1、多層工業廠房結構設計重要性 隨著中國經濟在全球領域扮演著越來越重要的角色。工業生產也隨之不斷的改進提升，工 藝流程布局的復雜化，對于以前生產功能單一，建筑布局簡單的工業廠房是一次革命性的 改變；與此同時，計算機的推廣普及，結構計算軟件的集成化、簡明化，解決了復雜繁瑣 的結構計算問題。從而應運而生了大跨度、大空間、建筑布局復雜的多層甚至高層生產性 工業建筑，在這樣的高速發展的背景下，建筑結構布局及設計參數的合理選用，就在結構 設計中占到了舉足輕重的位置。1多層工業廠房的特點1.1平面結構布置和柱網布置多層工業廠房在平面布置中，通常為了滿足工藝要求，使結構布局不規整，柱網不規 則，布梁不整齊，甚至

2、有工藝要求在主受力構件上開孔的現象。同時廠房內部一般空間較 大，柱距多為612m，局部有抽柱設計的，柱距會增大到18m以上。這使得結構傳力 復雜，受力不明確，設計中容易產生應力集中現象。1.2豎向結構布置和層高多層工業廠房的層高較大，能達到48m，且豎向布置經常出現錯層、夾層，樓板開 大洞，這使得樓板無法提供足夠的平面內剛度，結構有效質量沿豎向分布不均勻。在地震 作用下，結構可能產生短柱效應，使得局部柱段水平剪力成為截面設計的控制因素。1.3各種類型的荷載工業廠房的集中荷載主要包括設備自重，有時還需要考慮設備的震動擾力，根據規范 要求進行動力計算。懸掛荷載主要包括管道荷載，吊車荷載，有時管道還

3、產生水平荷載及 彎矩。板面荷載主要根據生產工藝的要求，在不同的生產樓地面有不同的活荷載取值，但 這種活荷載一般均大于民用建筑中的活荷載。工業廠房樓面一般采用現澆鋼筋混凝土樓面，但由于工藝所提設備荷載要求，樓板或 出現開洞，或出現局部厚度變化。廠房的基礎形式多采用柱下獨立基礎，柱下條形基礎， 若地基承載力低，可采用灰土擠密樁、砂樁等方法處理，亦可采用灌注樁，直接作用在堅 硬的土層上面。1.5輕型圍護結構工業廠房的圍護結構一般不作為承重體系，通常采用輕質材料，屋蓋結構多采用鋼桁 架檁條體系加鋪輕質保溫層。此種輕型圍護材料有利于減輕結構自重，減少地震反應。2多層工業廠房的結構體系2.1框一排架結構體

4、系此種結構體系廠房橫向為剛接框架結構，縱向為排架結構，縱 向設置柱間支撐抵抗水平荷載。這種結構形式的廠房橫向較短，縱向較長，并采用設置結 構縫的方式，增大廠房的縱向長度，但柱間支撐可能會對工藝的布置造成影響。2.2純框架體系把廠房縱橫向兩個方向都設計成剛接框架，不設置柱間支撐。這種結構形式的使用空 間不受影響，但柱子在兩個方向的截面慣性矩要求基本相同（如箱型柱），增大了鋼材用 量。2.3鋼架加支撐的混合體系鋼架加支撐的混合體系不同于第一種形式，它將縱向設計成鋼架和支撐混合的形式， 憑借混合支撐來抵御水平力。這種形式能避免柱的縱向彎矩，但樓面的剛度必須符合設計 要求，否側柱子間會出現不協調的變形

5、，柱子的支撐的作用也會受到影響。3多層工業廠房結構設計應注意的問題多層工業建筑和多高層民用建筑之間的結構形式、荷載都各有其特點，它的跨度大， 層高高，樓板較厚，內隔墻少，存在吊車荷載，在使用軟件進行空間分析時，有些問題需 加以注意。3.1平面、豎向布置規則，避免突變多層工業廠房因為工藝布置的要求，空間的跨度較大，一般都采用框架式的結構體 系。結構的安排最好使柱網均勻、對稱，為減小房屋的空間扭轉作用，房屋的剛度中心應 該近似于質量中心。結構體系盡量規則、簡捷，能夠明確傳力。設置結構體系時，注意防 止變形突變的收縮和凹角、應力集中，豎向變化不應過于內收或外挑，盡量沿豎向的剛度 少突變，甚至不突變。

6、3.2合理布置支撐系統在地震烈度較高，設備荷載較大時，為了減少水平荷載對結構的影響，控制結構位 移，優化柱截面，可以協調工藝對結構進行支撐系統的布置。支撐可以減小結構構件的計 算長度，增加穩定性，增強廠房的整體穩定性和空間剛度，把一些水平荷載傳遞到柱等主 要承重構件。3.3宜控制框架橫向與縱向的周期相近由于多層廠房跨度、尺寸都不小，柱子不多；但柱距方向尺寸很小，柱子多。正常情 況下都采取橫向控制的辦法，使橫向和縱向之間的抗震能力基本持平，不但設計科學、合 理，也保證了抗震效果。3.4多層吊車的近似計算多層廠房都設有多層多臺吊車，以目前的技術，我們無法通過計算軟件對多層吊車進 行計算，這就要在設

7、計環節來彌補。設計中，將一層吊車作為吊車荷載輸入，將其余層的 吊車荷載作為活荷載考慮。地震等地質災害會對結構造成不同程度的破壞，損失程度的輕重要視破壞程度而定， 所以，優化破壞次序，防止結構因破壞程度加深而造成更嚴重的損失便成了結構工程師的 主要工作內容。在這一規程中，工程師應該把握一個工作原則：避免結構整體先于結構部 分的破壞。工作內容主要有：一是強柱弱梁，也就是避免柱子的破壞先于梁的破壞，整個 結構是否牢固關鍵在于柱子是否牢固；二是強節弱桿，避免節點結構的破壞先于構件的破 壞，節點與大部分構件緊密相關，所以要保證節點完好；三是強剪弱彎，剪切破壞發生的 比較突然，且無法提前做出準確的預測，而

8、彎曲破壞有一個曲線的變化，往往可以提前預 知危險，這就能有效防止破壞進一步蔓延。 3.6裂縫寬度、罕遇地震的驗算裂縫寬度的驗算是為了滿足正常使用狀態的要求，規范規定鋼筋混凝土構件在室內一 類環境下，裂縫寬度不應大于0.3 mm。若計算不滿足，在不增加配筋面積的情況下，可通 過減小鋼筋直徑，增加鋼筋根數來調整試算；如仍不滿足要求，可加大配筋面積或者修改 構件截面尺寸再試算。規范規定抗震設防三個水準目標，即小震不壞，中震可修，大震不倒。采用二階 段設計實現上述三個水準的設防目標，第一階段承載力驗算，結構視為彈性體系，用彈性 反應譜進行彈性分析，同時通過非抗震構件設計可靠性水準的提高，實現第一、二水

9、準的 設防要求。第二階段是彈塑性變形驗算，對結構薄弱部位的彈塑性層間變形驗算并采用相 應的抗震構造措施，實現第三水準的設防要求。對于大多數的結構，可只進行第一階段設 計，而通過概念設計和抗震構造措施來滿足第三水準的設計要求。但多層廠房的設備投資 經常遠遠大于土建投資，罕遇地震的驗算在廠房設計中就顯得尤為關鍵。3.7非結構部件的處理非結構構件指的是隔墻、圍護墻、女兒墻等非主要承重和承力部件，雖然不屬于主體 結構的一部分，但在地震期間卻能夠改變主體結構構件在地震中的受力狀態及分布規律。 所以，非結構部件的處理對于建筑結構整體抗震能力意義重大。因此，首先，或者讓非結 構部件成為抗震結構整體的一部分或者讓非結構部件與抗震結構整體不發生任何關系；其 次，裝飾物與結構整體的連接要可靠；再次，隔墻、圍護墻要避免對結構抗震帶來的不利 影響，其豎向連接要均勻，在平面上的分布要均勻對稱。4結束語由于多