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【摘 要】 随着改革开放的深入，经济发展迅速，工业厂房建筑大规模出现，为了保证建筑的美观性和安全性，工业厂房结构设计逐渐引起许多建筑学者和工作者的注意。本文基于笔者多年的工作实践经验，分析多层厂房结构设计的特点及结构计算中应注意的问题，从而做到合理、经济的最佳结构设计。
【关键词】 工业厂房；结构设计；框架结构
随着经济的飞速发展，任何事物也都随之改变，尤其是在工业建筑中，变化非常大，多层厂房的出现是适应了现代工业的变化的，它的出现主要是两方面原因引起的，第一是随现代化的大工业生产的发展，工艺标准也在不断的变化和提高，以前功能单一、样式单一的建筑已经不能在适应现代生产方式的需要了，很多多功能多形式的车间比如联合车间、灵活车间、多功能厂房等都应运而生；第二个原因是建设用地变得紧张，需要我们合理的利用土地，加上工艺流程的需要，导致越来越多多层厂房甚至高层厂房出现。这些多层厂房一般具备跨度大、荷载大、开洞多、有多层吊车等特点，所以在设计多层厂房的过程中会有一些值得我们总结和探讨的问题出现
1 多层工业厂房结构设计要点
多层厂房结构设计中一定要遵循几点原则：第一要使柱网的位置对称均匀；第二使房屋的刚度中心和质量中心尽量相近，这样可以减少屋子空间扭转作用；第三是结构尽量简捷、规则。这样做的目的都是为了避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，避免竖向变化过多的外挑和内收，要求沿竖向的刚度不发生突变或者少突变的情况出现。一般多层厂房的结构都是采用的框架结构，有的也采用框剪结构，比方说层数比较多或者工艺条件许可的情况下可以采用，多层厂房在一般情况下来说都需要较大的空间。
1.1调节横纵向框架的周期
多层厂房的特点是跨度大，所以一定要注意控制横纵框架的周期。因为宽度大，柱子少，而柱距方向距离比较小，柱子多，所以一般情况下采取的横向控制，为了使纵横方向的抗震能力能基本上相同，这样的设计一方面是增加了抗震能力，另一方面这样的设计更加节约了成本。
1.2电梯间的位置一定要布置合理
为了更加适应货物设备等运输方便，多层厂房一般都要设置电梯的位置，在设计的过程中要考虑到电梯井筒对建筑物的偏心影响，因为钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，在设计结构位置布置中要尽量避免井筒放在建筑物的角部和端部这两个地方，万一遇到工艺需要布置在这样的位置时，那对其周期的楼板和框架要采取加强的措施。
1.3减少伸缩缝和防震缝
如果遇到地震区的多层厂房的设计，一把情况下设计时不设置防震线或者尽量少设置，地震区的房屋一般伸缩缝都是合一的，一般房屋较长的时候，会在施工中采取一些措施，比方说每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带，在结构受力最小的段位设置它的位置，另外可在受温度变化影响比较大的顶层、底层和山墙、内纵墙开间的墙体部位，提高配筋率；也可以采取把层面隔热保护层加厚，或者设置架空层形成通风屋面，用这种构造措施或者施工措施设计减少伸缩缝和防震缝。
2 常用的结构体系
2.1框架-支撑体系
该支撑是指的横向设计运用刚接框架结构，纵向设计就运用支撑体系，二者有效相容，可以在一定程度上抵消水平的荷载力，这种设计方式一般会在纵向稍长，横向稍短的厂房中采用，在经济上是一种比较节约的设计方式，但可能柱间支撑多少会影响到使用效果。
2.2纯框架体系
它就是纵向横向两个方向均不采用柱间支撑，完全设计成刚接框架的结构，这种设计的有点就是空间上不会受到影响，但是柱不适宜采用工字型的柱，通常会用两个方向惯性矩差别不太明显的截面式，比如箱型柱，这样使用刚量上也会增加。
2.3钢架和支撑的混合体系
这种混合结构体系是结合了两种体系的优点，在纵向将钢架和支撑相结合进行的设计，这种设计的优点是能在最大限度上减少柱的纵向弯矩，很有效果，但是会要求楼面的刚度要大，否则会让柱间的变形变的不协调，会让柱间支撑的作用没有办法得到充分发挥。
3 结构设计中应注意的问题
3.1结构设计与工艺设计的协调
在对厂房进行设计的过程中，应该保证结构设计和工艺设计的协调性，二者之间应该互相沟通，尽量的为对方提供方便。在进行结构设计之前，应该充分的了解到在厂房中的工艺生产需求，满足工业生产。在工艺设计阶段，应该对厂房的结构设计有充分的了解，在什么地方可以布设什么设备，什么地方可以承受一定的荷载等，都需要有清晰的了解。在实际的设计过程中，往往会因为二者的沟通不畅，出现了不协调的现象，这样在厂房应用的时候，就会出现矛盾，不能有效的利用。如果二者可以有效的沟通了解，不仅在设计上会顺畅，同时还为施工减轻了负担。
3.2结构计算
以前由于科学技术的不发达，结构工程师大量的工作都用于结构计算上了，从而忽视了结构方案和结构布置。现在随着计算机技术的广泛应用及软件技术的迅速发展，结构计算工作通过计算机得到可以得到准确的结果，使结构工程师有大部分的时间放在结构方案的选择及结构布置上，从而有效的提高了其设计的水平。
3.2.1楼面等效荷载的计算
荷载计算是结构计算的条件，荷载取值的准确性直接关系到计算结果的准确性。有的中小型机床上楼层、柱上、梁上还有吊车荷载，它的跨度柱网一般比民用建筑大，层高相对较高，最大特点是整个平面几乎没有内隔墙。多层工业建筑一般采用现浇钢筋掘凝土板梁柱结构，板厚比一般民用建筑厚，楼板的平面刚度可视为无穷大，电梯货梯间，使用框架填充墙结构。
3.2.2节点核心区的抗剪验算
在对框架节点进行设计时要按照强柱弱梁更强节点为指导进行设计，这样才能保证建筑的抗震力，其中一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。在多层厂房的结构设计中梁和柱的中心线严禁重合，如果出现重合，就会造成柱的截面比较大，节点偏心也比较大，对柱节点核心区的构造和受力都有非常不利影响。因此，大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。
3.2.3裂缝宽度、罕遇地震的验算
裂缝宽度的验算是为了满足正常使用状态的要求，规范规定混凝土梁的裂缝宽度不应大于0.3mm。抗震设计的原则是三不准，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。所进行的抗震验算仅满足“小震不坏”，构造上加强来满足“中震可修”，罕遇地震的验算则是满足“大震不倒”，多层厂房的设备投资经常远远大于土建投资，罕遇地震的验算应属必要。
3.2.4与电梯井筒相连框架的考虑
在过去设计的过程中，一般都是按照纯框架来进行计算的，而对于电梯井的配筋部分也是按照构造计算的，但是这种设计方式往往安全度不够。框架部分的配筋，应该根据壁式框架的结构进行计算，然后得出相应的数值来考虑配筋，而电梯井壁配筋时则应该根据剪力墙来计算。此外，在多层厂房中，一般情况下，都会有多台吊车，那么在设计的过程中，就应该将一层上的吊车按照吊车的荷载输入，而其他剩余的吊车荷载就不该计算在内，应该按照活荷载来进行考虑。
4 结语
目前，多层工业厂房已经成为工业建筑的显著代表，做好多层工业厂房的关键是清晰明了结构设计的理念，加强结构设计和施工的沟通，避免施工过程中产生困难，同时，结构设计过程中要经过反复验算，调整梁柱界面，以达到最佳设计。
参考文献：
[1]闫德楼，闫立红.多层工业厂房结构设计问题的若干探析
[2]王钰，张汉卿.试述工业厂房的结构设计及常用体系[J].中小企業管理与科技
[3]闫德楼，闫立红.多层工业厂房结构设计问题的若干探析
[4]高海强.多层工业厂房结构设计论议[J].科技资讯.2012（04）.
【关键词】 工业厂房；结构设计；框架结构
随着经济的飞速发展，任何事物也都随之改变，尤其是在工业建筑中，变化非常大，多层厂房的出现是适应了现代工业的变化的，它的出现主要是两方面原因引起的，第一是随现代化的大工业生产的发展，工艺标准也在不断的变化和提高，以前功能单一、样式单一的建筑已经不能在适应现代生产方式的需要了，很多多功能多形式的车间比如联合车间、灵活车间、多功能厂房等都应运而生；第二个原因是建设用地变得紧张，需要我们合理的利用土地，加上工艺流程的需要，导致越来越多多层厂房甚至高层厂房出现。这些多层厂房一般具备跨度大、荷载大、开洞多、有多层吊车等特点，所以在设计多层厂房的过程中会有一些值得我们总结和探讨的问题出现
1 多层工业厂房结构设计要点
多层厂房结构设计中一定要遵循几点原则：第一要使柱网的位置对称均匀；第二使房屋的刚度中心和质量中心尽量相近，这样可以减少屋子空间扭转作用；第三是结构尽量简捷、规则。这样做的目的都是为了避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，避免竖向变化过多的外挑和内收，要求沿竖向的刚度不发生突变或者少突变的情况出现。一般多层厂房的结构都是采用的框架结构，有的也采用框剪结构，比方说层数比较多或者工艺条件许可的情况下可以采用，多层厂房在一般情况下来说都需要较大的空间。
1.1调节横纵向框架的周期
多层厂房的特点是跨度大，所以一定要注意控制横纵框架的周期。因为宽度大，柱子少，而柱距方向距离比较小，柱子多，所以一般情况下采取的横向控制，为了使纵横方向的抗震能力能基本上相同，这样的设计一方面是增加了抗震能力，另一方面这样的设计更加节约了成本。
1.2电梯间的位置一定要布置合理
为了更加适应货物设备等运输方便，多层厂房一般都要设置电梯的位置，在设计的过程中要考虑到电梯井筒对建筑物的偏心影响，因为钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，在设计结构位置布置中要尽量避免井筒放在建筑物的角部和端部这两个地方，万一遇到工艺需要布置在这样的位置时，那对其周期的楼板和框架要采取加强的措施。
1.3减少伸缩缝和防震缝
如果遇到地震区的多层厂房的设计，一把情况下设计时不设置防震线或者尽量少设置，地震区的房屋一般伸缩缝都是合一的，一般房屋较长的时候，会在施工中采取一些措施，比方说每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带，在结构受力最小的段位设置它的位置，另外可在受温度变化影响比较大的顶层、底层和山墙、内纵墙开间的墙体部位，提高配筋率；也可以采取把层面隔热保护层加厚，或者设置架空层形成通风屋面，用这种构造措施或者施工措施设计减少伸缩缝和防震缝。
2 常用的结构体系
2.1框架-支撑体系
该支撑是指的横向设计运用刚接框架结构，纵向设计就运用支撑体系，二者有效相容，可以在一定程度上抵消水平的荷载力，这种设计方式一般会在纵向稍长，横向稍短的厂房中采用，在经济上是一种比较节约的设计方式，但可能柱间支撑多少会影响到使用效果。
2.2纯框架体系
它就是纵向横向两个方向均不采用柱间支撑，完全设计成刚接框架的结构，这种设计的有点就是空间上不会受到影响，但是柱不适宜采用工字型的柱，通常会用两个方向惯性矩差别不太明显的截面式，比如箱型柱，这样使用刚量上也会增加。
2.3钢架和支撑的混合体系
这种混合结构体系是结合了两种体系的优点，在纵向将钢架和支撑相结合进行的设计，这种设计的优点是能在最大限度上减少柱的纵向弯矩，很有效果，但是会要求楼面的刚度要大，否则会让柱间的变形变的不协调，会让柱间支撑的作用没有办法得到充分发挥。
3 结构设计中应注意的问题
3.1结构设计与工艺设计的协调
在对厂房进行设计的过程中，应该保证结构设计和工艺设计的协调性，二者之间应该互相沟通，尽量的为对方提供方便。在进行结构设计之前，应该充分的了解到在厂房中的工艺生产需求，满足工业生产。在工艺设计阶段，应该对厂房的结构设计有充分的了解，在什么地方可以布设什么设备，什么地方可以承受一定的荷载等，都需要有清晰的了解。在实际的设计过程中，往往会因为二者的沟通不畅，出现了不协调的现象，这样在厂房应用的时候，就会出现矛盾，不能有效的利用。如果二者可以有效的沟通了解，不仅在设计上会顺畅，同时还为施工减轻了负担。
3.2结构计算
以前由于科学技术的不发达，结构工程师大量的工作都用于结构计算上了，从而忽视了结构方案和结构布置。现在随着计算机技术的广泛应用及软件技术的迅速发展，结构计算工作通过计算机得到可以得到准确的结果，使结构工程师有大部分的时间放在结构方案的选择及结构布置上，从而有效的提高了其设计的水平。
3.2.1楼面等效荷载的计算
荷载计算是结构计算的条件，荷载取值的准确性直接关系到计算结果的准确性。有的中小型机床上楼层、柱上、梁上还有吊车荷载，它的跨度柱网一般比民用建筑大，层高相对较高，最大特点是整个平面几乎没有内隔墙。多层工业建筑一般采用现浇钢筋掘凝土板梁柱结构，板厚比一般民用建筑厚，楼板的平面刚度可视为无穷大，电梯货梯间，使用框架填充墙结构。
3.2.2节点核心区的抗剪验算
在对框架节点进行设计时要按照强柱弱梁更强节点为指导进行设计，这样才能保证建筑的抗震力，其中一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。在多层厂房的结构设计中梁和柱的中心线严禁重合，如果出现重合，就会造成柱的截面比较大，节点偏心也比较大，对柱节点核心区的构造和受力都有非常不利影响。因此，大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。
3.2.3裂缝宽度、罕遇地震的验算
裂缝宽度的验算是为了满足正常使用状态的要求，规范规定混凝土梁的裂缝宽度不应大于0.3mm。抗震设计的原则是三不准，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。所进行的抗震验算仅满足“小震不坏”，构造上加强来满足“中震可修”，罕遇地震的验算则是满足“大震不倒”，多层厂房的设备投资经常远远大于土建投资，罕遇地震的验算应属必要。
3.2.4与电梯井筒相连框架的考虑
在过去设计的过程中，一般都是按照纯框架来进行计算的，而对于电梯井的配筋部分也是按照构造计算的，但是这种设计方式往往安全度不够。框架部分的配筋，应该根据壁式框架的结构进行计算，然后得出相应的数值来考虑配筋，而电梯井壁配筋时则应该根据剪力墙来计算。此外，在多层厂房中，一般情况下，都会有多台吊车，那么在设计的过程中，就应该将一层上的吊车按照吊车的荷载输入，而其他剩余的吊车荷载就不该计算在内，应该按照活荷载来进行考虑。
4 结语
目前，多层工业厂房已经成为工业建筑的显著代表，做好多层工业厂房的关键是清晰明了结构设计的理念，加强结构设计和施工的沟通，避免施工过程中产生困难，同时，结构设计过程中要经过反复验算，调整梁柱界面，以达到最佳设计。
参考文献：
[1]闫德楼，闫立红.多层工业厂房结构设计问题的若干探析
[2]王钰，张汉卿.试述工业厂房的结构设计及常用体系[J].中小企業管理与科技
[3]闫德楼，闫立红.多层工业厂房结构设计问题的若干探析
[4]高海强.多层工业厂房结构设计论议[J].科技资讯.2012（04）.