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多层工业厂房的结构设计要点

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摘要:现代工业行业中,多层工业厂房比较常见,工业厂房的设计,要注重实用性和安全性,优化多层工业厂房的整体结构。随着工业行业的发展,多层工业厂房面临着很大的设计压力,结合工业运营的实际情况,规范设计多层工业厂房,目的是满足工业的需求。本文主要探讨多层工业厂房结构设计中的要点。

关键词:多层;工业厂房;结构设计

多层工业厂房的应用,拓宽了工业厂房的使用范围,增加了厂房的功能设计。单层工业厂房向多层工业厂房的发展,表明了我国工业行业的发展。多层工业厂房的结构设计中,全方面的规划好相关的要点,以此来维护多层工业厂房的稳固性和耐用性,一来确保多层工业厂房能够满足工业的需求,二来维护多层工业厂房结构的质量和性能,规避潜在的设计风险。

1多层工业厂房结构设计的特征分析

多层工业厂房结构的设计特征,如:

(1)结构布局不规则,柱网也不规整,厂房结构的内部空间大,同时涉及到抽柱设计,形成了此类型的结构特征;

(2)多为竖向结构,层数很多,多层工业厂房的高度,范围在4~8m范围内,体现了高度上的特征;

(3)荷载类型多,厂房结构中荷载有:自重、悬挂荷载、水平荷载等,增加了荷载计算的负担,促使荷载多样,成为多层工业厂房结构设计的明显特征。

2多层工业厂房结构设计的分类

分类有:

(1)纯框架结构。纯框架结构在多层工业厂房结构设计中,不涉及柱间支撑,横纵方向上,全部配置框架结构,确保厂房结构具备优质的空间功能。纯框架结构体系中,配置箱形的柱子,还要增加钢材料的用量;

(2)框架与支撑结构。框架与支撑结构,是指在多层工业厂房结构中,横向设计刚接框架,纵向设计柱+支撑体系,柱间的支撑,抵抗了结构中的水平荷载,降低了多层工业厂房结构的经济成本;

(3)钢架与支撑结构。多层工业厂房中的钢架与支撑结构设计,减少了主结构的纵向弯矩,其对楼面刚度有很大的要求,以免柱间发生矛盾问题,不能影响到柱间支撑。

3多层工业厂房结构设计的要点

多层工业厂房结构设计中,应该注重结构的整体性,采取结构与工艺协调统一的设计方法,促使多层工业厂房结构,可以为工业生产,提供积极服务。多层工业厂房结构的设计,避免结构和工艺上出现问题,统一结构和工艺的设计,尤其是荷载、参数等方面,设计之间做好相互沟通的工作,维护多层工业厂房结构设计的基础性,提高厂房结构设计的合理性。例举多层工业厂房结构中的几点设计,如下:

(1)荷载的数值设计。荷载是多层工业厂房结构设计的要点,在整个体系结构内,荷载占有基础性的影响作用,一旦荷载取值上出现问题,就会干扰多层工业厂房的结构稳定。方案中,设计人员遵循质量要求,规划出设备在多层工业厂房结构中的布置,明确楼面荷载的分布,最主要的是计算出楼面均布荷载的具体数值。多层工业厂房结构为工业用途,与多层民用建筑楼房在楼面荷载上,有很大的差异,本文中的厂房结构设计非常严谨。荷载数值设计期间,应该考虑到多层工业厂房结构的状态,厂房的整个平面中,不设计内隔墙,增加了跨度柱网的高度,而且多层工业厂房的楼层,也会增加。多层工业厂房设计中,主要以现浇钢筋混凝土结构为主,具有平面无限大的特征,加厚了厂房的整体结构,规范的设计荷载数值,各项模块中的荷载数值之间相互配合,满足多层工业厂房中的荷载设计;

(2)节点核心区的抗剪设计。多层工业厂房结构中,框架节点也属于一类设计要点。节点设计围绕强柱弱梁更强节点的原则展开,设计人员根据多层工业厂房结构节点的实际抗震等级,计算出节点核心区的抗剪力,并且验算。结构的中心线不能重合,一旦设计中出现中心线重合的情况,就会增大柱子的截面面积,导致节点变心,无法保障节点核心区处于均匀受力的状态;

(3)裂缝宽度与地震验算。多层工业厂房结构设计中,裂缝的宽度与地震验算,是不可忽视的设计要点。结构设计中要求,裂缝宽度不能超过0.3mm,验算后结果超出规定数值时,就要增多钢筋数量或减少钢筋截面,解决裂缝宽度的设计误差。如果还是不能处理裂缝的宽度误差,就要重新修改柱梁的截面积。多层工业厂房地震验算设计方面,采取加强构造的设计方法,为了实现大震不倒的状态,就要实行罕遇地震验算的设计,多层工业厂房结构的楼层,屈服强度系数低于0.5的结构,采取罕遇地震验算,确保地震验算设计中,结构薄弱层间,弹塑性位移角数值,小于1/50;

(4)电梯井筒的框架设计。电梯井筒的框架设计方面,不能仅仅以纯框架为计算的对象,更要结合构架配筋,在框架与构架配筋共同的作用下,计算电梯井筒框架的配筋数据,同时计算电梯井壁的剪力墙配筋。除此以外,多层工业厂房结构中,设计多台吊车,吊车减轻了电梯的作业压力,提供了诸多便利,吊车的数值为活荷载,输入到电梯井筒框架设计中,完善电梯井筒框架施工的过程。

4多层工业厂房结构设计的注意事项

注意事项有:

(1)横纵框架的周期设计。横向框架和纵向框架,是多层工业厂房结构的一大注意事项,因为多层工业厂房的规模大,其与普通的建筑工程不同,本身尺寸大,而且跨度在,整个体系结构中,不会采用太多的承重结构,如:承重柱,所以要在多层工业厂房结构设计中,把控好横向和纵向的框架周期,使用的承重柱之间,间距以横向控制为主,以此来增强多层工业厂房结构的抗震性能,促使多层工业厂房的结构设计,具备科学性、经济性的特征;

(2)电梯间的位置设计。多层工业厂房结构设计的注意事项中,采用竖向的运输设计,其主要运输的对象为设备、货物,具备重量上的特殊性。在多层工业厂房结构设计时,竖向电梯是不可缺少的设计因素,起到关键的作用。电梯设计时,其位置应该远离多层工业厂房结构的端部、角部,防止电梯井筒的刚度过度,直接引起多层工业厂房结构偏心。如果多层工业厂房结构中的电梯位置,无法避开端部、角部时,就要采取辅助的设计方法,全面加固厂房结构,重点在楼板和框架的强度上,实行加固设计,预防结构偏心的问题;

(3)防震缝的规划设计。建筑工程结构在地震区内,伸缩缝合一。当多层工业厂房位于地震区以内时,就要采取伸缩缝合一的设计方法,由于多层工业厂房结构长,所以在防震缝设计中,提出几点措施,目的是减少防震缝、伸缩缝的数量,如:①厂房结构中,隔40m的间距,设计一道防震缝,每隔800mm,设计一个1400mm宽度的后浇带,后浇带位置,必须选在多层工业厂房结构受力最小的区段内;②多层工业厂房结构的山墙、内纵墙、顶层、底层等结构内,受温度影响很大时,就要灵活的提升配筋率,强化多层工业厂房结构的稳固性;③防震缝设计中,在多层工业厂房的屋面,增加隔热保温层,也可以采用架空层的设计方法,促使多层工业厂房的顶端,设计成通风屋面。

5结束语

多层工业厂房结构设计时,具有自身的特征,多层工业厂房选择可用的分类,在此基础上,规划好厂房结构设计的要点,同时把控好注意事项,完善多层工业厂房结构的设计环境,以免影响结合设计的状态,确保多层工业厂房结构设计的合理性,防止厂房结构中出现不规范的设计问题。

参考文献

[1]王旭.多层工业厂房的结构设计探析[J].山西建筑,2015(33):48-50.

[2]李正祥.多层工业厂房的结构设计探析[J].中国新技术新产品,2013(04):177.

[3]徐华冰.多层工业厂房结构设计要点探析[J].建材与装饰,2015(52):116-117.

[4]张玮敏,刘虎堂,孔利萍,等.多层工业厂房结构设计常见问题[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012(06):115-116.

作者:吕杨 单位:天津市市政工程设计研究院

多层工业厂房的结构设计要点责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次