郭溥

（貴陽鋁鎂設計研究院有限公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

工業(yè)廠房的建設對于工業(yè)的生產發(fā)展非常重要的。因為所建設的工業(yè)廠房室內空間是有限的，為了能夠合理的布局工業(yè)廠房的各區(qū)域，最大限度地運用廠房的資源，最有效的措施就是建設多層工業(yè)廠房。工業(yè)廠房的建設是工業(yè)生產和發(fā)展中的關鍵構成之一，所以在多層廠房的建設中要充分考慮到廠房的安全性以及抗震能力等。在多層工業(yè)廠房的結構設計過程中，應以具體的需要為根據，開展合理可靠的廠房設計。多層工業(yè)廠房設計如圖1所示。

圖1 多層工業(yè)廠房設計

1 多層廠房的使用范圍及介紹

多層工業(yè)廠房在輕工業(yè)的生產制造中是比較適用的，輕工業(yè)可以運用多層工業(yè)廠房的樓層來設置更為有效合理的生產條件。依據我國現階段的工業(yè)發(fā)展情況來說，輕工業(yè)領域中，對多層工業(yè)廠房的運用是非常廣泛的，比如紡織業(yè)、服飾制造業(yè)、食品加工生產業(yè)等以及其他的輕工業(yè)。對于很多的輕工業(yè)生產來說，為了更好地達到生產工藝以及生產流程的標準和相關規(guī)定，雙層工業(yè)廠房的使用相較于單層工業(yè)廠房是具備更多優(yōu)勢的，比如精密儀表制造業(yè)、半導體工業(yè)、電子工業(yè)等，在其生產過程中為了更好地保證產品或者儀器設備的精密度，必須設定保證溫濕度平穩(wěn)的空調廠房，保證產品干凈清潔的廠房，或是根據別的特殊規(guī)定設置相對應的工業(yè)廠房。比如產品的生產制造對其干凈度的要求比較高，如果在單層工業(yè)廠房內是很難保證產品的清潔度的，因為產品生產的過程一般比較復雜，在生產期間可能會產生一些污染物等，而如果建立多層工業(yè)廠房的話，就可以更加合理的設置廠房的空間，將產品放于工業(yè)廠房的較上層，就可以很好地保證產品的清潔度。一般情況下，會將加工廠里的中大型機床放到工業(yè)廠房的最底層，較小的機器設備放到樓層內。在工業(yè)廠房內主要的運輸方式有電梯運輸和電瓶車運輸。多層工業(yè)廠房在城市中建設，能夠達到城市規(guī)劃建設的規(guī)定，而且是比較節(jié)省用地面積的。在相同的多層工業(yè)廠房總面積的條件下，其中四層廠房的工程造價是最經濟實惠的。

2 雙層工業(yè)廠房的結構基礎理論體系及特性

2.1 結構基礎理論體系

在多層工業(yè)廠房的結構設計主要有框架理論體系、純框架理論體系以及混合體系三種結構理論體系?？蚣芾碚擉w系也叫作支撐體系，其又分為柱形支撐和剛接框架式。柱形支撐是工業(yè)廠房的縱向設計結構，剛接框架式是工業(yè)廠房的橫向結構設計?？蚣芙Y構體系適用于長方形的廠房結構，是因為它的造價成本較低，而且結構的形狀類似長方形，絕大多數工業(yè)廠房的結構形狀都是長方形，因此支撐體系與工業(yè)廠房的結構設計匹配度很高，而且其使用的建筑材料也是非常的少，總之造價是很經濟實惠的[1]。純框架結構與框架結構是不一樣的，純框架結構體系是沒有柱形的支撐，純框架結構都是選用剛接框架的形式，這樣的結構體系其使用的材料中間的銜接空隙是比較小的，進而會將工業(yè)廠房的安全度提高，但是選擇用此結構會提高工業(yè)廠房的制造成本費，消耗大量的建筑材料。多層工業(yè)廠房框架結構如圖2所示。

圖2 多層工業(yè)廠房框架結構

2.2 多層工業(yè)廠房的優(yōu)勢

多層工業(yè)廠房相較于其他形式的廠房來說所體現的優(yōu)勢是比較明顯的，其中主要表現在節(jié)約成本費用、管理便捷、適應范圍廣3個方面：①節(jié)約成本。多層工業(yè)廠房和單層工業(yè)廠房的結構設計進行對比，可以發(fā)現多層工業(yè)廠房所需建筑材料少，低成本，占地總面積也小，多層工業(yè)廠房所具備的功能更多，而且多層工業(yè)廠房的制造成本低也減少其施工的工期。②管理便捷。因為多層工業(yè)廠房的結構簡易，而且功能豐富，也有很多新型材料的加入，可以將防火、防水、防爆等設計使用到一種材料上，所以這都使多層工業(yè)廠房的管理變得更加的便捷。③適應范圍廣。多層工業(yè)廠房有三個結構體系的，技術工程師在工業(yè)廠房的設計過程中可以根據具體的需要進行選擇，還可以將幾種結構體系搭配使用，重新組合出來的新結構，使得多層工業(yè)廠房的運用范圍更加廣泛。

3 多層工業(yè)廠房結構設計中應注意的問題

3.1 進行合理的結構布置

雙層工業(yè)廠房結構的設計涉及很多方面，其中在結構布置上是非常容易發(fā)生錯誤的，這就會導致工業(yè)廠房存在安全隱患。就廠房的結構設計來講，工業(yè)廠房的空間結構跨距是比較大的，一般選用組合的框架結構。注意在工業(yè)廠房結構的設計中合理的使用柱網結構，柱網是方便進行室內布置的，而且可以較好的分散廠房的重量，在柱子間建立非承重墻，可以對廠房的室內結構進行任意的分割，所以要充分利用好柱網結構進行空間的合理布置。除此之外，工業(yè)廠房與城市房屋的建筑是不一樣的，工業(yè)廠房的保護措施是比較少的，所以在施工建設中更容易受到損壞。這就對工業(yè)廠房的設計提出要求，需要在設計中解決這些問題，比如在橫向結構中，留意主框架的移動范圍；在豎向結構中，留意對重量的分配等，工業(yè)廠房結構的設計人員需要在這些關鍵的方面，對結構進行不斷的優(yōu)化設計，以保證工業(yè)廠房能夠更好地發(fā)揮作用。

3.2 關于防破壞機制的設計

在大城市里的工業(yè)生產廠房是非常少的，絕大多數工業(yè)廠房都是建在山區(qū)或者城市郊區(qū)地帶。所處的自然環(huán)境是比較惡劣的，極易發(fā)生各種各樣的地質自然災害，這不僅會給工廠的產生帶來嚴重的損失，也會對廠房的職工生命造成安全威脅。因而，工業(yè)廠房結構設計人員需要對防破壞體制的設計進行充分的考慮[2]。發(fā)生自然災害時對工業(yè)廠房主結構造成的影響是比較大的，梁和柱是工業(yè)廠房主結構中最重要的部分，在柱受到損壞的時候，工業(yè)廠房是不會馬上坍塌的，但是如果梁遭到損壞，工業(yè)廠房的頂端結構便會坍塌，造成直接的損害。因而，在對工業(yè)廠房結構進行設計時要保證柱的質量比梁質量要更高，這可以使梁受到的損壞更晚。除此之外，在設計時還需要留意強節(jié)弱桿，各支架之間是需要節(jié)點進行連接的，假如節(jié)點遭到損壞，那么對工業(yè)廠房的結構造成的損害的非常大的，并且這種損害是不可逆的，所以要加強對節(jié)點的設計。最后一點，在結構的設計時要注意對結構抗剪承載力的設計，使其是比抗彎承載力更大的。

3.3 電梯井道的設計

在部分大中型工業(yè)廠房中，其豎直相對高度是很高的，進行工作時的機械設備也是比較重的，所需的物資體積也是很大，這時就沒法通過人力進行運送，所以此時就需要在工業(yè)廠房中設計電梯，進行貨物及設備的運輸，電梯的設計在多層工業(yè)廠房中是具有重要意義的。但是在電梯井道的設計中是存在一定安全隱患的，必須要根據工業(yè)廠房的結構體系以及樓面等效荷載來進行處理的[3]。由于樓面等效荷載容許的偏差較小，造成的影響較大，所以要優(yōu)先考慮樓面的等效載荷的設計。在工業(yè)廠房的電梯設計安裝與廠房結構要配對，并嚴苛挑選建筑鋼筋混凝土，選擇合適的參數。多層工業(yè)廠房建筑施工如圖3所示。

4 確定多層工業(yè)廠房設計中的結構

伴隨著計算機技術性的迅猛發(fā)展，廠房結構設計工作人員慢慢將繁雜的結構計算工作擺脫了，就可以把更多的時間和精力花費在結構設計方案的選擇上尋找到最合適的結構布局和結構計劃方案，減少工程預算，提高多層工業(yè)廠房的設計水準。

（1）需要對樓面的等效荷載進行計算。在開展工業(yè)廠房整體結構的計算之前，需要先計算樓面的載荷，荷載值的準確度會對廠房結構的計算結果造成直接的影響[4]。而且多層工業(yè)廠房與多層的房屋建筑是存在一定的區(qū)別的，比如在樓面活荷載及房屋結構形式都是有不同之處的，多層工業(yè)廠房樓面的活荷載是比多層房屋建筑大一些的。而且在多層工業(yè)廠房結構設計的時候，它的跨度柱網比較大，并且平面內無隔斷墻。所以，需要關注多層工業(yè)廠房的樓面荷載的計算。

（2）需要驗算在核心區(qū)框架節(jié)點的抗剪承載力。對結構的框架節(jié)點進行設計的時候時通常遵循強節(jié)弱桿的節(jié)點設計原則，屬于核心區(qū)域的節(jié)點需要計算其抗剪承載力。多層工業(yè)廠房梁柱的中心線是不容易重合的，有大的柱橫截面，節(jié)點偏心也相對比較大，對核心區(qū)域節(jié)點的受力是有影響的。因而，多層工業(yè)廠房其荷載、跨度及空間較大，所以務必開展在核心區(qū)節(jié)點的抗剪承載力的計算。

（3）需要對裂縫的寬度進行驗算。進行驗算的主要目的是為了確保多層工業(yè)廠房可以達到正常的運用標椎。一般來說，混凝土梁的裂縫寬度應低于0.3mm，假如超出0.3mm，可以利用建筑鋼筋總數的增加和鋼筋橫截面的減少來進行調節(jié)。假如仍不符合設計的相關規(guī)定，則應改動柱和梁橫截面，然后再次進行計算。

（4）在工業(yè)廠房的結構設計中需要考慮到電梯井道周邊的框架結構。根據純框架設計來對電梯井壁的配筋進行計算，會使配筋率較低，導致結構的受力部位出現變形，存在安全隱患。所以，應該要根據壁式框架來計算電梯井壁相連部分的有關值，隨后電梯井壁要根據剪力墻進行鋼筋的設計，加工以及配置。工業(yè)廠房電梯井道設計如圖4所示。

（5）多層工業(yè)廠房的結構設計應該與相關的工藝設計相融合。在設計工業(yè)廠房的結構時，設計者應掌握廠房結構的布局，設計的結構和工程施工質量應盡量達到相關的規(guī)定。

5 結語

總的來說，設計工作人員在設計多層工業(yè)廠房時要考慮到多種因素，依據具體情況挑選合適的結構體系，防止造成施工建設的困難，還需要考慮抵抗自然災害帶來的損害。工業(yè)廠房在設計結構時的計算要精確，計算時要不斷調節(jié)各種各樣主要參數，以達到最好的效果。那樣，設計的工業(yè)廠房可以做到既經濟又安全的要求。