段擁軍
摘 要:當前,我國的工業(yè)發(fā)展水平有了非常顯著的提升,同時工業(yè)建筑在功能方面還要充分滿足大工業(yè)生產的實際需要。此外,其工藝也產生了非常重大的變化。如果在這一過程中不能對以往的車間形式加以改進,就很難滿足當今的生產需要,在這樣的情況下就出現(xiàn)了多功能化的工業(yè)廠房,在多層的工業(yè)廠房設計過程中存在著很多的問題,這些問題都我們需要注意。
關鍵詞:多層工業(yè);廠房結構;設計
在科學技術的推動下,現(xiàn)代化的工業(yè)生產得到了很大的發(fā)展,因而對廠房的結構設計也提出了更高的要求。
1 多層工業(yè)廠房的概述
一般來說,多層工業(yè)廠房是在單層工業(yè)廠房的基礎上而建立起來的,由于其改變了傳統(tǒng)單層工業(yè)廠房的單一使用功能,加上多層廠房具有空間結構上的優(yōu)勢,能夠適應生產工藝的多樣化需求,因而受到了工業(yè)企業(yè)的廣泛關注,并在工業(yè)生產中發(fā)揮著不可替代的作用。多層工業(yè)廠房的優(yōu)點如下所示:
(1)在多層工業(yè)廠房內能夠實現(xiàn)不同樓層的生產。
(2)多層工業(yè)廠房的經濟性起到了節(jié)約成本的作用。
(3)多層工業(yè)廠房具有較小的屋頂面積,這不僅無化了天窗的使用,還有利于排出雨雪,更好地為廠房提供保溫功效。
(4)多層工業(yè)廠房使得工作區(qū)域得以集中管理,并減少了物料之間的流通距離。
2 多層工業(yè)廠房結構體系的分類
目前,多層工業(yè)廠房常用的結構體系有純框架體系、框架—支撐體系與混合體3種,每種結構體系都具有不同的優(yōu)缺點和使用范圍,因此,在多層工業(yè)廠房的建設中,設計人員需要按照工程的特點,選擇最適合的結構體系,保證多層工業(yè)廠房結構設計的安全性。
首先,純框架體系是一種比較常見的結構形式,由于其在中間位置并沒有設置任何支撐結構,只是單純地運用橫方向與縱方向的剛接,因此,這種框架體系具有占地面積小、施工簡單的優(yōu)點,但與此同時,如果施工過程中,工作人員使用了工字型鋼柱,這就有可能使得鋼量超出框架結構的負荷,從而破壞廠房結構的整體穩(wěn)定性。其次,框架—支撐體系是多層工業(yè)廠房設計中使用最為廣泛的一種形式,具有較強的經濟性。通常來講,這種結構體系以鋼柱為支撐,從而有效地控制水平剛接框架的荷載,因而比較適合橫向比較短,縱向比較長的廠房結構。但值得注意的是,施工過程中不能使柱間的支撐體系受到任何外力的作用,避免影響工業(yè)廠房結構的質量。最后,混合體系是一種新型的結構設計方式,與前面兩種方式相比,具有明顯的優(yōu)點:在兩種水平抵抗力的作用下,多層工業(yè)廠房結構的穩(wěn)定性非常強;能夠有效地控制縱向彎矩問題。然而,這種型式的框架體系對工廠的樓面剛度具有很高的要求,因此,施工人員需要嚴格分析廠房柱子變形問題,進而保證柱間的支撐作用能夠得到充分的發(fā)揮。
3 多層工業(yè)廠房結構的設計要點
通常情況下,不同的工業(yè)廠房對于其結構的形式具有不同的要求,在功能需求方面也存在著很大的差異,因此要想滿足不同廠房的設計要求,需要嚴格按照設計原則進行,注意結構設計中的要點問題。
3.1 橫向與縱向框架周期的控制
當前,按照工廠的生產要求,在一些跨度比較大的多層工業(yè)廠房中,主要運用框架式的結構體系,因此,為了保障在工期內能夠順利完成工業(yè)廠房的建設,設計人員需要嚴格控制橫向與縱向的框架周期。在框架式結構體系中,柱子的使用非常少,寬度很大,因而柱子之間的間距比較小,因而對橫向框架周期進行控制,能夠實現(xiàn)工業(yè)廠房在橫縱方向的抗震性,達到環(huán)保的目的。
3.2 電梯位置的合理布置
在多層工業(yè)廠房結構中,為了實現(xiàn)多層操作的可行性,就會在廠房中設置電梯,從而保證貨物的正常運輸。但是由于電梯井大多為鋼筋混凝土結構,其井筒的剛度比較大,所以就容易產生井筒偏心的問題。鑒于此,在對電梯位置進行設計的時候,設計人員需要對電梯井的框架結構進行加固處理,并避免將其位置安置在建筑物周圍。
3.3 地震區(qū)域的廠房設計
當多層工業(yè)廠房設置在地震區(qū)域的時候,應當少設或是不設防震縫,此外,還可以將防震縫與伸縮縫合一,并采取一系列的保護措施。首先,在整個廠房結構中應該每隔40m就設置一道后澆帶,其位置應當為整個建筑結構受力最小的地方,其長度為800mm,寬度為1400mm。其次,在多層工業(yè)廠房中受溫度影響較大的區(qū)域增加鋼筋的數(shù)量,其主要位置有底層、頂層以及山墻等位置,從而增強該區(qū)域的配筋率,提高多層工業(yè)廠房的穩(wěn)定性;還有就是在廠房設計中分析地震的加速作用,并通過采取一系列的措施,減少地震對多層工業(yè)廠房的影響。最后,為了提高多層廠房的通風性能,在廠房設計中將屋面上架設架空層,使其形成通風屋面。
3.4 相關專業(yè)的技術協(xié)調
廠房的設計應滿足于其工藝設計人員對設備工藝的要求,工藝設計人員布置工藝時常常與設計人員的想法相沖突。這就要求雙方應在設計方案確定之前多方面進行溝通,將雙方的想法和設計理念綜合體現(xiàn)在設計方案中,將雙方的沖突降至最小甚至消除。
3.5 結構計算中需要注意的問題
在廠房建設之前需要根據(jù)工藝圖將各種結構的數(shù)據(jù)計算出來,隨著計算機的普及和大量使用,建筑中對各結構的計算也轉移到計算機上。需要對多層鋼結構工業(yè)廠房的結構進行計算的方面有:柱子長度的調整計算等。
4 結語
總之,在現(xiàn)代工業(yè)建筑中,多層工業(yè)廠房作為一種具有諸多優(yōu)勢的結構形式,被廣泛地應用于工業(yè)企業(yè)當中。與此同時,為了保證多層工業(yè)廠房結構的安全性與穩(wěn)定性,需要設計師嚴格按照工廠的具體需求進行設計,通過選擇合理的廠房結構體系,做好設計要點問題,從而保證廠房工程的順利開展,不斷提高多層工業(yè)廠房的整體質量。
參考文獻
[1]劉蕓.多層工業(yè)廠房結構設計問題的若干探析[J].中華居民,2012,(10):37-39.
(作者單位:洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司)