多层工业厂房的结构设计探讨

摘 要：随着我国改革开放的深入，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，以做到合理、经济的最佳结构设计。

关键词：工业厂房；结构设计；框架结构

中图分类号：TU834.5+3 文献标识码：A

一、引言

随着我国民生经济的快速发展，为了满足工业生产的需要，工业建筑不断扩大，工艺也不断的更新，传统功能单一、建筑形式单一的厂房已经不适应现代工业的发展需要，目前，联合车间、工业大厦等多功能厂房已经应运而生，越来越多的多层厂房已经层出不穷，多层厂房具有开洞多、荷载大和跨度大的优势，已经得到了广泛的应用。

二、多层工业厂房结构设计要点

（一）多层厂房的采用的结构

多层厂房一般需要较大的空间，以便满足工业生产的需求，其结构通常采用框架结构，如果在工艺条件许可的情况下，也可以采用框剪结构。框架结构的布置原则是尽量均匀布置柱网，以便尽量使质量中心和刚度中心相接近，降低房屋空间扭转作用，同时，结构设计遵循规则、简洁，传力明确的原则[1]。

（二）合理布置电梯间的位置

由于多层厂房需要运输重大设备和货物，因此电梯设置是非常必要的。多层厂房的电梯井筒通常采用钢筋混凝土建材，其刚度很大，设计电梯井筒时要考虑其对建筑物的偏心影响，尽量避免将电梯井筒安装在端部或者角部，如果不可避免时，应该加强周围的楼板及框架。

三、结构设计中应注意的问题

（一）结构设计与工艺设计的协调

工业厂房建设的目的是服务生产，工业厂房设计应该首先满足厂房的工艺需求，结构设计尚在其次，其应该以工艺条件的设计为前提。通常情况下，工艺设计人员实施厂房工艺设计是，结构设计通常与其发生矛盾，比如开洞的位置时框架梁，工业设备应该布置颜梁方向，而现在却将其布置在跨中了[2]。因此，在对厂房进行设计阶段，结构设计人员和工艺设计人员应该充分的沟通，采用既美观大方的工艺设计，又与结构设计相符，降低施工产生的麻烦。

（二）结构计算

随着计算机技术的快速发展，其强大的计算能力为厂房结构设计提供有效的支持，使得结构设计工程师能够从繁杂的计算工作中解救出来，保留经理集中在结构设计方案的分析比较上，合理的确定厂房结构设计方案，从而有效的提高结构设计的水平和质量，以便降低厂房设计成本。

1.工业厂房楼面等效荷载的计算。荷载计算非常总要，荷载计算值的精确程度将会直接影响结构计算的准确度。比如在某一个厂房工业设计过程中，其工程工艺设计的楼面荷载均匀为15kN/m2，根据厂房工艺的设备重量和布置图，实施楼面规范的有效荷载计算方法，计算出楼面均布荷载可以按照10kN/m2计算即可。

通常情况下，多层工业建筑与高层民用建筑在楼面荷载、结构形式上存在诸多不相同的地方，多层工业建筑楼面活荷载要大大的高于高层民用建筑[3]，因此，多层工业建筑采用的板梁柱结构使用现浇钢筋混凝土结构，板厚要高于民用建筑，楼面的平面刚度可以看做是无穷大，在设计承重电梯货梯间时，如果采用剪力墙结构，则整个多层建筑的重心移向剪力墙。

2.验算节点核心区的抗剪能力。框架节点的设计原则是需要遵循强柱弱梁更强节点，同时，一二级抗震等级的节点，其还应该计算受剪承载力，由于多层工业厂房的梁柱中心线通常情况下无法重合，而且梁柱的截面的非常大，节点偏心也更加大，对于梁柱节点构造核心区以及受力都存在较大的不利影响，因此，验算空间大、跨度大和荷载大的多层工业厂房的节点核心区是非常重要的。

3.验算裂缝宽度和罕遇地震。为了满足工业厂房正常使用状态的需求，根据建筑规范验算裂缝宽度是非常重要的，规范规定裂缝宽度应该小于等于0.3mm，如果在计算过程中，导致裂缝宽度超过了0.3mm，可以采用增加钢筋根数和减小钢筋截面调整裂缝宽度，如果采用该方法无法满足需要，可以重新计算柱梁截面，对其进行修改。工业厂房结构设计是抗震设计原则必须遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”。所实施的抗震验算仅满足“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”[4]。

4.与电梯井筒相连框架的考虑。过去设计按纯框架计算，电梯井壁按构造配筋，这样偏低不安全，框架部分应按壁式框架计算出的数值进行配筋，电梯井壁则应按剪力墙配筋。

四、结束语

目前，多层工业厂房已经成为工业建筑的显著代表，引起了许多建筑学者的探索研究，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，结构设计过程中要更加的反复验算，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[J].中国科技财富.2011(03).

[2]王钰,张汉卿.试述工业厂房的结构设计及常用体系[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2010(03).

[3]闫德楼,闫立红.多层工业厂房结构设计问题的若干探析[J].中国科技财富.2011(03)

[4]高海强.多层工业厂房结构设计论议[J].科技资讯.2012(04).