摘要：随着我国工业的快速发展，工业厂房的需要越来越大，多层工业厂房逐渐普及。本文首先了多层工业厂房结构设计中的关键点，然后对多层工业厂房中的结构确定进行阐述，最后分析结构设计的改进措施。
关键词：多层工业厂房，结构设计，关键点，措施。
中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：
一、多层工业厂房结构设计中的关键点
由于工艺布置要求,多层厂房通常需要较大的空间,厂房结构多选用框架结构。在工艺条件许可、厂房层数较多时,也可以选用框剪结构。厂房结构设计的原则为:保证柱网均匀、对称分布,厂房的质量中心和刚度中心应当相近,尽量降低厂房空间的扭转作用;厂房结构应当传力明确、规则,尽量避免变形突变的收缩和凹角、竖向变化的内收和外挑等情况的出现,争取沿竖向的刚度少突变。在具体的厂房结构设计中,应当着重把握以下几点:第一,控制纵向框架和横向框架的周期。因为多层厂房尺寸较大的跨度方向的柱子相对较少,尺寸较小的柱距方向的柱子相对较多,所以通常采用横向控制,以保证纵横两个方向有着大致相同的抗震能力。第二,电梯间的位置应当合理设置。因为多层厂房的货物、设备很重,为了方便竖向运输,需要设置电梯。地体井筒是钢筋混凝土结构,具有很大的刚度,所以,在布置电梯间时,应尽量避免布置在厂房的端部或角部。如果因实际需要必须布置在厂房的端部或角部时,应当对电梯井筒周围的框架和楼板进行必要的加强措施。
二、多层工业厂房的结构布置
2.1结构体系。为满足工艺流程及设备布置要求, 多采用混合结构体系, 即下部为框架结构体系、上部为排架结构体系。可采用装配整体式和现浇整体式结构。
2.2柱网布置。厂房结构设计中首先设置柱网, 而柱网布置的一般原则为: 符合生产和使用要求; 建筑平面和结构方案经济合理, 在厂房的结构形式和施工方法上具有先进性和合理性; 符合厂房建筑模数协调标准; 适应生产发展的技术革新的要求。目前, 从经济指标、材料用量和施工条件来衡量, 框架结构一般采用6 m 和12 m 柱距。
2.3支撑体系。为了满足对水平位移的控制, 特别是上部排架结构, 需要设置屋盖支撑和柱间支撑, 支撑可以保证结构构件的稳定与正常工作, 增强厂房的整体稳定性和空间刚度, 把一些水平荷载传递到主要承重构件。
2.4地震方面要求。宜控制横向框架与纵向框架的周期相近。由于多层工业厂房上部排架结构部分横向跨度方向尺寸较大( 柱子少) ;而纵向柱距小, 柱子一般都是横向控制, 使纵横向的抗震能力大致相同, 这不仅有利于抗震, 也使设计更加经济合理。
2.5围护结构。为了减轻多层工业厂房的自重, 围护结构多采用轻质材料, 屋盖结构多采用檩条体系、轻钢网架或轻型桁架加铺轻质保温层。
2.6楼面。楼面一般采用现浇混凝土楼面, 但由于工艺所提荷载要求, 或出现楼板开洞, 楼板厚度会出现变化。
2.7基础形式。多层工业厂房基础多采用柱下独立基础, 条形基础, 十字型基础, 如遇软弱地基, 可采用挖孔桩基础。
三、多层工业厂房设计中的结构确定
随着计算机技术的飞速发展,结构工程师逐渐摆脱了复杂、繁重的结构计算工作,从而能够把精力重点放在选择结构方案上,确定合理的结构布置和结构方案,以降低工程成本,提高多层工业厂房设计的水平。（1）计算楼面等效荷载。结构计算首先需要进行荷载计算,荷载取值是否准确对计算结果的准确性有着直接的影响。多层工业厂房建筑和多层民用建筑在楼面活荷载、结构形式等方面存在着较多的不同点。多层工业厂房楼面的活荷载比多层民用建筑的活荷载要大的多。多层工业厂房的层高相对较高,跨度柱网相对较大,整个平面内没有内隔墙。采用板梁柱结构的多层工业厂房的板厚较厚,楼板平面刚度也非常大。（2）验算节点核心区的抗剪。设计框架节点通常遵循的原则是弱梁强柱更强节点。核心区的节点应计算受剪承载力。因为多层工业建筑的梁祝中心线难以重合,有着较大的柱截面,节点偏心相对较大,所以不利于节点核心区的受力。因此,荷载大、空间大、跨度大的多层工业厂房应当进行节点核心区抗剪验算。（3）验算裂缝宽度。验算裂缝宽度的目的是保证多层工业厂房满足正常使用状态标准。通常,混凝土梁裂缝的宽度应当小于0.3mm。若超过了0.3mm,可以通过增加钢筋根数、减少钢筋截面进行调整。如果仍然无法满足设计要求,就应当修改柱梁截面进行重新计算。（4）考虑电梯井筒附近的框架。按照纯框架设计计算,按构造进行电梯井壁配筋,会导致配筋偏低不安全。应当按照壁式框架计算电梯井壁相连框架部分的相关数值,然后,电梯井壁按剪力墙进行配筋。最后,多层工业厂房结构应和工艺设计相协调。在进行结构设计时,设计人员应了解工艺布置,结构设计与施工尽量满足工艺要求。
四、多层工业厂房设计的改进措施
4.1应重视多层工业厂房的造型设计。
工业建筑的群体艺术质量是从视觉感知的形象审美角度出发, 通过厂区的总体布局、环境绿化、厂房的内外空间组合及视觉组织等问题的处理, 达到功能与技术、环境与艺术的巧妙组合来实现的。在设计实践中, 应把这些要素处理好, 以提高现代工业建筑的创作水平。
目前, 科学技术的进步带来了全新的建筑、结构形式。我们必须善于理解和把握工业建筑的个性, 充分和有效地利用其本身的“象征性符号” , 灵活自如地运用仿生学、象形设计、加减法及结构构思等创作手法, 只有这样才能创造出建筑造型新颖别致的现代工业建筑。
4.2应进一步扩大柱网, 提高厂房的有效使用期。
现代工业建筑要求人们以最少的代价获得最大的效益。为了适应这个要求, 我们必须在设计伊始就考虑如何延长厂房的有效使用期, 这是现代工业建筑设计的新课题之一。它要求人们在设计之极就考虑时间这个要素并把它贯穿在整个设计过程进行“动态设计” 。即把原设计的三度空间的有效使用期延伸到尽可能长的时间取去, 力求综合经济效果最合理。实践表明, 扩大柱网提高工业厂房有效使用期的卜要措施。
4.3应发展高层工业大厦。
目前, 在我们的厂房设计中, 突击建厂、分散布点, 缺乏长远总体规划等现象表现得尤为突出。这不仅造成建设用地的严重浪费,还存在公共设施的利用率低、环境质量差等缺点, 应加以改进。近几年, 国外为适应现代化城市建设的需要, 随着建筑、结构、施工和垂直运输技术的发展, 多层工业厂房的层数日趋增加, 出现了一楼多厂的联合工业大厦。高层工业大厦具有节约建设用地、有利于生产和管理、可以适应现代化生产的需要、建筑造型新颖美观、改善市容以及缩短城市建设管线等优点, 因而具有强大的生命力和发展前途。在我国今后的工业建设中应加以发展。
4.4应重视多层工业厂房的室内外环境设计。
工业建筑的美体现了劳动环境的美, 它是一种整体的美。不仅在建筑内部, 也体现在建筑外部、厂区环境及其周围更大的环境协调之中, 体现在环境保护和生态美学之中。现代工业建筑不仅要考虑建筑艺术处理和空间效果, 而且还要从社会学、行为科学、心理学和管理科学等方面考虑环境与人的重要关系, 这是现代建筑科学发展的新课题之在今后的工业厂房设计中, 我们除应认真解决工业生产带来的污染、噪音问题外, 还应认真地解决工业建筑的空间布局、群体组合、绿化等方面的问题。只有这样, 才能为工人创造良好的工作和生活环境。
五、结语
总而言之,在进行多层工业厂房结构设计时,应当根据实际情况选择合理的结构体系,进行准确的结构计算,不断调整截面,从而设计出符合工艺要求的多层工业厂房结构。
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