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摘要：工业化的深入，有力地推动了工业厂房建设技术的发展，然而在工业厂房建筑的结构设计方面，同时又面临着挑战，传统厂房建筑形式和功能单一，其结构设计已经不适应现代工业化发展的需要，因而涌现出诸多问题。本文围绕多层工业厂房混凝土的结构设计展开探究。
关键词：多层工业厂房；混凝土；结构设计
前言
随着建筑技术水平的不断提高，钢筋混凝土结构逐渐被广泛地应用与推广，因此对混凝土结构进行研究具有十分重要的现实意义。本文主要就多层厂房的混凝土结构的相关问题进行简要的分析与研究，以期为提高多层建筑的设计水平以及建筑工程的质量提供坚实的理论基础。
1.多层工业厂房的基本特征
1.1平面结构布置和柱网布置
在进行多层工业厂房的平面布置中，往往为了使工艺要求得到满足，使结构进行不规整的布局，布梁不整齐，同时柱网也不规则，更甚至有的工艺需要在主受力构件上进行开孔的现象。另外，多层工业厂房的内部空间一般相对较大，大多数的柱距约为6~12m，有局部存在抽柱设计的，会将柱距提高到18m 以上。这样一来，会使结构传力变得复杂，受力并不明确，在设计时就会容易导致应力集中的现象。
1.2竖向结构的布置以及层高
一般情况下，对于多层工业厂房来说，其层高比较大，可以高达4-8米的范围，同时在竖向布置上，经常会出现夹层错层，楼板进行开洞的情况，这样一来，会导致楼板不能提供满足要求的平面内刚度，在竖向上结构的有效质量 分布未能达到均匀。如果出现地震，厂房的结构就可能会产生“短柱效应”，导致在局部柱段的水平剪力对截面设计产生重要影响。
1.3各类型的荷载要求
在工业厂房建筑中，在集中荷载方面主要有设备自重，有时候还应对设备的震动扰力进行考虑，严格依据规范与标准要求对动力进行精确的计算。在悬挂荷载方面，主要有吊车荷载以及管道荷载，有时管道会使水平弯矩或者荷载。而在板面荷载上，主要是根据相关的生产工艺的要求与标准，在不相同的生产楼地面设置不一样的活荷载取值，但是这样的活荷载大小一般情况下都会大于工业建筑中的活荷载大小。
1.4楼面以及基础形式
在多层工业厂房中，大部分使用现浇白钢筋混凝土楼面，但是在楼板会出现开洞或者局部厚度的变化。而在厂房的基础形式方面，大多数应用的是柱下独立基础或者柱下条形基础，如果地基承载力较差，可应用灰土挤或者砂桩密桩的方法进行施工，同时还可利用灌注桩，直接在坚硬的土层上面进行施工。
1.5轻型围护结构
在多层工业厂房设计中，其围护结构一般作为主要的承重体系，大多数情况应用轻质的原材料，在屋盖结构方面应用钢桁架檩条体系，再用轻质保温层加铺。这一种材料与设计有助于使结构自身重量减轻，使地震的反应降低。
2.混凝土结构
目前，混凝土结构具有非常多的优势，它的 物理力学性能良好、取材相对容易，同时造价又可观的优点，但是它的主要优点在于耐久性很好，虽然易被腐蚀，但是有混凝土的保护层进行包裹保护，阻隔了与空气的接触，不容易导致锈蚀，因此混凝土结构的使用寿命是非常长的。因而成为了现代工程建筑使用最广泛的结构形式之一。但是如果只片面地考虑混凝土的耐久性，而忽略混凝土结构的整体耐久性，会影响建筑的结构安全性。同时在很多地区属于地震多发段，地震对建筑物结构的危害非常大，因此必须对抗震性，特别是对于多层工业建筑中，抗震性显得重要，高楼层的顶部当受到地震作用的时候，侧向的位移也会越大，就更容易导致坍塌现象的出现。
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3.混凝土结构设计的原则
1.1混凝土结构的实用性原则
设计的混凝土结构必须具有实用性，实用是混凝土结构的主要要求，只有突出混凝土结构的实用性，整个混凝土结构设计也才能适应市场的需要，也才能满足使用者的各类需求，混凝土结构的设计工作也才能找到实施的基础。
1.2混凝土结构的安全性原则
混凝土结构设计过程中应该突出安全，一方面要确保混凝土结构施工过程中安全目标的实现，要为混凝土结构施工创造一个安全的环境，这是进行混凝土结构设计的必要前提。另一方面要确保混凝土结构使用的安全，力争在建筑物和混凝土结构的使用寿命中做到对安全的保证.
1.3混凝土结构的整体性原则
应该将混凝土结构的设计工作进一步深化，使整体性原则得到进一步落实，让整个混凝土结构达到一个性能综合、结构连续的整体，在实现对建筑物功能维护的同时，确保整个工程的统一。
4.多层混凝土厂房结构设计要点
因企业单位在进行生产时，多层厂房大部分都需要进行大空间与大跨度的设计，而在结构方面，一般情况下应用的是框架结构。在布置多层厂房整体结构时，为了保证工业厂房的刚度中心与质量中心相接近，使 厂房在空间上的扭转作用降低，应尽可能地对称均衡布置柱网。具体设计要求主要有以下几方面：
（1）对电梯间的位置合理布置。因为大部分的多层厂房都是为需要应用大型机器作业的企业提供的，所以合理设计电梯间的科学非常重要。企业在进行大型设备及产品或者货物的运输时就需要电梯间发挥作用，如果电梯间设计合理，有利于运输的情况下，就能够为企业节省一部分的人流与物力。在设置电梯间位置时，必须充分地考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置方面尽可能地避免电梯井筒在建筑物的角部与端部布置。如果因工艺布置需要而不可避免的时候，必须采取措施加强周围的楼板以及框架的结构。
（2）对框架周期科学设计。多层厂房因为空间较大、跨度大、柱子较少，同时部分多层厂房的柱距方向尺寸也较小，柱子数量多，这时在进行在厂房结构设计时，就必须采用横向控制，以例横向的抗震能力扩大，这样的设计不但能提高厂房的抗震能力同时也可以为企业节省成本。因此，相关工程的设计者必须科学合理地对横向框架与纵向框架的周期进行设置。此外，框架结构及框架--抗震墙等结构，因为填充墙的存在，使结构的计算刚度小于实际刚度，计算周期超过实际周期，所以计算结果的地震剪力偏小，导致结构的不安全性，因而要折减结构的计算周期。
（3）合理设置防震缝。我国的国土面积较大，同时地形较复杂，有不少地区处于地震多发带，对于地震高发区，进行多层厂房的设计时，必须充分考虑防震设计，它是衡量厂房质量的重要标准之一。在厂房的抗震设计上应尽可能地减少或尽量避免防震缝的设置，因为在地震区域的厂房的伸缩缝是合一的。如果实际需求的多层厂房跨度较大，一般情况下适宜相隔30至40m进行一道800至1000mm宽的后浇带设置，同时后浇带的位置应该在厂房结构受力影响最小的区段进行设置，以起到减少伸缩缝及防震缝的作用；除此之外，还要要注意的，在厂房昼夜温差相对较大的顶层与底层以及内纵墙端开间的墙体等位置，在设计的时候要尽可能地提高配筋率，以使厂房的寿命提升，另外还应对屋面隔热保温层加厚或或者设置架空层以形成通风屋面。
总结语
多层混凝土厂房是企业提供工业生产的场所，因而其结构设计的科学合理性是影响企业稳定发展的重要因素。在进行多层混凝土厂房结构设计的时候，必须充分考虑各方面的因素以及各项科学计算参数，才能设计出高质量的建筑作品以满足企业可持续发展的需要。
参考文献：
[1]黄蓉.多层工业厂房结构设计[J].中外建筑，2013，（03）.
[2]黄彬辉，谢振昌.单层及多层厂房的结构改造设计[J].中外建筑，2008，（04）.
论文作者:武玉赞
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/17
标签：厂房论文; 多层论文; 结构论文; 混凝土结构论文; 荷载论文; 混凝土论文; 结构设计论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;