随着经济的发展,多层、高层厂房也越来越多,因此做好多层工业厂房的结构设计也越来越重要。要做好多层工业厂房的结构设计,需要确保概念清楚,结构选型合理,施工图的设计要和施工相结合,避免施工困难!同时结构计算要准确,计算中应反复试算,调整截面,以达到优化设计的目的。那么,具体来说工业厂房的结构设计要重视哪些方面呢?
1、结构设计和工艺设计的协调
工业厂房都是为生产服务的,厂房设计中结构专业作为配套专业,首先应满足工艺要求,结构设计也需要服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时,经常和结构设计发生矛盾,例如要开洞的地方是框架梁,设备本来可以沿梁布置,却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大,有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。尤其在方案阶段,结构设计人员应多与工艺协调,尽量了解工艺布置,使设计和施工减少一些不必要的麻烦!
2、结构计算
随着计算机软硬件技术的不断发展,解决了复杂的结构计算问题,使结构工程师从繁重、琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上,合理的确定结构方案、结构布置,从而提高设计水平和质量,降低工程成本。
1)楼面等效荷载的计算
荷载计算是结构计算的条件,荷载取值的准确性直接关系到计算结果的准确性。工艺条件中的荷载问题,比如某个工程工艺提出楼面均布荷载为15kN/m2,而根据工艺的设备布置图、设备的重量,根据规范给出楼面等效荷载的计算方法,计算出的楼面均布荷载按10kN/m2考虑就可以。由于多层工业建筑和一般多高层民用建筑结构形式、楼面活荷载等有许多不同之处,多层工业建筑楼面活荷载大于多高层民用建筑。有的中小型机床上楼层、柱上、梁上还有吊车荷载,它的跨度柱网一般比民用建筑大,层高相对较高,最大特点是整个平面几乎没有内隔墙。多层工业建筑一般采用现浇钢筋混凝土板梁柱结构,板厚比一般民用建筑厚,楼板的平面刚度可视为无穷大,电梯货梯间,如果不用剪力墙,整个刚度重心移向剪力墙,而电梯或者货梯一般设在端头,结构刚度布局就不合理,所以电梯货梯间就使用框架填充墙结构。
2)裂缝宽度、罕遇地震的验算
裂缝宽度的验算是为了满足正常使用状态的要求,规范规定混凝土梁的裂缝宽度不应大于0.3mm,如果在计算中超过,可以通过减小钢筋截面、增加钢筋根数来调整,如果还不满足要求,应修改柱梁截面重新计算。抗震设计的原则是三不准,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。所进行的抗震验算仅满足“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”。多层厂房的设备投资通常远远大于土建投资,因此对于罕遇地震的验算是很有必要的。
3)和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。
4)节点核心区的抗剪验算
框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则,对于一二级抗震等级的节点,还应进行受剪承载力计算。由于多层厂房的梁柱中心线往往不能重合,加之柱的截面比较大,节点偏心也比较大,对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。因此,大空间、大跨度和大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算,是非常重要的。