基于多层工业厂房分析建筑及结构设计的要点

发表时间:2021/5/20   来源:《建筑实践》2021年40卷第4期   作者:王梁
[导读] 随着工业建筑多样化的转变,国内现代化工业生产水平的不断提高,

         王梁
         新疆化工设计研究院有限责任公司,新疆乌鲁木齐市,830000
         
         摘要:随着工业建筑多样化的转变,国内现代化工业生产水平的不断提高,我国对于多层工业厂房的需求越来越大。近几年来,现代工业厂房已不再是简易的单层厂房,多层工业建筑的施工工艺逐渐成熟、更新速度逐渐加快,一大批灵活、联合的车间建筑形式被广泛的应用于工业生产中。基于此,本文对多层工业厂房分析建筑及结构设计的要点进行深入研究,以供参考。
         关键词:多层工业厂房;建筑结构;设计要点
         引言
         经济的快速发展改变了以往的经济发展模式,经济运行节奏不断加快,工业厂房建筑作为工业生产的重要载体也在不断的优化升级,从而为工业生产提供强大的助推力。现今的工业厂房在设计建设的过程中,越来越多的钢结构工业厂房取代了传统的钢筋水泥建筑。多层钢结构工业厂房采用钢构件作为厂房的结构主体,并辅助以其他构件所构成。随着经济的快速发展应当积极做好多层结构工业厂房结构特点的分析,并在多层结构工业厂房设计过程中不断优化完善,确保多层结构工业厂房的质量。
         1多层钢结构工业厂房的结构特点
         (1)多层钢结构工业厂房的设计建设规模都较大。现代工业企业大都采用的是综合性较强的工业设计,采用钢结构作为多层钢结构工业厂房的建筑主体,周边包围轻型的围护材料,这一结构能够有效的降低多层钢结构工业厂房的自重,从而有效的降低对于地基的要求,提高了多层钢结构工业厂房的建设速度,同时降低了多层钢结构工业厂房的建设成本。多层钢结构工业厂房围护墙体所采用轻型材料多数是以金属彩钢或是彩钢夹芯板所组成,内附有保温隔热材料。这类材料不但质量轻且隔热保温性也较强,便于安装,且从多层钢结构工业厂房的外观上看也较为美观。多层钢结构工业厂房与传统的钢筋混凝土结构厂房相比,在建造速度等方面都有着极为明显的优势,多层钢结构工业厂房的出现大大优化了厂房的结构。多层钢结构工业厂房主体所使用的钢构件采用的是模块化设计、拼装技术,使用螺栓连接及焊接连接作为厂房建设中各构件的主要连接方式,从而大幅提升了厂房的建设速度。多层钢结构工业厂房可以采用方案设计和施工一体化进行的方式,从而实现对于多层钢结构工业厂房建设周期的有效缩短。(2)在承重方面,多层钢结构工业厂房由于主体采用了钢架构,能够有效的提升厂房的承载力。同时在多层钢结构工业厂房的设计过程中通过进行三维建模及受力分析,可以对多层钢结构工业厂房中的受力构件进行优化设计.
         2多层工业厂房建筑及结构设计的要点分析
         2.1工业厂区建筑总图设计
         随着我国经济的高速发展,工业生产自动化水平的不断提升,工业厂房的设计迎来了新的发展时代。多层厂房建筑设计要与整个生产厂区的布置紧密联系。建筑设计过程中要注重不同类型的组合形式,并且要从厂区平面布置、厂区道路、竖向空间上加以叠合。此外,还要对厂区的实际条件与需求进行分析,合理、科学的进行总图设计。一方面,总图设计过程中要进行合理的空间组织,尽量减少占地面积以降低工程的投资,还可以给以后工厂的改建或扩建留下发展空间。另一方面,在进行实际厂区建筑的设计工作时,要结合厂区建筑设计的不同影响因素来灵活设计,提升建筑的安全性与耐久性,通过对厂区合理的规划布局以及独特的单体厂房设计,使得厂房功能合理、外观新颖。
         2.2多层工业厂房建筑设计
         工业厂房是为生产提供工作空间的建筑物。在设计工业厂房时应充分整合工业生产的工艺流程,提炼出建筑的设计要点,包括建筑平面形状、柱网尺寸、剖面情况、建筑体型等,选择最佳的建筑及结构方案和维护结构的类型,以及细部结构设计。在进行单体厂房建筑设计时,不仅要满足工厂物质生产的需要,还应注重建筑的外观。

现阶段,建筑造型设计是多层厂房建筑设计中的一个重要方面。造型设计要与外界环境、生产技术以及建筑经济等方面相协调。如果建筑外观设计得当,会给人留下深刻的印象,有助于提高企业的知名度与品牌效应。另外,在进行多层厂房建筑的设计过程中,可以借鉴其它类型的多层建筑要素,并且将多层厂房建筑的使用功能与材料结构、空间环境、施工技术、经济学要素有机的融合在一体,并且考虑人的需求,进而为工业生产与生活创造一个适用的客观环境,以达到提高员工的工作质量和工作效率的目标。此外,还应对当地的气象、地形以及地质、环境条件、城市总体规划等因素进行考虑,提升工业厂房建筑设计的前瞻性。
         2.3加强对横向框架和纵向框架周期的控制
         多层工业厂房有跨度大、纵横向轴网不均、层高无规律、质量分布不均等特点。在进行周期控制时,要使纵横方向的抗震能力基本一致。这不仅可以提升厂房的抗震性能,同时可以有效降低工程造价。
         2.4提升电梯间位置的合理性
         由于受到生产工艺的影响,多层厂房内部经常需要进行设备、货物的竖向运输,这就要根据实际状况合理设置电梯。电梯井筒结构有着较大的刚度,设计过程中要考虑到电梯井筒对于厂房建筑的偏心影响。因而,在结构布置上最好不要将电梯井筒布置于厂房建筑的端部或角部。如果非要布置在这些区域,应做好加强措施。
         2.5地震区域应减少防震缝的设置
         在地震多发区域,多层厂房的伸缩缝与防震缝是合一的。如果厂房建筑较长,那么要采取以下几点构造与施工措施,降低伸缩缝、防震缝的数量:一方面,在多层混凝土厂房施工过程中,可以每隔40m设置一道后浇带,其尺寸要求及构造做法可参考101图集。后浇带要设置在厂房结构中受力最小的位置。另一方面,对于受温度影响较大的位置,比如厂房的顶层、底层以及山墙等部位,要适量提高配筋率。
         2.6提升结构设计的协调性
         建筑与结构设计过程中,要尽可能提升工艺布置和结构设计之间的协调性。多层工业厂房的主要用途是提供工业生产服务,因此在进行具体的设计工作时,要与厂房工艺设计人员进行沟通协商,尽可能了解厂房工艺布置方面的要求。沟通协商过程中要对设备的布置状况进行全面了解,对于厂房荷载要求以及开洞的位置进行记录与考虑。
         2.7做好罕遇地震以及裂缝宽度的验算
         多层工业厂房建筑设计时,要确保厂房可以满足正常使用的状态,这一过程中需要进行相应的裂缝宽度验算。例如混凝土梁的裂缝不能超过0.3mm。计算过程中,如果发现超过了这一数值,要适当的调整配筋。如果上述做法仍然不能达到要求,那么要进行柱梁截面的验算调整。在进行抗震设计工作时,要确保建筑能够达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的效果。
         结束语
         随着国内工业化进程的不断加快,多层工业厂房建筑得到了广泛的应用。在工业厂房建筑及结构设计中,要考虑生产的需求,要考虑人的需求,合理选择厂房的结构形式,创造方便、舒适、安全的工作空间,使工业厂房的工作空间环境与人相融。此外,要提升结构计算的准确性,不断进行梁、柱、板等构件的合理调整,进而提升多层工业厂房的设计质量。
         参考文献
         [1]朱岩.浅谈多层工业厂房结构设计中的问题[J].城市建设理论研究,2011(21):35~37.
         [2]康勇,宋磊,陈相宇.浅论多层工业厂房的结构设计[J].科技致富向导,2012(2):45~46
         [3]魏志峰,郭玲玲.对现代工业厂房建筑设计的思考[J].科技信息,2011(1):35~42.
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