系盡量規(guī)則、簡(jiǎn)捷，能夠明確傳力。設(shè)置結(jié)構(gòu)體系時(shí)，注意防止變形突變的收縮和凹角、應(yīng)力集中，豎向變化不應(yīng)過(guò)于內(nèi)收或外挑，盡量沿豎向的剛度少突變，甚至不突變?！　『侠聿贾弥蜗到y(tǒng)　　在地震烈度較高，設(shè)備荷載較大時(shí)，為了減少水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，控制結(jié)構(gòu)位移，優(yōu)化柱截面，可以協(xié)調(diào)工藝對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐系統(tǒng)的布置。支撐可以減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度，增加穩(wěn)定性，增強(qiáng)廠房的整體穩(wěn)定性和空間剛度，把一些水平荷載傳遞到柱等主要承重構(gòu)件?！　∫丝刂瓶蚣軝M向與縱向的周期相近　　由于多層廠房跨度、尺寸都不小，柱子不

7、多；但柱距方向尺寸很小，柱子多。正常情況下都采取橫向控制的辦法，使橫向和縱向之間的抗震能力基本持平，不但設(shè)計(jì)科學(xué)、合理，也保證了抗震效果?！　《鄬拥踯?chē)的近似計(jì)算　　多層廠房都設(shè)有多層多臺(tái)吊車(chē)，以目前的技術(shù)，我們無(wú)法通過(guò)計(jì)算軟件對(duì)多層吊車(chē)進(jìn)行計(jì)算，這就要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來(lái)彌補(bǔ)。設(shè)計(jì)中，將一層吊車(chē)作為吊車(chē)荷載輸入，將其余層的吊車(chē)荷載作為活荷載考慮。　　設(shè)置合理的破壞機(jī)制　　地震等地質(zhì)災(zāi)害會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成不同程度的破壞，損失程度的輕重要視破壞程度而定，所以，優(yōu)化破壞次序，