淺析水泥廠中多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

龔 健

江蘇省建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限公司（210003）

0 前言

多層工業(yè)廠房功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍廣泛，在水泥廠工程當(dāng)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用和推廣。多層工業(yè)廠房和傳統(tǒng)的門(mén)式鋼架工業(yè)廠房不同，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中各自的側(cè)重點(diǎn)和要點(diǎn)都不一樣。多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有荷載大、跨度大、多開(kāi)洞等特點(diǎn)，在實(shí)際工程當(dāng)中需要給予重點(diǎn)關(guān)注，保證多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的安全和可靠。

1 水泥廠常見(jiàn)的多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系

1.1 框架支撐體系

框架支撐體系在水泥廠多層工業(yè)廠房當(dāng)中十分常見(jiàn)，主要用在水平荷載較大的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中。框架支撐體系是以支柱為縱向支撐、以框架為橫向支撐模式形成的。一般采用的結(jié)構(gòu)類(lèi)型是橫向較短、縱向較長(zhǎng)的多層工業(yè)廠房。這種結(jié)構(gòu)體系可以有效地節(jié)省材料和縮短施工的工期，降低施工成本。其缺點(diǎn)就是柱間支撐會(huì)影響到整個(gè)廠房的空間使用，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及相關(guān)的門(mén)窗布置會(huì)有一定的影響，因此在選擇框架支撐體系時(shí)，需要結(jié)合水泥廠水泥生產(chǎn)工藝要求選擇合適的結(jié)構(gòu)形式[1]。

1.2 框架體系

在多層工業(yè)廠中，框架體系也是非常重要的一種結(jié)構(gòu)類(lèi)型。如果工業(yè)廠房的縱橫兩個(gè)方向都設(shè)計(jì)為高抗震的框架體系，并且在中間不設(shè)支撐，這樣就形成了框架體系。這種結(jié)構(gòu)體系提高了空間的利用效率，并且縱橫向的剛度相差不大，具有靈活的空間。其主要缺點(diǎn)是無(wú)法采用工字型截面設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)成類(lèi)似于箱形截面的界面，使兩邊慣性距相等，以此來(lái)保證柱截面縱橫方向的剛度一致。因此，這種結(jié)構(gòu)框架體系會(huì)增加鋼材的用量。

1.3 鋼混支撐體系

在多層工業(yè)廠房中，鋼混支撐體系也是常用的一種，不僅可以有效抵抗水平荷載的作用，并且還對(duì)樓面的剛度有比較大的要求。樓面剛度較大的水泥多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)該盡量使用混合鋼結(jié)構(gòu)支撐體系來(lái)保證多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系的水平方向支撐力，并且在這種結(jié)構(gòu)體系之下，柱子的變形較小。如果采用其他的體系，就會(huì)造成柱子的變形過(guò)大，使柱子之間的支撐沒(méi)有辦法發(fā)揮其應(yīng)有的作用[2]。

2 水泥廠中多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1 荷載計(jì)算

在多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該作好荷載的計(jì)算，多層工業(yè)廠房荷載的類(lèi)型主要包括荷載、活荷載、積灰荷載、樓面荷載、風(fēng)荷載等。在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程當(dāng)中，荷載計(jì)算的準(zhǔn)確性會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全，多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和一般的民用建筑設(shè)計(jì)有一些不一樣，一般來(lái)說(shuō)多層工業(yè)廠房的樓面活荷載較大，而且樓面上往往會(huì)布置一些與水泥生產(chǎn)相關(guān)的設(shè)施設(shè)備，這些設(shè)施設(shè)備有的需要進(jìn)行精確計(jì)算，還需要考慮動(dòng)力系數(shù)。

樓面的積灰荷載要結(jié)合當(dāng)前的行業(yè)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于靠近積灰的車(chē)間及廠房不能采用翻邊雨棚或者是夾層設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行抗傾覆計(jì)算。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該在強(qiáng)度上留有一定的余地，以滿(mǎn)足廠房擴(kuò)建和二期工程的需求。

2.2 結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

水泥廠多層工業(yè)廠房的抗震設(shè)計(jì)要求較高，主要是由于內(nèi)部的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。這些振動(dòng)對(duì)廠房產(chǎn)生一定的沖擊，影響廠房結(jié)構(gòu)的安全。因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對(duì)水泥廠房多層工業(yè)建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。如果多層水泥廠房工業(yè)建筑的長(zhǎng)度較大，就不能設(shè)置對(duì)應(yīng)的變形縫，應(yīng)該采取相關(guān)的措施來(lái)減少抗震縫的設(shè)置，保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。

2.3 結(jié)構(gòu)計(jì)算

水泥廠多層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使用電算進(jìn)行計(jì)算，并且結(jié)構(gòu)計(jì)算也是非常核心和關(guān)鍵的步驟。隨著科技的發(fā)展，電算極大地提升了結(jié)構(gòu)計(jì)算的效率，使工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以在方案的選擇及整體的布置方面下更多的功夫，嚴(yán)格控制工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在進(jìn)行工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)荷載給予重點(diǎn)的關(guān)注。在選擇計(jì)算模型和計(jì)算工具時(shí)，應(yīng)該結(jié)合多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)準(zhǔn)確選擇。多層工業(yè)廠房與一般的普通民用建筑不同，樓面荷載較大，而且會(huì)有很多設(shè)備，設(shè)備位置的變化對(duì)于整個(gè)樓面的影響也會(huì)非常大，因此需要給予重點(diǎn)關(guān)注[3]。

2.4 做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工的協(xié)調(diào)

在進(jìn)行多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場(chǎng)施工的需求和現(xiàn)場(chǎng)條件的限制。因此，要和工藝設(shè)計(jì)人員及現(xiàn)場(chǎng)的施工人員進(jìn)行有效配合，尤其是對(duì)設(shè)備布置產(chǎn)生的荷載應(yīng)該給予重點(diǎn)的關(guān)注。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要詳細(xì)地了解現(xiàn)場(chǎng)的工藝布置，充分考慮工藝的需求，為后續(xù)的施工減少不必要的麻煩。同時(shí)在施工過(guò)程中應(yīng)該和施工人員進(jìn)行有效配合，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)水泥廠的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝中發(fā)揮著非常重要的作用，因此需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中給予重點(diǎn)關(guān)注。其關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要在模型的選擇、電算的過(guò)程。與工藝及施工進(jìn)行有效配合，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況，做好多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。