工業廠房結構設計要點及體會

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摘要：在社會主義市場經濟快速發展的大環境下，我國工業領域取得飛速發展，要想提升我國國民經濟在國際舞臺上的整體實力，各工業企業還必須結合實際發展狀況不斷尋求新的發展和進步。近幾年，社會對工業廠房的使用要求越來越高，為了滿足現代社會的實際需求，設計人員必須結合我國現階段該工業廠房設計的現狀，對其設計要點和體會進行深入的探討，力求為提高我國國民經濟的整體競爭力提供動力保障。下文從工業廠房的特點著手，對工業廠房結構設計要點及體會做了總結介紹。

關鍵詞：工業廠房；結構設計；特點；要點

伴隨著經濟的發展，鋼結構已經逐漸運用于工業廠房的設計和建設中，由于使用時間有限，我國對鋼結構工業廠房的設計和建設仍存在較多疑問，有些問題還在探索和發展過程中。剛架構工業廠房具有重量較輕、施工時間段以及抗震能力強等特點，是提高工業廠房使用壽命的重要選擇。但是，現階段采用的鋼結構工業廠房仍具有容易腐蝕、防火性差和價格高等缺點。因此，設計人員英愛結合以上影響因素，在實際設計過程中，組織相關人員對設計圖紙進行深入了解，為提高工業廠房的質量和使用壽命打下堅實的基礎。

一、工業廠房的特點

工業廠房結構布置時為了滿足工藝要求，工業廠房內部布局通常不規整、柱網不規則以及布梁也保持著不整齊的狀態；工業廠房內部空間通常比較寬敞，根據經濟性比較，工業廠房柱距通常控制在6m左右，有的廠房為了滿足工藝設備布置要求也會加大柱距。由于工藝設備布置和管線錯綜復雜，工業廠房通常具有傳力復雜以及設計過程中容易產生應力集中等現象；根據工藝設備布置和對廠房層高的限高要求，工業廠房受地震力的作用下，廠房結構柱很有可能會產生短柱效應；工業廠房的樓面和基礎通常采用現澆柱鋼筋混凝土樓面。

二、工業廠房結構體系

設計人員在設計工業廠房的同時，還應該明確工業廠房的結構體系，只有明確各種結構體系的實際特點和適用的環境，才能選擇最優的設計方案，為提高工業廠房的實際效益打下堅實的基礎。下文對排架體系、純框架體系以及門式剛架體系做了簡單介紹。

（一）排架體系

排架體系自身的平面內剛度較大，平面外的承載能力相對較弱，要求設計人員將橫向設計和縱向設計分開進行設計，通常情況下，橫向設計應該為鋼筋混凝土排架柱與屋面鋼屋架鉸接連接，與基礎剛接。屋面采用檁條和彩鋼板維護，廠房四周采用磚墻維護或者檁條和彩鋼板維護結構。縱向設計支撐體系通過柱間支撐、系桿、連續梁等桿件抵抗水平力，山墻還需設置抗風柱。所有支撐桿件主要作用是加強廠房結構的空間剛度和穩定性，同時起傳遞風荷載和吊車水平荷載的作用，在地震區尚能傳遞縱向地震作用力。排架體系具有經濟實惠和施工簡單的特點。在實際運用過程中，排架體系通常情況下適用于縱向較長、對室內空間要求較大的的工業廠房或者倉庫。

（二）框架體系

框架體系要求設計人員將工業廠房的橫向截面和縱向截面都設置成框架結構，框架結構的材料與鋼筋混凝土為主，結構中不需要設置柱間支撐。純框架結構具有空間約束力小的特點，這種設計模式無論在較大規模的工業廠房還是規模較小的工業廠房設計中均可以使用。

（三）門式剛架體系

門式剛架體系與排架體系最大的不同點在于：門式剛架體系鋼梁與鋼柱為剛接，鋼柱與基礎為鉸接結構。剛架縱向之間通過檁條、系桿和連續梁連接，并宜在第一開間設置柱間支撐。門式剛架有自重輕、安裝方便、施工速度快、便于工業化、定型化生產、造型新穎、結構合理、綜合技術經濟效果好等特點。據國外資料介紹，這種結構體系采用先進的計算機技術和自動化制造設備，成批的工業化生產方式，快速施工，其經濟效益是十分顯著的。在我國對于地震區、地基條件不好、地方材料缺乏及運輸條件差的地區，采用這種結構體系要比混凝土結構造價低，且技術經濟合理。

三、工業廠房結構設計

為了滿足工業廠房工藝布置，通常需要留設大量的設備預留孔，即使層數比較復雜和工藝條件滿足實際要求。設計時工業廠房的結構布置必須盡量滿足柱網對稱均勻減小房屋的扭轉作用，以及結構體系簡單、傳力明確的原則，減少施工及日常使用中應力集中或者變形突變等問題。

（一）橫向控制

工業廠房具有橫向空間跨度大的特點，設計工作必須對橫向框架和縱向框架的周期進行合理的控制，通常情況下，施工人員會對橫向框架繼續擰控制，這種控制方案在堅守地質災害影響的同時，還能節約大量建設成本。

（二）電梯的位置

眾所周知，工業領域貨物運輸量非常大，電梯在工業廠房中發揮著至關重要的運輸作用。設計人員應該結合廠房的實際結構特點，電梯通常禁止布置在工業廠房角落和端部位置；在確定電梯位置后，設計人員還應該對周圍的樓板以及框架等進行加固處理；最后，設計人員還應該綜合考慮電梯井筒對工業廠房的偏心的影響，為提高電梯的使用率提供技術保障。

（三）伸縮縫、防震縫設計

如果工業廠房位于地震地區，在實際設計過程中，設計工作人員還應該減少伸縮縫和防震縫的數量，為進一步提高工業廠房的抗震性能打下堅實的基礎。如果工業廠房所占地面積比較大，設計人員應該從施工措施和構造措施兩方面不斷減少伸縮縫和防震縫的數量。通常情況下應該每隔50m左右的位置設置一道長度寬度為1000m的后澆帶；設計人員將后澆帶設置在結構受力較小的位置；由于頂部和底部位置受溫度變化的影響，施工過程中應該合理提高配筋率；最后，設計人員還應該在工業廠房上設置架空層和隔熱保溫板，在增加工業廠房空氣流通性能的同時，提高工業廠房的使用壽命。

（四）防腐處理

由于工藝生產產品或者使用的原料往往具有腐蝕性，故工業廠房在設計時要考慮構件防腐問題。首先設計人員應當對工藝流程有清楚的認識，并了解每個裝置或者設備的介質具有腐蝕性，腐蝕性介質的酸堿的強度和濃度，以及腐蝕性介質的作用原理。因為化工生產裝置往往面積很大，并不是所有區域都需要進行防腐設計，要想做到設計時經濟合理，就需要積極配合工藝專業共同商討制定一個合理的防腐區域，做到盡量將腐蝕性設備集中布置，并用圍堰將其與其他區域隔開。只有對這些有了充分的了解才能夠在具體設計時選擇有針對性且經濟合理的防腐材料，采用合理的措施，防止由于生產介質的腐蝕性作用影響建筑的耐久性，最大限度的幫助建設方節省投資。

（五）協調處理

工業廠房的工藝布置應該與結構設計保持一致。工業廠房的主要服務對象是工業生產，因此，在實際設計過程中，設計人員必須與工業廠房施工人員之間進行有效的交流和溝通，在了解廠房工藝布置的前提下，還能為設計和施工提供動力保障。實際設計和施工過程中需要協商的項目主要有設備的布置、所提的荷載量以及開洞的位置等。

在明確橫向控制、電梯的位置以及伸縮縫、防震縫設計等設計要求后，設計人員還應該針對工業廠房設計的實際需求，對工業廠房等效荷載、柱子的長度進行準確的計算。只有明確工業廠房荷載、層高等各項設計參數，設計人員才能以該數據為依據對自那然災害進行準確的預計，為提高工業廠房的使用壽命和使用的安全性打下堅實的基礎。

結束語

綜上所述，完善工業廠房設計工作是提高工業廠房質量和使用壽命的重要手段。設計人員應該在明確工業廠房特點的前提下，了解主要的工業廠房類型，從橫向控制、電梯的位置以及伸縮縫、防震縫設計等方面著手，并對工業廠房各結構進行協調處理，不斷強化工業廠房設計，為提高我國工業的發展速度提供動力保障。

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