多層工業廠房結構設計問題的若幹探析.doc

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1、多層工業廠房結構設計問題的若幹探析摘要：隨著我國經濟建設不斷發展，對鋼結構重型工業廠房的使用要求越來越高，重型工業廠房在高度、跨度、柱距、平面尺度、吊車噸位等方面有著不斷加大的趨勢。因此，結構的方案設計在整個設計過程中的重要性越來越顯著。為此，本文分析多層廠房結構設計的特點及結構計算中應註意的問題，以做到合理、經濟的最佳結構設計關鍵詞：多層廠房設計結構隨著國民經濟的迅速發展，工業建築要不斷滿足現代大工業生產，工藝不斷更新的要求，過去那種單一功能，單一建築形式已經不適應生產方式改變的需要，聯合車間、靈活車間、工業大廈等多功能廠房應運而生。另外，建設用地的緊張以及

2、工藝流程的需要，越來越多地多層廠房甚至高層廠房出現。多層廠房的特點是跨度大、荷載大、開洞多、有多層吊車，在設計過程中，有些問題值得總結和探討一、多層工業廠房結構設計要點多層廠房因為工藝佈置的要求，一般都需要大空間，結構通常采用框架結構，在層數較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結構。結構佈置的原則是：盡量使柱網對稱均勻佈置，使房屋的剛度中心與質量中心相近，以減小房屋的空間扭轉作用，結構體系要求簡捷、規則、傳力明確。避免出現應力集中和變形突變的凹角和收縮，以及豎向變化過多的外挑和內收，力求沿豎向的剛度不突變或少突變1・控制橫向框架與縱向框架的周期。由於多層廠

3、房跨度方向、尺寸較大，柱子少；而柱距方向尺寸較小，柱子多。一般都是橫向控制，使縱橫向的抗震能力大致相同，不僅有利於抗震,也使設計更為經濟合理2•合理佈置電梯間的位置。多層廠房由於設備、貨物很重，豎向運輸的需要，均要設置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大,應充分考慮電梯井筒對建築物的偏心影響，在結構佈置上盡量避免電梯井筒佈置在建築物的角部和端部。當工藝佈置需要而不可避免時，應對周圍的樓板及框架采取加強措施3•地震區的多層廠房宜少或不設防震縫。地震區房屋的伸縮縫是合一的，當房屋較長時，宜采取下列一些構造措族和族工措施以少設伸縮縫及防震縫；施工中，每隔40m設置一道8

4、00mm—個1400mm寬的後澆帶,後澆帶的位置設在結構受力影響最小的區段；在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內縱墻端開間的墻體等部位，適當提高配筋率；加厚屋面隔熱保溫層或設置架空層形成通風屋面二、常用的結構體系1•框架一支撐體系。即橫向設計成剛接框架，縱向設計成柱一支撐體系，用柱間支撐抵抗水平荷載。這種體系經濟節約，但柱問支撐可能會影響使用。這種形式特別適用於縱向較長，橫向較短的廠房2•純框架體系。把廠房縱橫兩個方向都設計成剛接框架，不設置柱間支撐。其優點是使用空間不受影響，缺點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），使用

5、鋼量增加3•鋼架加支撐的混合體系。這種形式與第一種形式不同之處在把縱向設計成鋼架和支撐混合的型式，靠兩者共同抵抗水平力。這種形式可以有效地減少柱的縱向彎矩，但要求樓面剛度大,否則柱子間的變形不協調，無法充分發揮柱間支撐的作用三、結構設計中應註意的問題1•結構設計與工藝設計的協調。廠房都是為生產服務的，廠房設計中結構專業作為配套專業首先應滿足工藝要求，結構設計也隻能服從於工藝條件。而工藝設計人員在工藝佈置時，經常與結構設計發生矛盾，要開洞的地方是框架梁，設備本來可以沿梁佈置卻佈置在瞭跨中等。所提荷載也經常偏大，有時甚至把設備的荷載作為均佈荷載提出。尤其在方案階段

6、，結構設計人員應多與工藝協調，盡量瞭解工藝佈置，使設計和施工都減少瞭許多不必要的麻煩2•結構計算。隨著計算機軟硬件的迅速發展，解決瞭復雜的結構計算問題，使結構工程師們從繁重的瑣碎的計算工作中解脫出來。他們可以把大量的精力放在結構方案的選擇比較上，合理的確定結構方案及結構佈置，從而提高設計水平及質量，降低工程成本(1)樓面等效荷載的計算。荷載計算是結構計算的條件,荷載取值的準確性直接關系到計算結果的準確性，工藝條件中的荷載問題，如某個工程工藝提出樓面均佈荷載為15kN/m2,而根據工藝的設備佈置和設備的重量，根據規范給出樓面等效荷載的計算方法，計算出的樓面均佈荷

7、載按10kN/m2考慮即可由於多層工業建築與一般多高層民用建築結構形式、樓面活荷載等有許多不同之處，多層工業建築樓面活荷載大於多高層民用建築。有的中小型機床上樓層、柱上、梁上還有吊車荷載，它的跨度柱網一般比民用建築大，層高相對較高，最大特點是整個平面幾乎沒有內隔墻。多層工業建築一般采用現澆鋼筋掘凝土板梁柱結構，板厚比一般民用建築厚，樓板的平面剛度可視為無窮大，電梯貨梯間，如不用剪力墻：整個剛度重心移向剪力墻，而電梯或貨梯一般設在端頭，結構剛度佈局就不合理，所以電梯貨梯間就使用框架填充墻結構(2)節點核心區的抗剪驗算。框架節點的設計應遵循“強柱弱梁更強節點”的原

8、則，一二級抗震等級的節點還應進行受剪承