工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合筆者實際工作，文章就工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成、設(shè)計體系，設(shè)計原則及注意事項進(jìn)行了論述，對其結(jié)構(gòu)設(shè)計方法進(jìn)行了探討，僅供參考。

目前，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房建筑工程中起著非常重要的作用。在這種框架結(jié)構(gòu)中，它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。所以這就在工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中有更高的要求。

1.工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成

工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)(single-storyindustrialsteelstructures)一般是由屋蓋結(jié)構(gòu)、柱、吊車梁、制動梁或制動桁架、各種支撐以及墻架等構(gòu)件組成的一種大空間體系，具體如下圖所示。這些構(gòu)件按其作用我們可以把它分為下面幾類：

1.1橫向框架。這個框架是由柱和它所支撐的屋架或屋蓋橫梁組成，是單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的主要承重體系，它主要承受結(jié)構(gòu)的自重、風(fēng)、雪荷載和吊車的豎向與橫向荷載，并把這些荷載傳遞到基礎(chǔ)。

1.2屋蓋結(jié)構(gòu)。這主要是承擔(dān)屋蓋荷載的結(jié)構(gòu)的體系，包括橫向框架的橫梁、托架、中間屋架、天窗架、檁條等。

1.3支撐體系。這部分包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，它一方面與柱、吊車梁等組成單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向框架，承擔(dān)縱向水平荷載；另一方面又把主要承重體系由個別的平面結(jié)構(gòu)連成空間的整體結(jié)構(gòu)，它可以有效保證單層廠房鋼結(jié)構(gòu)所必需的剛度和穩(wěn)定。

1.4吊車梁和制動梁或制動桁架。這些主要承受吊車豎向及水平荷載，并將這些荷載傳到橫向框架和縱向框架上。

1.5墻架.。這個主要是承受墻體的自重和風(fēng)荷載。

（1）橫向框架

（2）屋蓋結(jié)構(gòu)

（3）支撐體系

（4）吊車梁和制動梁

（5）墻架承受墻體

2.工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計體系

2.1框架一支撐體系。這里所說的框架一支撐體系，就是橫向設(shè)計成剛接框架，縱向設(shè)計成柱一支撐體系，用柱間支撐抵抗水平荷載。這種體系經(jīng)濟(jì)節(jié)約，但柱問支撐可能會影響使用。這種形式特別適用于縱向較長，橫向較短的廠房。

2.2純框架體系。這個體系是把廠房縱橫兩個方向都設(shè)計成剛接框架，不設(shè)置柱間支撐。其優(yōu)點是使用空間不受影響，缺點是柱不宜采用工字型柱，而要采用兩個方向慣性矩差別不大的截面形式，使用鋼量增加。

2.3鋼架加支撐的混合體系。這種混合體系的形式可以有效地減少柱的縱向彎矩，但要求樓面剛度大，否則柱子間的變形不協(xié)調(diào)，無法充分發(fā)揮柱間支撐的作用。

3.工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則、注意事項

3.1設(shè)計原則。一般來說，在實際框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計中橫向框架由柱和它所支承的屋架或屋蓋橫梁組成，是單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的主要承重體系，承受結(jié)構(gòu)的自重、風(fēng)、雪荷載和吊車的豎向與橫向荷載，并把這些荷載傳遞到基礎(chǔ)。而屋蓋結(jié)構(gòu)承擔(dān)屋蓋荷載的結(jié)構(gòu)體系，包括橫向框架的橫梁、托架、中間屋架、天窗架、檁條等。支撐體系包括屋蓋部分的支撐和柱間支撐等，它一方面與柱、吊車梁等組成單層廠房鋼結(jié)構(gòu)的縱向框架，承擔(dān)縱向水平荷載；另一方面又把主要承重體系由個別的平面結(jié)構(gòu)連成空間的整體結(jié)構(gòu)，從而保證了單層廠房鋼結(jié)構(gòu)所必需的剛度和穩(wěn)定。

吊車梁和制動梁或制動桁架主要承受吊車豎向及水平荷載，并將這些荷載傳到橫向框架和縱向框架上。

3.2注意事項。我們知道，工業(yè)廠房都是為生產(chǎn)服務(wù)的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝設(shè)計時，要考慮它的協(xié)調(diào)性。在筆者看來，這方面主要體現(xiàn)在兩個方面，第一應(yīng)滿足工藝要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計也只能服從于工藝條件。而工藝設(shè)計人員在工藝布置時，經(jīng)常與結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)生矛盾，要開洞的地方是框架梁，設(shè)備本來可以沿梁布置卻布置在了跨中等。所提荷載也經(jīng)常偏大，有時甚至把設(shè)備的荷載作為均布荷載提出。第二，在方案設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)多與工藝協(xié)調(diào)，這樣盡量了解工藝布置，使設(shè)計和施工都減少了許多不必要的麻煩。

4.工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計體系應(yīng)遵循其自有的規(guī)律，才能在具體施工工程中保障安全和耐用性。現(xiàn)在根據(jù)作者相關(guān)工作經(jīng)驗，淺談下這方面的設(shè)計心得與體會。

4.1直接加固法。筆者單拿它里面的置換混凝土加固法和粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法兩種來說。筆者認(rèn)為置換混凝土加固法這種方法和加大截面面積的方法非常的類似，但缺點也很明顯，就是施工的濕作業(yè)的時間過長，這種方法比較適用于混凝土的強(qiáng)度不高或者梁柱有嚴(yán)重的缺陷的施工現(xiàn)場的承重構(gòu)件上的加固。而粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法，除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。

4.2間接加固法。這種方法是預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固的混凝土受彎構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力和新增外部荷載的共同作用，拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力，該力通過桿端錨固偏心地傳遞到構(gòu)件上，在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用，該作用克服了部分外荷載產(chǎn)生的彎矩，減少了外荷載效應(yīng)，從而提高了構(gòu)件的抗彎能力。同時，由于拉桿傳給構(gòu)件的壓力作用，構(gòu)件裂縫發(fā)展得以緩解、控制、斜截面抗剪承載力也隨之提高。

參考文獻(xiàn)

[1]潘從建.考慮二次受力的FRP約束混凝土圓柱軸壓性能的試驗研究[D].北京：中國建筑科學(xué)研究院.200