多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)及探討

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1、多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)及探討　　摘要：目前越來(lái)越多的多層廠房出現(xiàn)，因其施工速度快、自重輕、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)已逐步替代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本文就多層鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了探討。　　關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；廠房；設(shè)計(jì)　　　中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104　　1結(jié)構(gòu)布置　　結(jié)構(gòu)布置是設(shè)計(jì)中比較難的部分，它既要考慮結(jié)構(gòu)整體剛度大小問(wèn)題，又要考慮結(jié)構(gòu)整體剛度均勻問(wèn)題。具體地說(shuō)，也就是柱子主方向的朝向，支撐、剪力墻設(shè)置的位置等。假如不對(duì)結(jié)構(gòu)布置做仔細(xì)的分析工作，整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗力有效性、傳力途徑合理性將得不到充分發(fā)揮，從而使經(jīng)濟(jì)性不佳。建議初算后，調(diào)整結(jié)構(gòu)柱

2、子主方向及支撐、剪力墻位置時(shí)，可以盡量參考結(jié)構(gòu)整體變形圖和幾個(gè)主振型圖的情況。實(shí)際設(shè)計(jì)工作中結(jié)構(gòu)布置與建筑使用功能往往是有沖突的。針對(duì)有沖突的地方，結(jié)構(gòu)布置作出相應(yīng)的調(diào)整，努力做到在滿足建筑使用功能的前提下，讓結(jié)構(gòu)布置趨于最合理?！　≈尾贾谩　≡诟鞣N類型的鋼框架體系中，常規(guī)加設(shè)柱間支撐框架是最好的抵抗水平側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。橫向框架垂直支撐的布置原則是：滿足規(guī)范要求和工藝要求。橫向結(jié)構(gòu)體系采用剛、鉸、撐混合體系，橫向框架榀榀設(shè)撐。為保證空間體系的完整與剛度均勻分布，在局部缺少混凝土樓層處增加樓層水平鋼支撐，以滿足結(jié)構(gòu)水平作用的合理傳遞?！　〗Y(jié)構(gòu)計(jì)算　　梁、柱的截面

3、初選時(shí)，要考慮構(gòu)造要求，不宜為了一味追求用鋼指標(biāo)而采用把梁、柱截面高度加大、腹板厚度變薄、翼緣寬度變窄、厚度變薄等措施。如果這樣做后，將產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。首先，這將使梁、柱自身的整體穩(wěn)定性不宜保證。其次，使得運(yùn)輸、施工中都難以保證構(gòu)件不發(fā)生翹曲變形。結(jié)構(gòu)分析中一定要注意結(jié)構(gòu)分別在風(fēng)荷載作用下、地震作用下的層間位移、頂點(diǎn)位移、自振周期。設(shè)計(jì)中常常不重視結(jié)構(gòu)的自振周期，有時(shí)結(jié)構(gòu)的層間位移、頂點(diǎn)位移都滿足規(guī)范要求，但自振周期卻比較長(zhǎng)，這對(duì)于建筑物抗震是十分不利的。當(dāng)建筑物遇到主要為低頻的地震波時(shí)，地震波對(duì)這種周期長(zhǎng)、高柔的建筑影響很大?！　?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題　　樓面

4、等效荷載的計(jì)算工業(yè)建筑與一般多高層民用建筑結(jié)構(gòu)形式、樓面活荷載等有許多不同之處,工業(yè)建筑樓面活荷載一般大于多高層民用建筑。有的中小型機(jī)床上樓層、柱上、梁上還有吊車荷載,它的跨度柱網(wǎng)一般比民用建筑大,層高相對(duì)較高,最大特點(diǎn)是整個(gè)平面幾乎沒(méi)有內(nèi)隔墻。工業(yè)建筑一般采用現(xiàn)澆鋼筋掘凝土板梁柱結(jié)構(gòu),板厚比一般民用建筑厚,樓板的平面剛度可視為無(wú)窮大,電梯貨梯間,如不用剪力墻:整個(gè)剛度重心移向剪力墻,而電梯或貨梯一般設(shè)在端頭,結(jié)構(gòu)剛度布局就不合理,所以電梯貨梯間就使用框架填充墻結(jié)構(gòu)?！　」?jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪驗(yàn)算框架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“強(qiáng)柱弱梁更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的原則,一二級(jí)抗震等級(jí)的節(jié)點(diǎn)還應(yīng)

5、進(jìn)行受剪承載力計(jì)算。由于多層廠房的梁柱中心線往往不能重合,加之柱的截面比較大,節(jié)點(diǎn)偏心也比較大,對(duì)柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的構(gòu)造和受力都有較大的不利影響。因此,大跨度、大空間、大荷載的多層廠房的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪驗(yàn)算顯得更為重要?！　∨c電梯井筒相連框架的考慮過(guò)去電梯井設(shè)計(jì)按純框架計(jì)算,電梯井壁按構(gòu)造配筋,偏低不安全；框架部分應(yīng)按壁式框架計(jì)算出的數(shù)值進(jìn)行配筋,電梯井壁則應(yīng)按剪力墻配筋。　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)　　廠房都是為生產(chǎn)服務(wù)的,廠房設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)專業(yè)作為配套專業(yè)首先應(yīng)滿足工藝要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也只能服從于工藝條件。而工藝設(shè)計(jì)人員在工藝布置時(shí),經(jīng)常與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)生矛盾,要開(kāi)洞的地

6、方是框架梁,設(shè)備本來(lái)可以沿梁布置卻布置在了跨中等。所提荷載也經(jīng)常偏大,有時(shí)甚至把設(shè)備的荷載作為均布荷載提出。尤其在方案設(shè)計(jì)階段,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與工藝協(xié)調(diào),盡量了解工藝布置,使設(shè)計(jì)和施工都減少了許多不必要的麻煩?！　?工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)多層廠房因?yàn)楣に嚥贾玫囊?一般都需要大空間,結(jié)構(gòu)通常采用框架結(jié)構(gòu),在層數(shù)較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)布置的原則是:盡量使柱網(wǎng)對(duì)稱均勻布置,使房屋的剛度中心與質(zhì)量中心相近,以減小房屋的空間扭轉(zhuǎn)作用,結(jié)構(gòu)體系要求簡(jiǎn)捷、規(guī)則、傳力明確。避免出現(xiàn)應(yīng)力集中和變形突變的凹角和收縮,以及豎向變化過(guò)多的外挑和內(nèi)收,力求沿

7、豎向的剛度不突變或少突變。地震區(qū)的廠房宜少設(shè)或不設(shè)防震縫　　地震區(qū)房屋的伸縮縫是合一的,當(dāng)房屋較長(zhǎng)時(shí),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一個(gè)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(kāi)間的墻體等部位,適當(dāng)提高配筋率;加厚屋面隔熱保溫層或設(shè)置架空層形成通風(fēng)屋面。合理布置電梯間的位置　　多層廠房由于設(shè)備、貨物很重,豎向運(yùn)輸?shù)男枰?均要設(shè)置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大,應(yīng)充分考慮電梯井筒對(duì)建筑物的偏心影響,在結(jié)構(gòu)布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物

8、的角部和端部?？刂茩M向框