我们知道,半导体产业是现代信息社会的基石,人们日常生活中所有的信息处理基本都离不开半导体产品的支持,我国目前正加快制造强国建设,半导体产业将迎来高速发展。然而,我国半导体市场虽大但自给率低,半导体产品的市场占有率几乎没有,2018年美国发起的芯片封锁事件,明确的提示我们,目前半导体依然是中国被卡脖子的产业,通过自主创新等方式逐步实现产业自主可控已经迫在眉睫。在这其中,半导体制造行业作为关键一环,其制造厂房的顺利实施建设更显得尤为重要。而在半导体生产的洁净厂房车间中,吊顶上方二次钢构是其重要组成部分,二次钢构的选型设计和实施应用不仅涉及到FFU龙骨、盲板和过滤器的悬挂,而且还影响到风管、桥架、消防管件、AMHS和检修马道等系统的走向,进而实现满足半导体生产车间的工艺要求。
1项目生产主厂房结构形式分析
广州某半导体项目(以下简称半导体项目)生产主厂房主体三层、局部四层,主要分为洁净区和非洁净区两部分。洁净区包含洁净核心区和洁净工艺区,位于厂房的二三层,非洁净区位于厂房的一四层,每个洁净区又可细分为下夹层、生产层和上夹层三层空间。(图1)
图1 半导体项目建筑结构剖面图
1.1厂房洁净核心区结构剖面图
厂房洁净室核心区下夹层、生产层和上夹层厂房结构形式各不相同,核心区下夹层结构形式为普通结构梁和楼板,生产层地面结构形式为华夫孔楼板梁和高架地板,上夹层结构形式为TRUSS钢桁架和屋顶的压型钢板形式。
1.21#厂房洁净工艺区结构剖面图
与洁净核心区的结构形式有所不同的是,洁净工艺区生产层和下夹层结构形式为普通结构梁和楼板,上方再施作高架地板,高架地板下方为下回风夹层,工艺区侧面设置回风夹道。
由于半导体生产厂房工艺需求的原因,洁净核心区和洁净工艺区的结构形式是不一样的,这就从根本上决定了吊顶二次钢构需根据厂房的具体结构形式进行深化设计选型和安装施工,在满足结构受力的前提下,以保证半导体生产厂房的工艺综合参数需求。
2生产主厂房吊顶二次钢构选型分析
2.1 厂房洁净核心区吊顶二次钢构选型分析
通过上面洁净核心区结构剖面可以看到,上夹层结构是有TRUSS钢桁架,这就为我们吊顶二次钢构的吊挂和支撑提供了天然的优势和便利。TRUSS钢桁架的下悬梁间距为2.4m,正好可以充当吊顶二次钢构的主钢构,次钢构铺设于上方,节约钢材使用量,施工安装方便快捷。
结合TRUSS钢桁架钢结构形式和二次钢构便于加工、易于安装、结构牢固美观和综合效益最高的设计原则,在满足结构受力情况的基础上,二次钢构的主钢构利用原来的TRUSS钢桁架下悬梁担当,次钢构选用125*50*2.3t的镀锌方钢,架设于TRUSS钢桁架下悬梁的正上方,其连接节点设计采用U型卡固定于下悬梁上,间距按照1.2m布置。(图2)
图2 洁净核心区上夹层次钢构现场布置
2.2 厂房洁净工艺区吊顶二次钢构选型分析
与洁净核心区结构形式不同,工艺区生产层和下夹层结构形式为常见的普通结构梁和楼板,其结构楼层不高,高架地板至楼板下为6.65m,吊顶高度为4.2m,上夹层高度为2.45m,相对核心区,吊顶上方相关管件、FFU和马道等配件较少,吊顶通丝、龙骨和二次钢构的承重较轻。
结合普通结构梁和楼板的结构形式,根据二次钢构便于加工、易于安装、结构牢固美观和综合效益最高的设计原则,在满足结构受力情况的基础上,把一般的主次钢构的二次钢构形式深化设计为单排次钢构,次钢构选用背靠背41*82*2.5t的镀锌C型钢,紧贴于次梁安装,使用成品的C型钢连接构配件,间距按照1.2m布置,这样不仅优化了型钢数量,还腾出了吊顶上夹层空间,用于其他配件安装施工。(图3)
图3 洁净工艺区结构形式和二次钢构连接节点
3半导体项目吊顶二次钢构钢构选型建议
结合本项目吊顶二次钢构成功选型和实施应用,关于半导体项目吊顶二次钢构的选型分析提供以下建议:
?区别于我们熟悉的大型面板厂,半导体厂房相对来说厂房面积和高度较小,吊顶二次钢构在满足受力和相关工艺要求前提下,应尽量选型恰当,节约成本。
?吊顶二次钢构选型应该根据原厂房结构形式,比如本项目的核心区和工艺区因结构形式的不同而采取了不同的吊顶二次钢构形式,从而取得了比较好的效果。
?充分利用原有TRUSS层钢结构形式,优化主钢构,不仅降低了成本,还有利于施工安装便捷,美观大方。
4结束语
以上就关于半导体生产厂房项目洁净室吊顶二次钢构型钢选型过程及其特点做了简要的分析介绍,随着此半导体项目的建设完工和运行量产,本项目吊顶二次钢构型钢选型得到了实践的检验验证,既满足了半导体生产工艺的要求,又达到降低项目材料和人工成本,增加了效益。