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摘要：随着国民经济的迅速发展，工业建筑要不断满足现代大工业生产以及工艺不断更新的要求。本文主要阐述了多层工业厂房的特点、厂房结构设计中结构计算应注意的问题、多层工业厂房结构设计要点和工业厂房常用的结构体系。
关键词：工业厂房；结构设计；常用体系
中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的迅速发展，工业建筑要不断满足现代大工业生产以及工艺不断更新的要求，过去那种单一功能，单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要，联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外，建设用地的紧张以及工艺流程的需要，越来越多的多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大、开洞多、有多层吊车，在设计过程中，有些问题值得总结和探讨。
1多层工业厂房的特点
1.1与工艺的技术协调
采用多层厂房结构形式是为了满足生产的发展和工艺的需求。在厂房结构设计中，需要满足工艺对厂房结构的需求，尽可能的服从工艺。但是在工艺布置中，可能会与结构发生矛盾，使结构设计很不规整，柱网不规则，布梁不整齐，甚至工艺经常要求在主体承重体系上开洞。在这点上，工艺设计人员在设备及开洞的布置上，应与结构设计人员进行协调，尽量简化结构的设计以及减少在施工中出现的不必要的麻烦和困难。
1.2层高和柱网布置
较之于民用建筑，多层工业厂房为了满足工艺要求，层高比较大，一般达到4~8m；多层工业厂房内部需要大空间，柱距多为6~12m,甚至有特殊工艺要求的柱距，在18m以上。
1.3轻型围护结构
因为围护结构不作为承重体系的一部分，通常采用轻质砌体作为其围护材料。轻型围护材料有利于减轻结构自重和降低对基础的要求。
1.4多类型荷载
集中荷载主要包括设备自重，有时还需要考虑设备的振动。悬挂荷载包括安装、工艺流水线、.另车等荷载。
1.5活荷载
由于生产工艺的要求，多层厂房的活荷载大于民用建筑中的活荷载，并且在不同的楼地面由于工艺布置的不同，而出现不同的活荷载值。
1.6结构不均匀布置
多层工业厂房的结构布置，为了满足工艺要求，常常出现结构的错层现象，这使得楼板不再完整，质量沿高度分布的均匀性被破坏，这点不同于民用建筑中结构的对称布置与均匀布置。而在地震作用下，这种结构可能发生扭转，并且由于“短柱效应”，使得水平剪力成为某些柱段的控制因素。
2厂房结构设计中结构计算应注意的问题
随着计算机软硬件的迅速发展，解决了复杂的结构计算问题，使结构工程师们从繁重琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上，合理地确定结构方案及结构布置，从而提高设计水平及质量，降低工程成本。
2.1节点核心区的抗剪验算
框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则，一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。因为，柱的截面比较大，节点偏心也比较大，使得多层厂房的梁柱中心线往往不能重合，对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。所以，大空间、大跨度、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。
2.2楼面等效荷载的计算
因为厂房的结构计算以荷载计算为条件，荷载取值的准确性直接关系到整个厂房结构计算结果的准确性。对于工艺条件中的荷载问题，例如某个工程工艺提出楼面均布荷载为15kN/m2，而根据工艺的设备布置图和设备的重量，根据规范给出楼面等效荷载的计算方法，计算出的楼面均布荷载按l0kN/m2考虑即可。
2.3裂缝宽度、罕遇地震的验算
为了确保工业厂房满足正常使用状态的要求，必须规定其混凝土梁的裂缝宽度应该小于0.3mm。同时，对于裂缝宽度的验算目的是为了如果在计算中超出正常值，则通过减小钢筋截面、增加钢筋根数来调整，如果还不满足要求，应修改柱梁截面重新计算。工业厂房的抗震设计原则是:小震不坏，中震可修，大震不倒。因此，所进行的抗震验算应该在满足“小震不坏”的基础上通过构造上加强来满足“中震可修”，对于罕遇地震的验算则应该满足“大震不倒”。相关标准规定，在7~9。时楼层地屈服强度系数不大于0.5的工业厂房结构，应该需要进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形计算，并规定结构薄弱层间弹塑性位移角应小于1/50。
3多层工业厂房结构设计要点
多层厂房因为工艺布置的要求，一般都需要大空间，结构通常采用框架结构，在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是:尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简洁、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。
3.1控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。
3.2合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对周围的楼板及框架采取加强措施。
3.3地震区的多层厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的，当房屋较长时，宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝；施工中，每隔40m设置一道1400mm宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，适当提高配筋率；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
4常用的结构体系
4.1框架支撑体系。即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约，但柱间支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。
4.2纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响，缺点是柱不宜采用工字型柱，而要采用两个方向惯性矩差别不大的截面形式(如箱形柱)，使用钢量增加。
4.3钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式，靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩，但要求楼面刚度大，否则柱子间的变形不协调，无法充分发挥柱间支撑的作用。
参考文献
[1]舒情.多层工业厂房的設计与应用[J].四川建筑,2004(6).
[2]张迪.多层工业产房桩基沉降特性分析与研究[D].河北工业大学,2006.
[3]黄蓉.多层工业厂房结构设计[J].中外建筑，2003（3）.
[4]张鹏科.钢结构工业厂房设计及施工问题分析[J].陕西建筑，2009 （10）.
[5]陈为民.工业厂房屋而系统设计方案改进[J].钢结构，2010（5）.
[6]李杰生，兰霞.浅析多层工业厂房的结构设计[J].硅谷，2008 （10） .
[7]周瑞.某重型钢结构工业厂房结构设计[J].建筑结构，2010 （4） .
[8]黄彬辉，谢振昌.单层及多层厂房的结构改造设计[J].中外建筑，2008 (4).
关键词：工业厂房；结构设计；常用体系
中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：
随着国民经济的迅速发展，工业建筑要不断满足现代大工业生产以及工艺不断更新的要求，过去那种单一功能，单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要，联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外，建设用地的紧张以及工艺流程的需要，越来越多的多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大、开洞多、有多层吊车，在设计过程中，有些问题值得总结和探讨。
1多层工业厂房的特点
1.1与工艺的技术协调
采用多层厂房结构形式是为了满足生产的发展和工艺的需求。在厂房结构设计中，需要满足工艺对厂房结构的需求，尽可能的服从工艺。但是在工艺布置中，可能会与结构发生矛盾，使结构设计很不规整，柱网不规则，布梁不整齐，甚至工艺经常要求在主体承重体系上开洞。在这点上，工艺设计人员在设备及开洞的布置上，应与结构设计人员进行协调，尽量简化结构的设计以及减少在施工中出现的不必要的麻烦和困难。
1.2层高和柱网布置
较之于民用建筑，多层工业厂房为了满足工艺要求，层高比较大，一般达到4~8m；多层工业厂房内部需要大空间，柱距多为6~12m,甚至有特殊工艺要求的柱距，在18m以上。
1.3轻型围护结构
因为围护结构不作为承重体系的一部分，通常采用轻质砌体作为其围护材料。轻型围护材料有利于减轻结构自重和降低对基础的要求。
1.4多类型荷载
集中荷载主要包括设备自重，有时还需要考虑设备的振动。悬挂荷载包括安装、工艺流水线、.另车等荷载。
1.5活荷载
由于生产工艺的要求，多层厂房的活荷载大于民用建筑中的活荷载，并且在不同的楼地面由于工艺布置的不同，而出现不同的活荷载值。
1.6结构不均匀布置
多层工业厂房的结构布置，为了满足工艺要求，常常出现结构的错层现象，这使得楼板不再完整，质量沿高度分布的均匀性被破坏，这点不同于民用建筑中结构的对称布置与均匀布置。而在地震作用下，这种结构可能发生扭转，并且由于“短柱效应”，使得水平剪力成为某些柱段的控制因素。
2厂房结构设计中结构计算应注意的问题
随着计算机软硬件的迅速发展，解决了复杂的结构计算问题，使结构工程师们从繁重琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上，合理地确定结构方案及结构布置，从而提高设计水平及质量，降低工程成本。
2.1节点核心区的抗剪验算
框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则，一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。因为，柱的截面比较大，节点偏心也比较大，使得多层厂房的梁柱中心线往往不能重合，对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。所以，大空间、大跨度、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。
2.2楼面等效荷载的计算
因为厂房的结构计算以荷载计算为条件，荷载取值的准确性直接关系到整个厂房结构计算结果的准确性。对于工艺条件中的荷载问题，例如某个工程工艺提出楼面均布荷载为15kN/m2，而根据工艺的设备布置图和设备的重量，根据规范给出楼面等效荷载的计算方法，计算出的楼面均布荷载按l0kN/m2考虑即可。
2.3裂缝宽度、罕遇地震的验算
为了确保工业厂房满足正常使用状态的要求，必须规定其混凝土梁的裂缝宽度应该小于0.3mm。同时，对于裂缝宽度的验算目的是为了如果在计算中超出正常值，则通过减小钢筋截面、增加钢筋根数来调整，如果还不满足要求，应修改柱梁截面重新计算。工业厂房的抗震设计原则是:小震不坏，中震可修，大震不倒。因此，所进行的抗震验算应该在满足“小震不坏”的基础上通过构造上加强来满足“中震可修”，对于罕遇地震的验算则应该满足“大震不倒”。相关标准规定，在7~9。时楼层地屈服强度系数不大于0.5的工业厂房结构，应该需要进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形计算，并规定结构薄弱层间弹塑性位移角应小于1/50。
3多层工业厂房结构设计要点
多层厂房因为工艺布置的要求，一般都需要大空间，结构通常采用框架结构，在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是:尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简洁、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。
3.1控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。
3.2合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对周围的楼板及框架采取加强措施。
3.3地震区的多层厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的，当房屋较长时，宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝；施工中，每隔40m设置一道1400mm宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，适当提高配筋率；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
4常用的结构体系
4.1框架支撑体系。即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约，但柱间支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。
4.2纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响，缺点是柱不宜采用工字型柱，而要采用两个方向惯性矩差别不大的截面形式(如箱形柱)，使用钢量增加。
4.3钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式，靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩，但要求楼面刚度大，否则柱子间的变形不协调，无法充分发挥柱间支撑的作用。
参考文献
[1]舒情.多层工业厂房的設计与应用[J].四川建筑,2004(6).
[2]张迪.多层工业产房桩基沉降特性分析与研究[D].河北工业大学,2006.
[3]黄蓉.多层工业厂房结构设计[J].中外建筑，2003（3）.
[4]张鹏科.钢结构工业厂房设计及施工问题分析[J].陕西建筑，2009 （10）.
[5]陈为民.工业厂房屋而系统设计方案改进[J].钢结构，2010（5）.
[6]李杰生，兰霞.浅析多层工业厂房的结构设计[J].硅谷，2008 （10） .
[7]周瑞.某重型钢结构工业厂房结构设计[J].建筑结构，2010 （4） .
[8]黄彬辉，谢振昌.单层及多层厂房的结构改造设计[J].中外建筑，2008 (4).