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摘要：伴随着我国经济的高速发展，工业厂房建筑项目越来愈多。在我国工业厂房建设中，经常使用的一种结构是钢筋混凝土框排架结构，本文就钢筋混凝土框排架结构设计中应该注意的问题做详细讨论，以供业内人士参考。
关键词：钢筋混凝土；框排架；结构设计；问题分析
引言
近几年，工业厂房设计中，比较注重排框架结构的应用，目的是满足工业厂房的需求，框排架结构具有稳定的支撑作用，增加了厂房的跨度，工业发展中，根据自身的情况，规划好厂房框排架的结构设计，满足现代化工及环保的基本需求。
1框排架结构设计基本原则
（1）计算简图选择要合乎结构实际受力形态的要求
在选择框排架结构设计的计算简图时，工程设计者必须从全面分构件受力特点方面入手，对整个结构体系传力路径进行把控，使得计算简图与结构体系实际受力特点，传力路径相一致。这是结构分析计算结果准确性的基础。
（2）选择合理的结构方案
选择合理的结构方案，对整个工程的安全，经济具有重大影响，在进行结构设计的过程中，必须对结构形式、结构体系进行选择，明确结构构件的受力状况，将传力设计简洁化。在面对单元结构相同的情况时，应该着重保证整体的一致性，另外，还需兼顾施工环境以及现场地质状况、基建施工材料、材料供应等施工及采购因素。合理的结构方案应是受力明确，传力路径简单；安全经济，便于施工操作。
2框排架结构体系的特点
采用框排架结构体系进行设计的厂房具有平面布局灵活、可利用空间多的特点，这种结构对于设备布置限制小，可充分利用空间大，，企业完全可以根据自己生产和经营的需求设计出符合企业要求的平面布局。这种结构所使用的材料是高强度、高硬度的承重材料，所以整个房屋结构的承载力相当强，具有良好的延展性可以抵抗大部分的强外力所带来的变形。但是值得注意的是，这种结构的房屋的整体侧向刚度较小，所以如果受到来自水平方向的强外力作用时会出现较大的侧向变形现象，常见的形变类型有剪刀型变形，这种变形会影响到厂房的正常使用，所以在框排架结构下设计的房屋不会太高。
3钢筋混凝土框排架结构设计中的问题分析
3.1选型与方案设计问题
工业厂房框排架的选型和方案设计，要符合项目的实际情况。工业厂房，均具有自身的特点，其在抗震性、强度等方面，对框排架结构的设计要求不同，由此在工业厂房框排架结构设计时，应该提前勘察工业厂房现场的地质，同时掌握厂房的位置、建筑面积、工艺参数和结构方式等，框排架的结构选型，可以分为横向框排架，竖向框排架等类型，也是选型设计中的要点，做好各项选型工作后，才能规范框排架结构方案的设计。在框排架选型和方案设计中，还要结合电厂工业厂房的情况，制定方案的指导书，专门用于指导厂房框排架结构施工，而且指导书中，需要协调好各个专业的项目，保障各项专业的协调性，由技术专业，向结构专业提资，此时结构专业就要依据技术要求，准确的布置工业厂房框排架的方案，同时将方案的内容及时反馈到参建的项目单位，促使方案可以有效应用到各个专业中。
3.2结构材料用量问题
一个单体建(构)筑物，其单位面积所用材料的多少不仅反映出设计人员的技术水平，更重要的是成为投资方最为关注的指标，它将直接影响项目的经济效益以及环保效益。
结构设计中在保证结构安全、各项构造符合设计规范要求的前提下，减少材料用量，或者说使单位面积所用材料量处于一个合理水准上，是衡量设计单位技术水平和市场竞争力高低的重要标志，也是国家节能减排的要求。
至于设计中能否减少材料用量，主要有宏观和微观两方面的影响因素，前者指在建筑设计方案构思时，是否具备采用合理结构体系的条件，它主要取决于建筑师的结构概念成熟程度;后者指结构设计时，结构布置是否合理、构件截面是否合适、配筋构造是否科学等，它主要决定于结构工程师对结构和构件受力原理的掌握、对构件合理设计的经验体会以及对规范条文的理解程度等。设计者要仔细推敲，科学合理地作出选择。
3.3楼层位移的控制
钢筋混凝土竖向框排架结构楼层位移主要由抗震位移来确定。根据GB50011—2010《建筑抗震设计规范》（2016年版）表5.5.1规定钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限值1/550，单层钢筋混凝土柱排架弹性层间位移角限值无规定，表5.5.5规定钢筋混凝土框架结构弹塑性层间位移角限值1/50，单层钢筋混凝土柱排架的弹塑性层间位移角限值是1/30；《钢结构设计规范》（GB50017—2003）第8.1.4条强制规定：结构应根据其形式、组成和荷载的不同情况，设置可靠的支撑系统。在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置独立的空间稳定支撑系统。其主要目的是为了保证结构的空间工作，提高结构的整体刚度，承担和传递水平力，防止杆件产生过大的位移，避免压杆的侧向失稳以及保证结构安装时的稳定；根据上海市工程建设规范DGJ08—9—2013《建筑抗震设计规程》表5.5.1单层钢筋混凝土柱排架弹性层间位移角限值为1/300，钢筋混凝土框架弹性层间位移角限值为1/550。综合上述规范，规定此工程底层钢筋混凝土框架弹性层间位移角限值用1/550控制，顶层钢筋混凝土排架弹性层间位移角限值用1/300控制；钢筋混凝土框架结构弹塑性层间位移角限值1/50，顶层钢筋混凝土柱排架的弹塑性层间位移角限值是1/30。
3.4优化制图操作
图纸是厂房框排架结构施工的依据。图纸中体现了厂房框排架的结构状态，以平面图的方式，提供给施工单位，由此施工人员才能领会设计者在框排架厂房上的意图。因为工业厂房框排架结构设计图纸非常多，很容易潜在缺陷、误差等，所以在制图方面实行优化操作，专门把控框排架结构图纸的制作。一般情况下，工业厂房框排架结构，采用电算结构的方式，生成图纸，优化时，注意图纸的规范性，根据国家及行业的制图标准，统一规划图纸设计，加强制图的规范性控制力度，以国标图集为依据，标注图纸，制作成通用图，完成图纸优化的操作。
3.5计算结果分析
1)在用PKPM软件计算梁柱时，应尽量采用TAT或SATWE三维软件。并与PK计算结果对比，主要是顶部排架部分。如以框架的位移控制，则排架柱计算所需截面过大，造成材料浪费，TAT或SATWE三维软件优点如下:a．计算结果更接近实际受力状态，如地震力或风力是按抗侧移刚度分配，而不是按框架的楼面从属面积，还如从框架柱出挑的梁和从次梁出挑的梁，因次梁的支座(框架梁)发生下沉变形，内力重分布，从框架柱出挑的挑梁配筋将较大。b．快速方便，三维软件整体计算，不必生成单榀框架，再人工归并，可整楼归并。2)框架部分，PKPM计算结果应满足楼层最小地震剪力系数值，如不满足说明地震力计算造成构件截面及配筋偏小，存在安全风险;还应满足弹性层间位移角限值，如不满足，说明上层刚度相对较弱;楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的抗剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%，如不满足说明本层刚度相对较弱。3)顶层排架嵌固楼层应避免开设大洞口，楼板厚度不宜小于150mm。为保证排架嵌固层的作用，排架嵌固层处刚度(X，Y方向)宜为上层排架刚度的2倍及以上，方能作为嵌固层考虑柱截面尺寸。
结语
钢筋混凝土框排架结构在工业厂房建设中的应用越来越广泛，随着科技的进步，这种结构的稳定性也不断得到改善，但是在实际应用中还是存在一些不足之处，设计师在设计的过程中应该避免由于设计的问题而导致建筑的质量问题，以免给企业造成不必要的经济损失。
参考文献
［1］张珂．工业厂房框排架结构设计分析［J］．江西建材，2016(01):36－37．
［2］赵泽宁．特种工业厂房框排架结构设计的探讨［J］．山西建筑，2014(23):60－61．
［3］于大永．上柱铰接排架结构在工业厂房中的设计应用［J］．钢结构，2015(08):53－54．