摘要：我国很多工业厂房都是单层钢结构，在进行防震设计时需要从多方面进行考虑，不断保障这些工业厂房的安全，避免其在地震出现时出现坍塌。本文将从对于工业厂房的场地选择、结构体系和构件连接等众多方面进行分析，论述一些单层钢结构工业厂房进行防震设计需要注意的原则和要求。
关键词：单层钢结构；工业厂房；防震设计
自从汶川地震和玉树地震之后，国内很多民众都开始关注与地震相关的信息。很多处于地震带上生活的民众更加关心建筑的防震设计，地方政府也是鼓励企业在建造工业厂房时加强防震设计，以避免地震带来的危害，减小人员伤亡。
一、场地选择
在进行工业厂房选址时，应该要对当地环境认真考察，要明确当地的地质结构。要选择一些开阔、密实以及均匀土等这些有利地段，这样会使建设的工业厂房安全系数提高，建筑物结构比较稳定，一旦出现地震，出现建筑物坍塌的几率比较小。要充分避开一些河岸边、陡坡以及山顶等这些地段，很容易在出现地震时危害建筑物安全。
从一些地震数据中看来，地震区的薄土层等这些柔性结构地区一般受到地震的伤害比较低，如果是在基岩上的地区受到的伤害更低。比如说在2008年我国汶川大地震中，在汶川县内不同覆盖层厚度土层上受到地震危害的区别比较大，薄土层受到的危害明显低于厚土层。另外土地刚度大的地区所受震害也会比较小，破坏程度较轻，因此在进行选址时应该选择一些坚硬场地土。根据物理学中的共振知识可以知道，如果地震动的卓越周期和工业厂房自震周期达到一致时，就可以形成共振，共振带来的危害是巨大的，要尽量避免这种情况的发生。
二、厂房的结构平面布置
工业厂房一般构成结构比较复杂，并且体积比较大，很多工厂设备自重不均匀，这都会导致很难对厂房结构受力进行分析。但是如果结构不合理，受力极不均匀，就有可能会导致出现在地震时受到更大的危害，因此在设计工业厂房是应该按照一定的设计规则来。在场地平面图上，最好是将场地覆盖面设计成矩形，在立体设计上应该要做到几何学中的对称分布，并且在一些建筑内部的结构单元内要将一些抗侧力构件设置成对称分布，如果是加工设备自身体积比较巨大，密度也比较大，这时在设计是就应该将这些设备放置在刚度中心附近，这样就能够保障工业厂房受力比较均匀。如果是工业厂房中出现一些结构刚度差比较大的情况，就应该设置一些抗震缝。一般来说在大柱网厂房和不设柱间支撑的厂房之间应该格外注意加防震缝，一般其宽度可以设置成100毫米至150毫米之间。
三、地基基础
在选择钢结构房屋建筑地基时，要注意选择同类型结构单元的土层，避免出现性质差别比较大的土层同时被选作地基。有很多厂房在选用地基时为了节省成本，往往将结构性能比较接近人工地基的天然地基和人工地基一起使用，这样做很容易出现问题，一般要避免出现不同类型的地基，否则稍有外界力量出现就有可能会导致地基损坏，进而导致建筑物坍塌，造成人员伤亡。当基础底板进入下卧土层时，为了受力均匀，就需要加深基础或者是加大桩长，这样就能够将基础底部都保持在一个卧屋之内。如果钢结构建筑场地在遇到地震时出现一些地貌变化，比如说因为地震力而导致地裂出现河道，这时就应该在设计时采取一些预防措施，要能够加强基础的整体性。在有些地区可能会有可液化土层存在于地基持力层内，在设计时应该充分考虑到这些影响因素，避免其带来危害。
一般要避免液化土层在出现地震时沉陷的情况，可以采用加密法来进行处理。也就是加固地基，目前来说很多地基施工中都会采用强夯法或者振冲法将液化土层进行加固，加固的范围要涉及到液化土层最深处，加固完成后要进行土层标准测试，一般目前采用标准贯入锤进行测试。在采用桩基础时，所插入的深度应该由液化土层的深度来决定，一般是要伸入到液化土层以下。
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四、结构体系
4.1 截面设计
目前在很多设计中都开始采用强柱弱梁的做法，主要是增大柱端弯矩，这样就能够在一定程度上提高结构的变形能力。这样在出现地震时，就能够很好的防止出现倒塌情况。其实强柱弱梁也可以看做是一种建设的目的，就是将柱的设计弯矩放大，然后不能放大梁，这样就会导致在抗弯能力上，柱的作用加强不少，但是梁因为没有被放大，所以没有出现任何变化，因此柱的能力提高的程度大于梁。目前还有一些加强节点的措施，比如说增加焊缝的厚度，这样就能够增加连接的强度，同时也可以在梁端加腋，此外还可以增设水平和斜向劲肋。
4.2 支撑体系
支撑体系能够在保证工业厂房结构稳定中起到很重要的作用，特别是柱间支撑作用。在很多地震中，一些支撑斜杆会出现扭曲的情况，这样就会导致节点板扭曲变形，影响到整个厂房结构的安全。目前在柱间支撑已经做了很多研究工作，应用比较广泛的就是会在厂房单元中部设置上下柱支撑，并且要能够直接将地震作用力传输给其他机构，如果出现一些不能够直接传输的情况，就需要采取一些加强措施。
4.3 围护结构
如果在围护结构中出现拉结不足或者说是高宽比比较大的情况，一般都会造成较强的破坏行为。在今后的设计中要充分考虑将柱和墙进行拉结，填好围护的高宽比，这都是比较重要的。
五、构件连接
5.1 节点脆性破坏原理
目前很多专家学者已经对节点的脆性破坏进行了很多研究，并且发现了主要是由焊缝的质量和比较高的二向应力引起脆性破坏的。其实在实际的脆性裂纹中，有很多种断裂模式，其中大量的断裂模式都是来自于梁下翼缘和柱翼缘交叉区域，因此该区域就是发生脆性破坏的主要地区。出现破坏的原因可能是结构在焊接过程中的问题，有些焊缝金属的冲击韧性比较低，自身存在一些缺陷，这样就可能会出现脆性破坏。
5.2 梁柱节点的设计原则
梁柱节点的设计原则主要就是要让节点能够传递被连接板件的弯矩和剪力，要能够保证节点不在地震情况下发生脆性破坏。在进行焊接时，一定要通过一些抗震措施来进行加固，可以考虑用塑型铰自梁端外移来避免出现焊缝被破坏的情况。
六、结语
本文从很多个方面对单层钢结构的工业厂房抗震设计做出了说明，在今后进行设计厂房时，应该要充分重视其防震性能，从整体进行规划，要将工业厂房的每一个构件都进行认真考虑，构件之间的连接均要在可能发生地震时的受力情况进行分析，不断的总结一些地震数据，更好的做好工业厂房抗震设计，保障厂房安全。
参考文献：
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论文作者:龙昊鹏,宋平平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/7/9
标签：厂房论文; 土层论文; 工业论文; 结构论文; 地基论文; 脆性论文; 钢结构论文; 《基层建设》2018年第12期论文;