多层工业厂房结构设计的理论与应用研究

(山东省纺织设计院，山东 济南 250013)

在推动改革开放的过程之中，我国的工业发展越来越快，工业建筑除了需要以现有的基础设施为切入点之外，还需要立足于目前工业化格局，工业化大生产的实质需求，积极突破单一的使用功能。传统的建筑方式和内部结构优化形式已经不符合现代化发展的实施条件，外加各种附属功能理念的引进，工业厂房开始朝着多功能方向发展。为了能够真正落实可持续发展理念，我国必须要积极地发挥多层厂房在空间上的优势，既满足工业生产工艺的实质需求，又能够充分地实现各种生产资源的优化配置利用，保障我国工业能够获得进一步的繁荣发展。

1 多层工业厂房的结构设计要点

从目前来看，我国大部分多层厂房在结构设计上能够实现工艺与建筑领域需求之间的有效对接，工业厂房一般对使用空间的需求相对较大，整体结构必须要以现有的框架体系为前提，保障框架结构形式的简单性和适用性。如果涉及的建筑层次较多，那么就要在生产工艺允许的条件下，采取新型的运作模式进行更深一步的框架搭建，来满足多层厂房的需求。

在多层厂房设计时需要以下面几点为切入点，保证不同空间布局的合理性。厂房的建筑布置对结构的规则性影响重大，抗震性能良好的建筑，需要建筑师与结构工程师的互相配合。不应采用严重不规则的设计方案，避免采用特别不规则的方案，宜择优选用规则的形体。抗侧力构件的平面布置宜规则对称，侧向刚度沿竖向宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免侧向刚度和承载力突变。

多层厂房的内部结构相对比较特殊，因大部分工业厂房所涉及的货物重量比较大，在内部设计时必须要使用电梯。在前期结构方案设计时，应考虑电梯部位对整个厂房结构的影响。因电梯自身存在一定的自重，再加上电梯的载荷重量，在进行计算分析时需要考虑到，尽量避免设置在建筑物的端部和角部，减小该模块的设计对整体结构的不利影响。但是当其他的外部因素相对复杂时，那么这种情况就难以避免，设计工作者需要根据实际情况具体分析考虑，并对周围的结构进行加固处理。

另外，楼梯作为主要的人流疏散通道，通常采用钢筋混凝土楼梯。因楼梯的刚度较大，对于框架结构，楼梯的布置不应导致结构平面特别不规则。设计时宜采取措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。

2 多层工业厂房结构设计理论与应用

首先，对于多层厂房的结构设计来说，在结构布置的过程中，首先需要以规则性、简明性原则为基础，平面宜简单、规则、对称，减少偏心，了解房屋结构的刚度要求，尽量使刚度中心与质量中心一致，避免空间结构出现偏心扭曲的现象。厂房的跨度相对比较大，但是纵向的柱距一般较小，因此对于大型厂房来说必须要采取横向控制的形式保证抗震能力的有效提升。

其次，多层厂房一般涉及许多不同的设备或者货物，楼面活荷载较大。工业建筑楼面堆放原料或成品较多、较重的区域，应按实际情况考虑；一般的堆放情况可按均布活荷载或等效均布活荷载考虑。梁、柱的布置应使楼面板块分布均匀，受荷面积相近，不宜有较大的承载力突变。因楼面荷载大，设计师根据不同的车间类型和工艺设备按照相关规范或实际的使用情况确定荷载的取值，在结构计算分析时，应单独区分梁、板、柱的活荷载取值，可以在保证结构安全的前提下，既能满足使用要求，又能有效的节约成本造价，减小用钢量。

最后，多层钢筋混凝土厂房须考虑地震作用，采取抗震措施。设置防震缝属于对应于抗震变形的构造措施。按规范要求确定的防震缝宽度仍难以避免大震时的碰撞，因此建议宜选用合理的建筑结构结构方案，减少设置防震缝的数量，有条件是应适当加大结构的刚度，减少结构的水平位移量值。当房屋高度较高时，避免采用结构侧向刚度相对较小的框架结构，可采用框架-剪力墙结构或少量剪力墙的框架结构。另外，还可适当加大防震缝的宽度，对重要部位可按中震确定防震缝的宽度。

多层工业厂房的结构设计所涉及的内容相对较复杂，设计工作者需要将理论分析与实践研究相结合，了解不同设计的理论要求与理论基础，加强不同设计环节之间的联系配合，实现理论与实践之间的紧密对接，保障各项结构设计的应用策略能够在理论的指导之下发挥应有的作用和价值，只有这样才能够从整体上促进多层工业厂房结构设计水平的提升。