工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

文/梁磊、范子坤 中國(guó)核電工程有限公司 福建福清 350300

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)不僅能傳遞和分配內(nèi)力，還能保障工程結(jié)構(gòu)的整體性和完整性。因此，對(duì)工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。基于此，對(duì)工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開分析具有重要意義。

1、框架結(jié)構(gòu)的組成

1.1 橫向框架

該結(jié)構(gòu)的主要組成部分包括柱和由柱支撐的屋架、屋蓋橫梁，在整個(gè)工業(yè)廠房施工和運(yùn)行過程中，它是最為主要的承重結(jié)構(gòu)體系，在確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行方面具有積極作用。橫向框架主要承受結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)雪荷載、吊車的橫向和豎向荷載，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)在承受這些荷載的前提下，將其傳遞至工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，對(duì)保證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定也具有積極作用。

1.2 屋蓋結(jié)構(gòu)

屋蓋結(jié)構(gòu)也是非常重要的內(nèi)容，能遮住太陽和雨水，確保工業(yè)廠房有效運(yùn)行和發(fā)揮作用。該結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)屋蓋所帶來的荷載，具體的結(jié)構(gòu)類型包括橫梁、托架、中間屋架、天窗架、檁條等，在保證屋蓋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面發(fā)揮重要作用。

1.3 支撐體系

支撐體系能確保結(jié)構(gòu)得到穩(wěn)定支撐，讓工業(yè)廠房更好發(fā)揮相應(yīng)的作用，最為重要的組成部分為屋蓋部分支撐和柱間支撐。支撐體系與柱、吊車梁有效結(jié)合，能有效承擔(dān)縱向水平框架，保證縱向框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與可靠，讓縱向框架更好發(fā)揮作用。同時(shí)還能將主要的承重結(jié)構(gòu)體系，由個(gè)別整合而成為整體，形成空間整體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠房結(jié)構(gòu)的有效支撐，保證結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性。進(jìn)而避免出現(xiàn)傾斜、垮塌現(xiàn)象，促進(jìn)結(jié)構(gòu)更好發(fā)揮相應(yīng)的作用。

1.4 托架結(jié)構(gòu)

包括梁和桁架，具體是指吊車梁和制動(dòng)桁架，也是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須關(guān)注和重視的內(nèi)容，對(duì)確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，促進(jìn)工業(yè)廠房發(fā)揮作用具有積極作用。在實(shí)際運(yùn)行中，這些結(jié)構(gòu)主要承受吊車豎向荷載以及水平荷載，使其傳遞至橫向和縱向框架之上，促進(jìn)其作用的有效發(fā)揮，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。另外還有墻架，墻架結(jié)構(gòu)也是非常重要的組成部分，工程實(shí)際運(yùn)行中，能有效承受墻體自重以及風(fēng)荷載，避免出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)其質(zhì)量的有效保障和控制。

2、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 各種荷載處理

最為關(guān)鍵的內(nèi)容是做好豎向和水平荷載處理工作，設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行綜合全面考慮，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與可靠。重力影響的是豎向荷載，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要同時(shí)抵抗水平和豎向荷載，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性，促進(jìn)結(jié)構(gòu)更好發(fā)揮相應(yīng)的作用。盡管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到豎向荷載影響，但最為關(guān)鍵的內(nèi)容還是受到水平荷載影響，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須重視和關(guān)注的問題。一般建筑結(jié)構(gòu)自身重力和室內(nèi)設(shè)施布置具有一定變化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮，但對(duì)豎向荷載所帶來的影響不大。而風(fēng)雪、地震、冰雹等水平荷載，會(huì)發(fā)生較大變化，設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行綜合全面考慮，防止影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。

2.2 結(jié)構(gòu)變形設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)軸向變形，這是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中必須綜合全面考慮的問題，應(yīng)該重視相應(yīng)的細(xì)節(jié)處理工作。通常框架邊柱的軸壓應(yīng)力比中柱的軸壓應(yīng)力小，導(dǎo)致邊柱軸向變形更小。尤其是在高層建筑當(dāng)中，這種情況會(huì)變得更加明顯，如果沒有及時(shí)處理，可能會(huì)帶來更為嚴(yán)重的后果。為預(yù)防這些情況發(fā)生，設(shè)計(jì)中需要提高思想認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)處理工作，采取有效對(duì)策，提高設(shè)計(jì)精度。進(jìn)而促進(jìn)二者有效結(jié)合，縮小邊柱和中柱產(chǎn)生的軸向變形差，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與可靠。另外還要縮小側(cè)移，實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)移的有效控制，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.3 結(jié)構(gòu)延性處理

設(shè)計(jì)中對(duì)立面和平面進(jìn)行規(guī)則布置和處理，盡量縮小地震時(shí)所帶來的不利影響，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與可靠。要讓高層建筑的質(zhì)量和剛度均勻變化，選用科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)類型，防止樓層錯(cuò)層現(xiàn)象發(fā)生。并且整個(gè)設(shè)計(jì)過程中利用精確的高度比，保證結(jié)構(gòu)具有良好的延性，能有效抵抗水平荷載，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞和變形現(xiàn)象。提高結(jié)構(gòu)柱、墻體的設(shè)計(jì)水平，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度和抗震性能，使其更好運(yùn)行和發(fā)揮作用，促進(jìn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行和工作。

2.4 結(jié)構(gòu)受力分析

重視結(jié)構(gòu)受力分析，科學(xué)合理把握結(jié)構(gòu)受力特征，然后采取有效的設(shè)計(jì)方案，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提升。框架結(jié)構(gòu)受力存在不一樣的情況，具有自身顯著特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。通常上部樓層框架承受很大的剪力，框架既要承擔(dān)水平荷載，還要承擔(dān)垂直荷載，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，有效滿足實(shí)際工作需要。

3、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)質(zhì)量控制的要點(diǎn)

3.1 提高鋼筋配料設(shè)計(jì)水平

嚴(yán)格遵循技術(shù)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鋼筋配料設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)人員素質(zhì)，設(shè)計(jì)前加強(qiáng)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高。同時(shí)，為彌補(bǔ)鋼筋配料不合理現(xiàn)象發(fā)生，設(shè)計(jì)人員必須細(xì)心謹(jǐn)慎，下料前對(duì)配筋長(zhǎng)度進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，確保滿足規(guī)范要求，并重視鋼筋放樣工作。采取這些措施之后，不僅可以提升鋼筋配料設(shè)計(jì)水平，還能有效指導(dǎo)框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)工程的后續(xù)施工。

3.2 確保框架節(jié)點(diǎn)內(nèi)框架梁鋼筋錨固長(zhǎng)度合理

框架節(jié)點(diǎn)施工中，如果發(fā)生框架梁鋼筋錨固長(zhǎng)度不足的問題，不僅影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與可靠，還降低結(jié)構(gòu)的承載力。常常需要采取恰當(dāng)方法進(jìn)行處理，例如，附加短筋焊錨或焊錨板。采取這種方法處理之后，能提高框架縱向鋼筋的錨固能力，彌補(bǔ)由于鋼筋錨固長(zhǎng)度不足而產(chǎn)生的問題。進(jìn)而可以使節(jié)點(diǎn)工程的施工滿足技術(shù)要求，促進(jìn)其作用有效發(fā)揮，確保框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)工程施工質(zhì)量。

結(jié)語：

工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越被重視，如何在保障廠房安全的同時(shí)還能夠增大廠房的使用面積，如何在保障使用面積的同時(shí)，還能夠降低建材的使用成本。這些都是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的。鋼筋混凝土框架由于性價(jià)比高，承載力大等特點(diǎn)一直受到社會(huì)各界的青睞。工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將是意義深遠(yuǎn)的。