多层工业厂房结构设计要点探析

徐华冰

（中国瑞林工程技术有限公司 江西南昌 330031）

多层工业厂房结构设计要点探析

徐华冰

（中国瑞林工程技术有限公司 江西南昌 330031）

近年来，随着我国经济事业的飞速发展，各种工厂也在很多地方被修建起来。在多层工业厂房修建过程中厂房的结构设计是否能够满足工厂日常生产过程中的要求是现代厂房设计工作中的重点。当今我国的多层工业厂房结构设计还存在着很多的问题，例如柱截面面积选取问题、柱子长细比取值等。本文笔者就结合自己多年工作经验，主要针对多层工业厂房结构设计中常见的问题和相关对策进行了阐述，供同行参考。

多层厂房；结构设计；常见问题；应对方法

前言

随着我国经济体制从计划经济向着市场经济的转化进程加快，现代各种民营工厂遍布我国各地。这就要求在各地进行厂房建设工作，厂房建设最重要的部分是厂房结构设计部分，厂房结构设计过程中除了要保证工厂正常生产过程中的场地使用要求，还要满足厂房的净空和厂房结构承载力要求等，所以要对厂房结构的梁设计、柱设计、屋面荷载设计等等投入比较大的精力，但是在实际的设计过程中，厂房结构设计还存在很多问题，下面本文就对这些问题进行分析。

1 多层工业厂房地基设计中常见问题分析

任何建筑物都要具有一定的基础，多层工业厂房结构由于其中存在吊车或者其他重物等，所以对地基基础设计更要给予足够的重视。通常在单层厂房和多层厂房的设计过程中，要根据《岩土工程勘察报告》的相关参数提供来保证厂房的基础稳定性。但是在实际的设计过程中，往往由于建设单位为了节约投资成本就采用周围的厂房类比形式来介绍基础地质情况进行参照的方式。这样进行厂房地基设计是一种极不科学的方法，在设计过程中，设计方案应该重视地质勘察工作，通过科学详尽的地质勘查资料、仔细的现场勘察工作、参考周围建筑物的地基处理方式的三位合一的设计方式来达到地基设计的合理性和科学性。在厂房地基处理过程中，要按照《岩土工程勘察报告》中的地基建议处理方案来进行地基承载力处理。例如，对部分软弱土质的地层可以进行换土处理或者注浆加固的方式来进行处理。但是往往在实际设计情况中，设计人员对软土地基没有足够的认识就简单的采用块石垫层或者砂石垫层的方式来对地基进行简单处理，这样一方面不能满足地基承载力，另一方面也可能造成工程浪费的情况出现。

2 多层工业厂房承重柱截面高度取值问题

多层工业厂房的承重柱截面高度的取值往往存在偏小的情况，这种情况的出现原因一般是由于设计人员对抗震结构设计的把握不到位导致的。在部分要求建筑结构设置抗震等级的地区，厂房的抗震等级一般被设定为抗震烈度六级，但是设计人员通常对这个等级的抗震结构认为是不设置抗震结构的厂房结构，所以厂房的承重柱截面高度取值就会导致偏小的情况出现。如果出现了这种情况就会导致柱子和梁的线性刚度比偏大，使原来的刚性结构转化成铰支结构，柱就会受到偏心压力产生扭矩效应。这种设计会导致建筑物在日后的使用过程中，由于混凝土偏心受压并且没有在反向受拉区设置足够的钢筋，导致混凝土柱遭到破坏进而厂房的结构受到影响。另外，这与原本厂房设计过程中要求的抗震机构也有着本质的区别，在地震发生过程中，由于柱子并没有形成比较大的结构承载能力并且本身就存在着一定的结构弱点，导致地震造成的厂房结构破坏。

3 多层工业厂房中构造柱和承重柱混淆

承重柱顾名思义，要承担建筑物的重量，一般情况，楼板荷载传到梁上，梁的荷载再传到柱子上，柱子传到基础上。而构造柱主要是为了实现结构的整体性而设置的一种柱。在厂房设计过程中，构造柱和承重柱混淆是指利用构造柱来代替承重柱使用。通过上文承重柱和构造柱的基本介绍我们知道，构造柱并不具有承重能力，只是为了体现结构整体性而设置的，所以如果发生替代现象，就会导致结构的承载能力出现问题。另外构造柱的另一个作用也可以当作抗震机构来使用，构造柱和圈梁组成的整体在地震发生过程中，能够有效的提升结构整体刚度，降低建筑被破坏的几率。所以这种混淆设计的现象容易导致建筑物的抗震能力下降。或者构造柱提前受力，导致构造柱的设计要求达不到承载力要求导致破坏，丧失其功能。所以笔者在厂房的构造柱和结构柱设计过程中建议设计人员能够先了解两种柱子的用途和功能，然后通过对厂房结构的荷载和自重进行计算，来计算出柱的承载能力然后进行承重柱设计。对构造柱的设计中如果遇到跨度比较小的时候，也可以将构造柱设置与梁的下部，但是要与承重柱区别对待，严禁替代现象出现。

4 多层工业厂房设计中纵向框架重视程度不够

虽然我国当前已经采用了计算机软件辅助厂房设计的工作，但是往往都会采用二维软件来进行建模设计工作，并没有进行三维建模考虑到厂房抗震结构设计。所以在厂房设计过程中只注重设计厂房的横向框架设计，并没有注重纵向框架设计。纵向框架往往就简单的被认为是一种连续梁结构。但是这种纵向设计存在着纵筋、箍筋等的配置不足，导致纵向框架能力无法满足结构抗震要求。笔者建议设计人员能够通过利用三维设计软件来进行厂房结构设计保证厂房的纵向框架结构能力。同时也可以利用二维软件进行设计完成后结合纵向框架设计进行厂房的综合设计。

5 多层工业厂房设计悬挑梁高度值偏小

在厂房设置过程中，往往对悬挑梁的强度进和刚度进行了简单的验算，但是忽略了量的挠度值验算工作。这就回导致悬挑梁的高度值偏小现象出现，这种设计方案会在厂房使用过程中造成梁的受压区应力值偏大，所以就会产生比较大的梁的变形情况出现。随着这种位移的出现，就会导致梁的开裂问题，这样就会形成恶性循环，进而对梁的正常使用产生影响。笔者通过设计过程中的计算发现，如果对梁的挠度变形没有一定的事前考虑，就会导致悬挑梁变形到一定程度之后就会导致梁的支座产生比较大的裂缝，这样悬挑梁就会失去其工作效果。另外，悬挑梁也是厂房结构中对地震比较敏感的结构，在地震出现过程中，如果悬挑梁的高度值偏小，基本无法体现抗震结构的能力就会遭到破坏，无法达到既定的作用。所以设计人员应该在设计过程中注重悬挑梁高度的设计和选用。

6 多层工业厂房设计中楼板设计问题

笔者通过对多个多层工业厂房设计的观察发现，在厂房的楼板设计过程中会出现下面几个比较明显的问题：①双向板和单向板混淆。在楼板设计过程中，如果将双向板当成单向板来设计，就会造成厂房的实际受力状态和计算受力状态不相符，会导致楼板出现一个方向的配筋超标另一个方向配筋不足的现象，导致楼板的使用效果下降。②双向板高度值偏大，这种情况在实际使用过程中可能会导致楼板在两个方向都产生一定的弯矩值，但是在楼板设计过程中，由于高度过大，就会导致抗弯钢筋无法起到原有的效果，导致楼板出现质量问题。③在设计过程中，对受力情况没有进行严格的计算，对楼板采取对称的设计方式，但是往往在实际使用过程中并不是完全对称的受力情况，这样也会造成楼板出现质量问题。

7 总结

总之，在多层工业厂房设计过程中，设计方案中的微小问题都能够引起厂房使用过程中的质量问题和安全问题。所以为了保证工厂的正常生产，在设计过程中，通过设计方案中常见问题的避免和优化工作能够很好的对厂房地基、构造柱、结构柱、梁、板等结构进行很好的设计，形成建筑物的整体性和安全性。在设计过程中，设计人员要严格按照设计规范来进行执行，切忌马虎粗心造成的厂房结构质量问题。

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TU318

A

1673-0038（2015）52-0116-02

收稿日期：2015-12-10

徐华冰（1990-），男，助理工程师，本科，主要从事工业建筑结构及地铁结构设计工作。