對(duì)多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析

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1、對(duì)多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析【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)?！娟P(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)：6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。框架-支撐體系非常適用于橫向較短、縱向較長的

2、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

3、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(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，

4、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。64、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

5、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

6、橫向框架與縱向框架的周期，6一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，在施工過程中

7、，每相隔40m設(shè)置一道長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，所以在施工過程中應(yīng)該合理提高配筋率，與此同時(shí)還可以通過設(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)