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多层厂房结构设计探析 　　摘 要：本文以多层厂房工程具体实例为基础，深入的分析了多层厂房结构设计的要点，并提出相关的注意事项。 　　关键词：多层厂房 结构设计 设计要点 注意事项 　　随着我国经济的迅猛发展，过去建筑形式、功能单一的厂房结构已经难以满足现代化生产的需要。为了迎合工艺不断更新、大工业生产的形势，工业大厦、联合车间等多功能厂房陆续建成。在工业用地日益紧张的情况下，多层厂房也是应运而生。具有荷载大、跨度大、开洞多等特点的多层工业厂房的结构设计，倍受业界关注。笔者结合个人设计实践经验，对多层厂房的结构设计，做以下探讨： 　　一 多层厂房工程实例 　　本工程为两层框架结构，1 层为生产厂房，2 层为培训厂房，建筑轴线宽度为 24.3m，长度为 54m，两层层高均为 7.5m，在 1 层、2 层分别设了 1 台 5t 的桥式吊车，抗震设防烈度为 7度，设计分组为第三组，基本加速度为0.1g，框架抗震等级为三级，采用柱下独立基础，框架梁、柱、基础的混凝土等级为C40，钢筋采用 HPB300 级、HRB400 级，结构计算采用中国建筑科学研究院的 PKPM 系列软件（2010 版），平面布置如图 1所示。 　　1 大跨度梁截面形式的选用 　　对于本工程来说，跨度为24.3m 的大梁的截面形式的选用尤为重要，为保证本工程满足“安全、经济、适用”的原则，笔者分别采用了型钢混凝土、钢梁、预应力混凝土梁3种截面形式进行了试算，其中预应力筋选用钢绞线（1×7）s15.2，具体梁参数见表1。 　　从工程造价、施工难度等方面综合比较，本工程采用用后张法有黏结预应力混凝土梁较为合适。 　　2 吊车荷载的输入 　　为方便加工件的运送，本工程在1 层、2 层分别设了 1 台5t 的桥式吊车，对于吊车荷载的输入，在 PKPM 软件中可以直接由软件自动导入，在选取软件库中的标准吊车荷载后，即可完成本工程吊车荷载的布置。 　　3 考虑大型机床等设备布置，楼面活荷载的选用 　　本工程2 层为培训教室，里面布置了大量的机床设备，考虑设备运行时的振动影响，应按《建筑结构荷载规范》（GB50009―2001）（2006 版）4.2.1 条及附录 C 规定输入楼面均布荷载，本工程的机床型号为 C6132 型，属第四类金工车间，计算楼面板时，楼面活荷载取值为8.0kN/m2，计算楼面次梁时，楼面活荷载取值为 6.0kN/m2，计算框架主梁、框架柱、基础时，楼面活荷载取值为 5.0kN/m2，本工程楼面结构采用了井字梁结构，楼面板厚度为120mm。另外，根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009―2001）（2006版）4.2.3 条规定，生产车间的楼梯活荷载，可按实际情况采用，但不宜小于3.5kN/m2，所以本工程楼梯间活荷载取值为3.5kN/m2。 　　4 主要计算结果 　　（1） 结构整体抗倾覆验算结果抗倾覆验算结果见表2。 　　（2 ）结构整体稳定验算结果 　　稳定验算结果见表3。 　　该结构刚重比Di×Hi/Gi大于10，能够满足规范（5.4.4）的整体稳定验算；该结构刚重比 Di×Hi/Gi大于20，可以不考虑重力二阶效应。 　　（3）周期、地震力与振型 　　地震作用最大的方向= -0.020° 　　（4） 位移 　　X 方向地震作用下的楼层最大层间位移角：1/1290 （第 2层第1 塔）。Y 方向地震作用下的楼层最大层间位移角：1/1490 （第 2层第1 塔）。X 方向风荷载作用下的楼层最大层间位移角：1/4305 （第1 层第 1 塔）。Y 方向风荷载作用下的楼层最大层间位移角：1/2470 （第1 层第1 塔）。 　　二 多层厂房结构设计要点 　　由于工艺布置要求，多层厂房通常需要较大的空间，厂房结构多选用框架结构。在工艺条件许可、厂房层数较多时，也可以选用框剪结构。厂房结构设计的原则为：保证柱网均匀、对称分布，厂房的质量中心和刚度中心应当相近，尽量降低厂房空间的扭转作用；厂房结构应当传力明确、规则，尽量避免变形突变的收缩和凹角、竖向变化的内收和外挑等情况的出现，争取沿竖向的刚度少突变。在具体的厂房结构设计中，应当着重把握以下几点：第一，控制纵向框架和横向框架的周期。因为多层厂房尺寸较大的跨度方向的柱子相对较少，尺寸较小的柱距方向的柱子相对较多，所以通常采用横向控制，以保证纵横两个方向有着大致相同的抗震能力。第二，电梯间的位置应当合理设置。因为多层厂房的货物、设备很重，为了方便竖向运输，需要设置电梯。地体井筒是钢筋混凝土结构，具有很大的刚度，所以，在布置电梯间时，应尽量避免布置在厂房的端部或角部。如果因实际需要必须布置在厂房的端部或角部时，应当对电梯井筒周围的框架和楼板进行必要的加强措施。