工业建筑混凝土结构设计的相关问题.pdf

工业建筑混凝土结构设计的相关问题 摘要： 工业建筑混凝土结构设计的相关问题 摘要：与民用、商业建筑相比，工业建筑对于结构的安全性、抗震性、抗裂性等提出了更为 严格的要求，尤其是在混凝土结构设计中，必须采取有效的工艺与技术措施，不但有利于提 高结构的整体性能，而且对于项目施工的进度、质量、安全与造价具有重要的影响。本文结 合笔者多年工业建筑工程管理经验， 简要分析了混凝土结构设计的相关问题， 仅供同行参考。 关键词：工业建筑；混凝土结构；设计 关键词：工业建筑；混凝土结构；设计 目前，国内建设的工业建筑主要采取混凝土结构，与传统的建筑结构形式相比，其具有 较为理想的综合性能，造价也较为合理，在国内工业建筑行业得到了广泛的应用。在工业建 筑混凝土结构的设计中，必须结合建筑的基本功能和使用要求，选择最为合理的结构形式， 并且逐步完善细节部分的设计，从而达到预期的工业建筑建设目标。 1 工业建筑结构选型的一般规定 1 工业建筑结构选型的一般规定 在工业建筑混凝土结构设计中， 为了保证设计方案具有可行性与经济性， 必须合理确定 其结构形式， 国家建设主管部门相继出台了一系列的规定， 对于工业建筑的结构选型作出了 具体的要求，其中较为重要的几条规定如下： 1.1 在常规工业建筑的结构设计中，应优先选择预应力混凝土装配式钢结构，必要时也 可以采用现浇混凝土的结构形式。 1.2 当工业建筑结构为柱距≤4m， 跨度≤15m 的单层厂房， 并且满足以下两方面的要求： 1）柱顶的高度≤6.5m，无吊车或者有≤2t 悬挂吊车的厂房；2）吊车的起重量≤3t，轨道 顶的高度≤5.4m 的轻级或者中级厂房，可以结合实际情况和相关要求，优先选择砖混结构， 其中砖墙起到承重作用，钢筋混凝土楼板、顶板等组成主体结构。 1.3 除工业建筑的顶层外，如果楼层的总高度≤15m，各层主梁的跨度≤7.5m，楼面荷 载≤1000kg/m 2四层或四层以下的厂房，可以采用钢筋混凝土内框架的建筑结构形式。 1.4 在大中型厂房的结构选型中，宜采用预应力结构或者装配式钢筋混凝土结构。如果 厂房独立砖柱的截面≥490mm490mm，则应采用组合砖柱或者钢筋混凝土结构。 1.5 对于具有耐高温要求的工业建筑，如果建筑构件的表面温度长期≥50℃，避免采用 木结构；如果建筑构件的表面温度长期≥150℃， ，应尽量采用钢结构，并且采取相应的隔热 与防护措施；在屋面梁、屋架、托架≥80℃，吊车梁≥60℃，以及其他建筑构件≥100℃的 工业建筑中，钢筋混凝土结构设计中，其强度与弹性模量必须进行折减。 2 工业建筑混凝土结构设计中应注意的问题 2 工业建筑混凝土结构设计中应注意的问题 在工业建筑混凝土结构的设计中， 需要综合考虑各方面的影响因素和技术条件， 不断对 于设计方案进行修改与完善， 进而才能保障施工作业的有序开展和进行。 结合笔者多年的工 业建筑混凝土结构设计经验，总结了以下需要注意的问题： 2.1 框架基础设计 1） 设计人员应仔细阅读与使用相关地质报告， 了解地质勘察结论与计算指标的可靠性， 进而判断工程建设方提出了的框架基础设计方案是否具有可行性；2）在满足变形与承载力 等基本要求的前提下， 尽量选择天然地基中的浅基础， 综合考虑项目所在地土层的实际分布 情况、物理力学性质与稳定性，以及土建筑物的形状、结构类型、地下水、荷载性质与大小 等，合理进行框架基础设计。 2.2 框架柱设计 1） 在各种内外力组合的情况下， 工业建筑混凝土结构的框架柱必须满足高强度的要求， 特别是在配筋计算中， 应选择最为不利的方向进行框架计算， 也可以在两个方向均进行计算， 在确定较大方向配筋数据后，采用对称配筋的设计方案；2）为了增强工业建筑底部的整体 性，减少发生位移的几率，一般采取框架柱附近合理设置基础连系梁的方法。将基础连系梁 的以下部分视为底层，框架柱的高度值则是依据基础顶面、连系梁顶面而定，将实际建筑的 底层视为第二层。在框架柱的设计中，底层柱配筋要选取基础顶面、连系梁顶面中最大的内 力进行计算，以保证设计结果的合理性和可行性。 2.3 框架梁设计 1）如果工业建筑混凝土框架的主梁与次梁之间的截面相差较小，而次梁的荷载相对较 大，则要在设计中适量增加附加筋。如果主梁的高度较高，而次梁的截面、荷载较小，主粱 则无需增加附加筋；2）当工业建筑混凝土结构的外部梁跨度相差较小时，梁高宜采取等高 的形式，尤其是外部框架梁应尽量保证高度相等。当梁底距离外窗顶的尺寸相对较小时，设 计中应适当加大梁高，一般情况要做至窗顶；3）在工业建筑混凝土结构框架梁的设计中， 原则上梁纵筋宜采用小直径、小间距的形式，这样更有利于结构的抗裂性能，但是必须应注 意钢筋间距满足相关要求，并且与梁的断面相对应。 2.4 抗裂设计 1）根据《砌体结构设计规范》 、 《混凝土结构设计规范》的相关规定，合理控制工业建 筑混凝土结构的长度，以避免因主体结构过长，而增加局部裂缝的几率。为了有效控制由于 温度收缩应力而引起的结构裂缝， 可以在结构设计中适当增设伸缩缝， 伸缩缝的间距一般为 30mm-50mm；2）在混凝土结构浇筑方法的设计中，由于混凝土的仓面相对较大，所以，通常 选用分层浇筑的方法，即在第一层浇筑完成后，浇筑第二层，直至全部施工作业项目完成； 3）在工业建筑混凝土结构设计中，为了防止裂缝现象的发生，必须严格规定各种温差，其 中包括内部温差、 外部温差、 温度徒降等容许值， 上述容许温差必须结合相关理论计算结果， 以及以往的工程实践经验确定。 2.5 抗震设计 在工业建筑混凝土结构的设计中，抗震设计通常是以强度、延性为基点，特别是在单层 厂房的布置中，应坚持平面与立面简单、规则、对称等基本原则。在混凝土结构的抗震设计 中，应注意以下问题：1)平面布置应做到简单、规则、对称，尽量减少偏心，而且要考虑有 可能出现的各种不利影响；2)尽量保证刚度中心、质量中心的重合；3)重量相对较大的框架 梁、柱不宜布置于结构单元边缘，应尽量布置于距刚度中心相对较近的部位；4)尽量避免大 悬挑结构；5)围护结构应尽量采用轻质材料。 3 结束语 3 结束语 总之，在工业建筑混凝土结构的设计中，应综合考虑各方面的影响因素与技术问题，对 于设计方案中的相关工艺、 技术参数一定要进行认真的计算与复核， 进而不断修改和完善设 计方案，以保证施工作业的有序开展。 参考文献： 参考文献： [1]孙颖.工业建筑设计中几点问题的探讨[J].江苏冶金，2006，(04)：53-55. [2]谢国雄.浅谈工业建筑设计的优化方案[J].建材与装饰，2007，(10)：142-144. [3]李聪.工业建筑设计创新研究[J].哈尔滨工业大学学报，2010，(12)：11-12.