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摘要：随着国家机械工业的快速发展，新型建筑材料的生产及应用，建筑的结构选型也越来越多样化，坚持切合实际．安全适用．技术先进．经济合理的设计宗则，更多的应用了三新：新技术、新结构、新材料，各地区不同情况不同对待，因地制宜。本文分析了各类工业建筑的使用特点，探讨了工业建筑的结构选型方法。
关键词：工业建筑；结构选型；方法
工业建筑是用于工业生产的建筑物，其不仅包括生产车间及仓储空间，同时还包括宿舍、食堂、办公楼等配套建筑。在现代管理理论及实践经验日渐丰富的今天，企业对生产效率、管理效率的重视日渐增强。
一、各类工业建筑的使用特点
传统的结构类型和新型的轻钢结构各有特点：传统的砖混结构、钢筋混凝土结构设计、施工技术成熟，大跨度屋架有各种标准图集可供套用，各地都有大型构件厂制作预制构件。这类结构基本无须保养整修，整体使用年限均可达到五十年。其缺点是结构自重大，跨度受局限，预制构件制作、运输、吊装施工周期较长，造价相对较高。新型的轻钢排架梁、轻钢刚架和网架结构以其结构自重轻、跨度大、构件制作、运输、吊装施工周期短、车间外观较好，造价低的特点倍受建设单位和结构设计人员的青睐，得以在大跨度工业建筑中广泛运用。其缺点是金属材料（主要是其表面涂层）耐久性相对较差，长期使用需要维护，其配合使用的镀锌彩钢板的使用寿命一般不超过十五年。
二、工业建筑的结构选型方法
1.工业建筑结构选型包括结构体系的选择，柱网的布置，梁的布置，剪力墙的分布，基础的选型等。设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风力情况等条件来选择合适的结构体系。是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体，还是巨型框架、脊骨体系、选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙（剪力墙）的分布和尺寸等。工业建筑高度、规模、投资都在日益增大，加上影响结构选型的各种综合因素增多，都需要更加先进、更优化的结构系统相匹配。在结构设计选型中选择预应力钢筋混凝土结构，轻钢结构和各种轻型空间结构等轻型结构能够在一定程度上增加建筑的抗载能力。
2.结构概念是指在施工图阶段，对工程结构计算所需的材料性能、力学知识和结构分析方面，必须有一个正确的概念，这对实现总体方案，确保施工图设计质量是至关重要的。其思维方式习惯于重视横向思、重视实践、重视综合考虑、重视改革创新、重视相对性。在结构选型中采用概念设计能够在一定程度上控制裂缝形成。概念设计是结构选型的中的一种新思路，能够用整体概念考虑结构总体系统和各个基本分体之间的力学关系，创造一个良好、安全和经济的结构总体方案。计算机技术和信息技术的发展使得现在结构分析常常借助于计算机运算，即结构电算。结构电算中的程序选择和应用分析都和概念设计密切相关。结构计算的过程中要简化计算模型，简化计算程序。模型要尽量符合真实受力情况，包括结构构件的空间布置、荷载的分布、结构构件的刚度、形式、约束、连接、位移变形特征等，实际结构的简化模型应与软件假定的力学模型相符。
3.结构选型的一般规定
（1）优先选用预应力混凝土装配式钢结构，必要时也可采用现浇混凝土结构。当跨度≤15m，柱距≤4m单层厂房，且：第一，柱顶高度≤6．5m无吊车或有≤2t悬挂吊车厂房；第二，吊车起重量≤3t，轨道顶高度≤5．4m轻级、中级工作制厂房，均宜采用砖混结构（砖墙、柱（配筋砖柱）承重，钢筋混凝土楼板及顶板组成的结构）。
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（2）当跨度为18m，柱距为6m的单层厂房，一半采用钢筋混凝土结构，若材料或施]二有困难，在下列情况之一者，也可采用砖混结构：第一，柱顶标高≤7．5m，无吊车或有≤3t悬挂吊车；第二，吊车≤5t，轨顶≤6m的轻、中级工作制吊车厂房；第三，柱顶≤7m的设有≤0．75t锻锤的厂房：第四，除顶层外，各层主梁跨度≤6．6m，开问≤4m，楼板荷载≤400kghn，承重隔墙较密的五层（及以下）的试验楼、办公楼或生活辅助建筑，宜采用砖混结构，承重隔墙较疏的四层（及以下）的上述构筑物也可采用砖混结构（独立承重柱超过：三层时，宜采用钢筋混凝土柱）；第五，除顶层外，各层主梁跨度≤9m，开间≤4m，楼面荷载≤400kg／m，承重隔墙较密的四层（及以下）的试验楼、办公楼或生活辅助建筑也可采用砖混结构；第六，除顶层外，各层主梁跨度≤7．5m，楼面荷载≤1000kg／m：，楼层总高度≤15m的四层及以下厂房的试验楼，可采用钢筋混凝土内框架结构；第七，独立砖柱截面不宜超过490mm X 490mm，否则宜采用钢筋混凝土或组合砖柱。在大中型厂房中，应采用装配式钢筋混凝土结构和预应力结构。在特别高大的重型厂房和基础有特殊要求的厂房宜采用钢结构或部分钢结构。
（3）具有高温的厂房建筑物，当构件表面温度长期处于50℃ 以上时，不应采用木结构，当构件表面温度长期处于150℃ 以上时，应采用钢结构，并须采取相应隔热防护措施，使构件表面温度保持在150℃ 以内，当钢筋混凝土构件表面温度：吊车梁≥60℃，屋架、屋面梁、托架≥80℃，以及其他构件≥100℃时，必须采取隔热防护措施，但采取措施的表面温度仍≥60℃时，计算时应对其钢筋混凝土强度和弹性模量进行折减。
三、工业建筑实例
1.电厂煤斗。煤斗属于大型设备，具有体积大、高度高的特点，会产生水平地震作用。对其支承构件造成的附加弯矩、扭矩等内力，则需要相应的计算补偿其附加内力。具体做法为：在设备重心位置增加设置支承结构，降低附加内力；在支承梁杆轴心垂直的方向增设梁结构，使支承梁的扭矩转成为作用于梁上的弯矩。而梁的抗弯能力是非常强的，从而使危险转移；支承结构抗扭配筋加强，楼板强度加强。
2.磨煤机隔振。
（1）火电厂的发电离不开将煤炭作为燃料，磨煤机是重要的设备工具。振动程度较大会干扰其他设备的正常运行，尤其是配电装置和发电机组所在的控制室。为了解决这些外界干扰问题，弹性支承系统应运而生。该系统隔振能力较好，使用弹簧隔振器来消除振动的影响效果明显。
（2）磨煤机基础采用弹簧隔振系统后，与常规块式基础相比具有许多优势。第一，采用弹簧隔振系统后，磨煤机基础台座的体积或重量大约只有常规基础块的一半。因而减小了占地空间，有利于工艺布置。第二，采用弹簧隔振系统后，减小了磨煤机产生的振动，减小了磨煤机对周围厂房及工作人员的振动影响。不会有明显的振动传递到主厂房上。基础的隔振效率可达到90%以上，并可降低噪声。另外，由振动引起的锅炉及锅炉内衬的损坏和由于振动而造成的火力发电厂的运行事故也可以避免。由于磨煤机基础台座与锅炉房厂房结构分离，磨煤机基础的施工相对独立，并有很大的灵活性。磨煤机基础的施工可以交叉进行，可以缩短施工周期。第三，简化磨煤机的调平，其基础沉降可以通过弹簧隔振器得到调平。第四，采用弹簧隔振系统后，磨煤机本身所受的动荷载很小，降低了磨煤机的磨损，使磨煤机的运行可靠性提高。同时还可以延长磨煤机的使用寿命，延长磨煤机的大修周期。与常规基础相比，采用弹簧隔振系统后，磨煤机基础的振动具有可控性。采用弹簧隔振基础后，传到基础下面的荷载较小，因而可以减少地基基础的处理费用。
3.吊车水平载荷。很多工厂的生产都需要吊车运送沉重的货物，吊车载荷分为水平和竖直两个方向。在结构分析中能够将吊车的水平载荷以等效静载荷的形式施加在排架柱上，竖直载荷则通过移动静载荷方式施加。具体步骤为：纵向水平载荷的标准值确立；横向水平载荷的标准值确立；吊车水平载荷施加；吊车竖向载荷施加；吊车载荷输入。桥梁模块能够对吊车载荷结构进行整体优化，减少数据计算人员的工作量。
工业建筑结构要满足生产需要根据使用功能、自身条件、环境因素等多方面进行设计和选择。尽量达到合理性和经济性。在设计的过程中还要考虑对裂缝的影响，在设计之初就做好裂缝预防措施，能够在很大程度上避免结构裂缝，保障建筑的质量。
参考文献：
[1]廉乐乐：《高层住宅建筑结构设计优化》，《城市建设理论研究》，2012（6）。
[2]《建筑结构设计综合手册》编委会编著．2012．04．河南科技出版社．
[3]《结构概念和体系》高立人等译．s．D斯多合斯伯利著．2009年，中建工版．
论文作者:杨智领
论文发表刊物:《基层建设》2015年12期
论文发表时间:2016/11/16
标签：结构论文; 吊车论文; 载荷论文; 工业建筑论文; 厂房论文; 基础论文; 磨煤机论文; 《基层建设》2015年12期论文;