摘要：不断提高的物质文化生活水平，渐渐的改善人们的居住环境，而且新的建筑理念也被体现。不断发展的科学技术，不断地改进与提升我们工业生产，随之变得复杂还有我们的工艺流程。工业厂房结构设计应该做到合理、经济，这对只有单一的生产功能与简单的建筑布局的单层厂房来说是很大的冲击，多层工业厂房以其跨度大、荷载大、开洞多等自身较多的特点，在工业生产厂房设计被广泛应用，拥有更广阔的前景。本文分析多层工业厂房结构设计的要点及结构设计中应注意的问题，以做到安全、合理、经济的最佳结构设计。
关键词：多层厂房；设计；结构
引言
随着我国十三五规划的进行，中国经济在全球领域扮演着越来越重要的角色。工业生产也随之不断的改进提升，工艺流程布局的复杂化，对于以前生产功能单一，建筑布局简单的工业厂房是一次革命性的改变；与此同时，计算机的推广普及，结构计算软件的智能化、精细化，解决了复杂繁琐的结构计算问题。从而应运而生了大跨度、大空间、建筑布局复杂的多层甚至高层生产性工业建筑，在这样的高速发展的背景下，建筑结构布局及设计参数的合理选用，就在结构设计中占到了举足轻重的位置。
一、多层工业厂房常用的结构体系
多层工业厂房结构常见的有：纯钢结构、混凝土框架结构、钢-混凝土混合结构以及少墙框架结构等。
1.纯钢结构。纯钢结构适用于适用跨度要求大，空间使用要求较高的多层工业厂房。钢结构厂房施工工期相对较快，梁高能得到很好的控制，但因为钢结构自身的特性，此类厂房的舒适性会相对较差，施工工艺要求较高，。
2.混凝土框架结构。混凝土结构的多层工业厂房普遍适用于各个工业生产的各个领域。对使用舒适性要求比较高的建筑一般为混凝土框架结构，是一种成熟经济的结构体系，施工工艺成熟。
3.钢-混凝土混合结构。钢-混凝土混合结构综合了以上两种结构的优点。既可做到大空间，又能满足使用上的要求，但是施工技术和成本相对较高。
二、多层工业厂房结构设计要点
多层厂房在满足工艺布置的要求，一般要求经济，施工简单，因此结构通常采用框架结构.多层工业厂房结构布置的原则是：尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。
1.控制框架横向与纵向的周期。一般的多层厂房横向跨度较大、柱距大，柱数量少；而纵向方向柱距较小，柱数量多。位移跟位移比多是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。
2.合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，一般需要设置电梯。电梯井筒刚度大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对井筒周围的楼板及框架采取加强措施。
3.超长多层厂房宜设伸缩缝。伸缩缝宽度应同时满足抗震缝相关要求。当建筑使用功能或建筑造型不宜设缝时，可以采取下列措施适当增大伸缩缝最大间距：1、施工中，每隔30m-40m设置一道800mm-1000mm宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；2、在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，可采用施工控温；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
4.满足生产工艺设备要求。多层工业厂房是为工业生产服务的，因此在设计工业厂房时应与工艺设计人员相协商，详细了解工艺要求，如：设备的布置、使用荷载、开洞的部位等。在结构安全的前提下，满足工艺要求，尽可能优化结构方案，做到安全、合理、经济。
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三、多层工业厂房结构设计中应注意的问题
1.平面竖向布置规则，避免突变
多层工业厂房因为工艺布置的要求，空间要求，以及建筑立面效果，采用框架结构时应尽量使柱网均匀、对称，减小房屋的空间扭转作用，控制好质心与刚心的距离。结构应尽量规则、简捷，能够做到传力明确，尽量避免体形的突变收缩、凹角等造成局部应力集中，竖向构件刚度应满足规范要求，不宜出现刚度突变，尽量少采用转换结构。
2.合理布置支撑系统
在地震烈度较高，设备荷载较大时，为了提高结构的抗震能力，在控制结构位移和优化墙柱布置时，可以协调工艺布置而采用对结构有利的支撑系统。支撑可以有效的提高结构的抗侧能力，增加结构构件的稳定性，增强厂房的整体稳定性和空间刚度，还能提高竖向构件的承载力。
3.根据实际情况选择适当的梁系
由于厂房荷载大，跨度大，在层净高有要求时，可以通过调整梁系来控制净高，考虑各种梁系的受力特点以及经济性，根据实际情况选采，一般情况下会优先选择单向次梁的梁布置形式，但有时为了控制梁高采用井字梁，为了节省成本采用大梁大板等。梁系的布置是工业厂房结构设计中最常见的问题。
4.各种类型的荷载
工业厂房的荷载主要考虑集中荷载、悬挂荷载、楼面荷载。集中荷载主要包括设备自重，局部堆载，有时还需要考虑设备的震动扰力，根据规范要求进行动力计算。悬挂荷载主要包括管道荷载，吊车荷载，管道还可能产生水平荷载及附加弯矩。楼面荷载除装修面荷载外，主要根据生产工艺的要求，在不同的生产楼地面对使用活荷载进行取值，工业厂房的活荷载一般大于民用建筑中的活荷载，对于一些特殊用途的工业厂房还应根据实际使用荷载进行取值。
5.应设置合理防破坏机制
地震等地质灾害会对结构造成不同程度的破坏，损失程度的轻重要视破坏程度而定，此外结构破坏应优先保证人的生命安全，所以结构设计中应考虑破坏次序，防止结构因构件的破坏先后次序而造成重大的人员伤亡，工程师要把握一个设计原则：避免结构整体破坏先于结构部分的破坏。主要原则是：一强柱弱梁，也就是避免柱子的破坏先于梁的破坏，竖向构件是主要承重构件，一旦破坏将导致结构坍塌；二是强节点弱杆件，避免节点的破坏先于构件的破坏，节点是杆件之间以及杆件与竖向构件连接的关键；三是强剪弱弯，剪切破坏为脆性破坏，突发性的脆性破坏发生时间短，危害性高，而弯曲破坏一般为延性破坏，延性破坏一般时间较长，而且能根据构件的变形判断破坏程度，给人们预留充足的逃生时间。
6.非结构部件的处理
非结构构件指的是隔墙、围护墙、女儿墙等非主要受力构件，这些构件作为重力荷载附加在主体结构上，不参与主体结构整体受力分析，但在地震期间却能够改变主体结构构件在地震中的受力状态及分布规律。所以，非结构部件的处理对于建筑结构整体抗震能力意义重大。非结构构件处理的方式一般为：一让非结构部件成为抗震结构整体的一部分参与结构整体计算分析，二让非结构部件与抗震结构整体完全脱离，使其成为一个附加荷载，不影响整体计算分析；非结构构件与结构整体应根据实际计算采取不同的的连接方式，以保证构件在地震等突发情况下脱落造成人员伤亡。
结束语
总的来说，在如今的多层工业厂房的结构设计，应根据实际情况运用恰当的结构体系，进行合理的受力分析，还要采用适当的构造措施，这样才能在符合现代的工艺要求前提下达到安全、经济，同时满足不同工业自身的特点。
参考文献：
[1]刘芸.多层工业厂房结构设计问题的若干探析[J].中华居民.2016.
[2]康勇.浅论多层工业厂房的结构设计[J].科技向导（建工论坛）.2015.
论文作者:李少豪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/28
标签：结构论文; 荷载论文; 厂房论文; 多层论文; 构件论文; 工业论文; 结构设计论文; 《基层建设》2019年第16期论文;