浅谈多层工业厂房结构设计

《浅谈多层工业厂房结构设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浅谈多层工业厂房结构设计　　摘要：本文主要是阐述了多层工业厂房的特点，并分析了多层工业厂房结构设计的特点及结构计算中应注意的问题，指出结构方案设计在整个设计过程中的重要性。关键词：工业厂房；结构设计；要点　　一、多层工业厂房的特点　　平面结构布置和柱网布置多层工业厂房在平面布置中，通常为了满足工艺要求，使结构布局不规整，柱网不规则，布梁不整齐，甚至有工艺要求在主受力构件上开孔的现象。同时厂房内部一般空间较大，柱距多为6～12m，局部有抽柱设计的，柱距会增大到18m以上。这使得结构传力复杂，受力不明确，设计中容易产生应力集中现象。　　竖向结构布置和层高多层工业厂房的

2、层高较大，能达到4～8m，且竖向布置经常出现错层、夹层，楼板开大洞，这使得楼板无法提供足够的平面内刚度，结构有效质量沿竖向分布不均匀。在地震作用下，结构可能产生“短柱效应”，使得局部柱段水平剪力成为截面设计的控制因素。　　各种类型的荷载工业厂房的集中荷载主要包括设备自重，有时还需要考虑设备的震动扰力，根据规范要求进行动力计算。悬挂荷载主要包括管道荷载，吊车荷载，有时管道还产生水平荷载及弯矩。板面荷载主要根据生产工艺的要求，在不同的生产楼地面有不同的活荷载取值，但这种活荷载一般均大于民用建筑中的活荷载。　　楼面及基础形式工业厂房楼面一般采用现浇钢筋混凝土楼面，但由于

3、工艺所提设备荷载要求，楼板或出现开洞，或出现局部厚度变化。厂房的基础形式多采用柱下独立基础，柱下条形基础，若地基承载力低，可采用灰土挤密桩、砂桩等方法处理，亦可采用灌注桩，直接作用在坚硬的土层上面。　　轻型围护结构工业厂房的围护结构一般不作为承重体系，通常采用轻质材料，屋盖结构多采用钢桁架檩条体系加铺轻质保温层。此种轻型围护材料有利于减轻结构自重，减少地震反应。　　二、多层工业厂房的结构体系　　　　框―排架结构体系此种结构体系厂房横向为刚接框架结构，纵向为排架结构，纵向设置柱间支撑抵抗水平荷载。这种结构形式的厂房横向较短，纵向较长，并采用设置结构缝的方式，增大厂房

4、的纵向长度，但柱间支撑可能会对工艺的布置造成影响。　　纯框架体系把厂房纵横向两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑。这种结构形式的使用空间不受影响，但柱子在两个方向的截面惯性矩要求基本相同，增大了钢材用量。　　钢架加支撑的混合体系钢架加支撑的混合体系不同于第一种形式，它将纵向设计成钢架和支撑混合的形式，凭借混合支撑来抵御水平力。这种形式能避免柱的纵向弯矩，但楼面的刚度必须符合设计要求，否侧柱子间会出现不协调的变形，柱子的支撑的作用也会受到影响。　　　　三、多层工业厂房结构设计应注意的问题　　　　多层工业建筑和多高层民用建筑之间的结构形式、荷载都各有其特点，它的跨

5、度大，层高高，楼板较厚，内隔墙少，存在吊车荷载，在使用软件进行空间分析时，有些问题需加以注意。　　平面、竖向布置规则，避免突变多层工业厂房因为工艺布置的要求，空间的跨度较大，一般都采用框架式的结构体系。结构的安排最好使柱网均匀、对称，为减小房屋的空间扭转作用，房屋的刚度中心应该近似于质量中心。结构体系尽量规则、简捷，能够明确传力。设置结构体系时，注意防止变形突变的收缩和凹角、应力集中，竖向变化不应过于内收或外挑，尽量沿竖向的刚度少突变，甚至不突变。　　合理布置支撑系统在地震烈度较高，设备荷载较大时，为了减少水平荷载对结构的影响，控制结构位移，优化柱截面，可以协调工

6、艺对结构进行支撑系统的布置。支撑可以减小结构构件的计算长度，增加稳定性，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柱等主要承重构件。　　宜控制框架横向与纵向的周期相近由于多层厂房跨度、尺寸都不小，柱子不多；但柱距方向尺寸很小，柱子多。正常情况下都采取横向控制的办法，使横向和纵向之间的抗震能力基本持平，不但设计科学、合理，也保证了抗震效果。　　多层吊车的近似计算多层厂房都设有多层多台吊车，以目前的技术，我们无法通过计算软件对多层吊车进行计算，这就要在设计环节来弥补。设计中，将一层吊车作为吊车荷载输入，将其余层的吊车荷载作为活荷载考虑。　　设置合理的破坏机制

7、地震等地质灾害会对结构造成不同程度的破坏，损失程度的轻重要视破坏程度而定，所以，优化破坏次序，防止结构因破坏程度加深而造成更严重的损失便成了结构工程师的主要工作内容。在这一规程中，工程师应该把握一个工作原则：避免结构整体先于结构部分的破坏。工作内容主要有：一是强柱弱梁，也就是避免柱子的破坏先于梁的破坏，整个结构是否牢固关键在于柱子是否牢固；二是强节弱杆，避免节点结构的破坏先于构件的破坏，节点与大部分构件紧密相关，所以要保证节点完好；三是强剪弱弯，剪切破坏发生的比较突然，且无法提前做出准确的预测，而弯曲破坏有一个曲线的变化，往往可以提前预知危险，这就能有效防止破坏进

8、一步蔓延。