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摘要： 目前，随着我国建筑行业的不断发展，钢筋混凝土的结构被广泛的应用，因此对于混凝土结构的研究是十分必要的。本文主要对多层厂房的混凝土结构的相关问题进行了阐述，为提高多层建筑的设计水平以及提高建筑工程的质量提供了坚实的理论基础。
关键词 ： 多层厂房，混凝土 ，结构设计
Abstract: at present, along with the continuous development of construction industry in our country, reinforced concrete structure has been widely used, so for concrete structure of the study is very necessary. This paper mainly of multilayer workshop of concrete structure of related problems were introduced, in order to improve the design level of multi-story buildings and improve the quality of the construction project provided a solid theoretical basis.
Keywords: multilayer workshop, concrete and structure design
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
一 多层混凝土厂房结构的组成部分
⑴空间构造。空间构造是多层厂房与单层厂房的重要区别之一。多层厂房的构造在长度上有着明确的规定，需要设置伸缩缝以避免在施工过程中构件之间产生裂缝进而影响到厂房的安全性。在设计中需要根据实际需要设置合适的施工缝；另外在多层厂房地基质量较差而厂房竖向高差较大的还应设置一定的沉降缝以确保它们的牢固度；对于需要增加多层厂房的抗震设计时，可以将伸缩缝与防震缝合并，但要注意的是缝的宽度要加大，使之相互作用。
⑵楼盖和屋盖结构。楼盖和屋盖结构是多层厂房的主体结构之一，主要由主梁与次梁以及板组合而成，是任何多层厂房不可缺少的重要部分。在楼盖和屋盖结构的设计中要充分考虑到楼盖结构的承受荷载和作用，必须要科学合理的计算出楼盖结构的截面承载力以及裂缝宽度；当受有动力作用时，还要按有关规范计算结构的动力效应（楼盖的垂直振幅、结构的水平振幅和振动速度等），有时也要采取隔振措施，以降低因机器本身的扰力引起的结构振动。
⑶剪力墙。剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。剪力墙在多层厂房起着重要作用，通常采用的是钢筋混凝土结构，但在设计中需要着重注意的是其强度等级不可低于C20、在厚度设计上一般情况下不低于楼层高度的1/20且不低于140mm，以防止结构剪切破坏。
⑷梁截面。在多层厂房混凝土梁的设计中不可忽视的环节就是确定梁的截面尺寸，一般先由梁的高跨比h/l0确定梁的高度h，再由梁的高宽比h/b确定梁的宽度b（b为矩形截面梁的宽度或T形、I形截面梁的腹板宽度），并将其模数化。对变形和裂缝宽度要求严格的梁，尚应按规定进行扰度验算及裂缝宽度验算。梁截面在大多数建筑中表现为矩形或T形，在设计中除了要确定截面尺寸之外，还应注意梁截面高度与宽度的比值一般不大于4。当楼层高度受限制时，宜加大宽度，设置受压钢筋。
⑸柱截面。柱截面一般采用矩形、方形或圆形。柱的计算长度L0与柱矩形截面的短边尺寸或圆形截面直径d的比值不得超过规范规定。
二 多层混凝土厂房结构设计要点
多层厂房因企业在生产上的实际需要，大都需要设计大空间，大跨度，在结构上一般采用的是框架结构。在多层厂房整体结构的布置上，为确保厂房的质量中心和刚度中心相近，降低厂房在空间上的扭转作用，应尽量使柱网对称均衡布置；在多层厂房整体结构设计中力求达到规则度高，传力明确以及整体简捷，具体设计要求主要有以下几方面：
⑴合理布置电梯间的位置。由于多层厂房大都是为使用大型机器作业的企业提供的，因此电梯间的科学合理设计极为重要。企业在运输大型设备与产品或货物时就需要发挥电梯间的作用，在电梯间设计合理利于运输的情况下，就可以为企业节省部分人流和物力。在设置电梯间位置时，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对周围的楼板及框架采取加强措施。
⑵科学设计框架周期。多层厂房由于跨度大、空间较大、柱子相对较少，另外部分多层厂房柱距方向尺寸较小，柱子多，此时在厂房结构设计上应采用横向控制较好，以扩大横向的抗震能力使之大抵相同，这样不仅利于厂房的抗震能力而且也为开发者节省了资金。因此，如何科学合理的设置横向框架与纵向框架的周期是设计者应加强考虑的重要方面。另外，框架结构及框架--抗震墙等结构，由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全，因而對结构的计算周期要进行折减。
⑶合理设置防震缝。我国国土面积大，地形较为复杂且有不少地区处于地震多发地带，因此对于处于地震发生区的多层厂房的设计时防震设计就是衡量厂房质量的重要标准。在厂房的抗震设计上应采取不设或者尽量少设防震缝，因为处于地震区的厂房的伸缩缝是合一的。当实际需求的多层厂房跨度较大时，通常情况下适宜隔30~40m设置一道800~1000mm宽的后浇带，同时后浇带的位置应设置在厂房结构受力影响最小的区段以减少伸缩缝及防震缝；另外要注意的是在厂房昼夜温差较大的底层与顶层以及内纵墙端开间的墙体等部位，在设计中需要提高配筋率以提升厂房的寿命，同时还应加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
三 结构设计中应注意的问题
⑴科学计算多层厂房的结构参数。多层厂房设计离不开要与数据打交道，在过去主要依靠人工计算，但是随着我国计算机技术的发展，以往众多复杂和繁琐的房屋结构设计计算等问题都可以通过计算机软件来完成，不仅节省了设计者的时间和体力也提升了数据的准确性。使得工程师有足够的时间和精力投入设计当中，以提高设计的质量。其一、精确验算裂缝宽度与罕遇地震。混凝土梁的裂缝宽度在规定上应小于0.3mm，当大于此参数时可以通过调整钢筋截面、增加钢筋根数来达到规定要求，另外在调整无效的情况下，应及时修改柱梁截面进行重新计算；其二，罕遇地震的验算是考量厂房抗震能力的关键，通常在设计时要遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则。《建筑抗震设计规范》5.5.2条规定7~9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构应进行弹塑性变形验算，结构薄弱(部位) 弹塑性层间位移角应小于1/50；其三、科学计算楼面等效荷载，这是提升厂房承载力的关键因素。多层混凝土厂房不同于一般的多层民用建筑，其楼面活荷载有着巨大的区别，多层厂房的楼面活荷载大于多高层民用建筑；如中小型机床楼层上、柱上、梁上还有吊车荷载或是其它机械荷载，其跨度柱网以及层高要大于一般的民用建筑，而且最大的区别在于其整个平面几乎是没有内隔墙的。其次，多层混凝土厂房通常是采用现浇钢筋凝土板梁柱结构，由于楼板承受荷载较大，在厚度上也要大于普通民用建筑，楼板的平面刚度可视为无穷大。框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土电梯小井筒。因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力，相应地减少框架结构承担的地震剪力，故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时，井筒墙壁厚度应当减薄，并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化；配筋也只宜配置少量单排钢筋，以减小井筒的作用。设计计算时，除按框架确定抗震等级并计算外，还应按带井筒的框架（当平面不规则时，宜考虑耦联）复核，并加强与井筒墙体相连的柱子的配筋。
⑵合理协调结构设计与工艺设计。任何一项建筑都是经过结构设计到工艺设计到最终建筑实施的，在这个过程中如何协调好结构设计以及工艺设计以节省时间与资金，提高建筑质量的重要影响因素。在实际中结构设计师与工艺设计师时常会发生冲突，其一两者都是为建筑设计服务，而建筑又是为企业服务的，因此在厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求也即结构设计要配合或服从于工艺条件；其二，工艺设计师在进行布置时，应于结构设计者进行有效的沟通，避免应开洞之处设置为框架梁等尴尬局面，给后期施工造成困难，增加不必要的费用支出；其三，在厂房方案的设计阶段，结构设计师与工艺设计师应进行良好的沟通，前者应及时补充相关的工艺知识，了解基本的工艺布置，后者同样需要增加结构设计方面的知识，以尽量减少设计和施工环节中不必要的麻烦和工作量。
四 结语
多层混凝土厂房为企业提供着生产的场所，而其结构设计是否科学合理是企业稳定发展的重要因素之一。在设计多层混凝土厂房结构时应充分考虑各方面的因素与事项科学计算各项参数，设计出高质量的作品以满足企业发展的需要。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词 ： 多层厂房，混凝土 ，结构设计
Abstract: at present, along with the continuous development of construction industry in our country, reinforced concrete structure has been widely used, so for concrete structure of the study is very necessary. This paper mainly of multilayer workshop of concrete structure of related problems were introduced, in order to improve the design level of multi-story buildings and improve the quality of the construction project provided a solid theoretical basis.
Keywords: multilayer workshop, concrete and structure design
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
一 多层混凝土厂房结构的组成部分
⑴空间构造。空间构造是多层厂房与单层厂房的重要区别之一。多层厂房的构造在长度上有着明确的规定，需要设置伸缩缝以避免在施工过程中构件之间产生裂缝进而影响到厂房的安全性。在设计中需要根据实际需要设置合适的施工缝；另外在多层厂房地基质量较差而厂房竖向高差较大的还应设置一定的沉降缝以确保它们的牢固度；对于需要增加多层厂房的抗震设计时，可以将伸缩缝与防震缝合并，但要注意的是缝的宽度要加大，使之相互作用。
⑵楼盖和屋盖结构。楼盖和屋盖结构是多层厂房的主体结构之一，主要由主梁与次梁以及板组合而成，是任何多层厂房不可缺少的重要部分。在楼盖和屋盖结构的设计中要充分考虑到楼盖结构的承受荷载和作用，必须要科学合理的计算出楼盖结构的截面承载力以及裂缝宽度；当受有动力作用时，还要按有关规范计算结构的动力效应（楼盖的垂直振幅、结构的水平振幅和振动速度等），有时也要采取隔振措施，以降低因机器本身的扰力引起的结构振动。
⑶剪力墙。剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。剪力墙在多层厂房起着重要作用，通常采用的是钢筋混凝土结构，但在设计中需要着重注意的是其强度等级不可低于C20、在厚度设计上一般情况下不低于楼层高度的1/20且不低于140mm，以防止结构剪切破坏。
⑷梁截面。在多层厂房混凝土梁的设计中不可忽视的环节就是确定梁的截面尺寸，一般先由梁的高跨比h/l0确定梁的高度h，再由梁的高宽比h/b确定梁的宽度b（b为矩形截面梁的宽度或T形、I形截面梁的腹板宽度），并将其模数化。对变形和裂缝宽度要求严格的梁，尚应按规定进行扰度验算及裂缝宽度验算。梁截面在大多数建筑中表现为矩形或T形，在设计中除了要确定截面尺寸之外，还应注意梁截面高度与宽度的比值一般不大于4。当楼层高度受限制时，宜加大宽度，设置受压钢筋。
⑸柱截面。柱截面一般采用矩形、方形或圆形。柱的计算长度L0与柱矩形截面的短边尺寸或圆形截面直径d的比值不得超过规范规定。
二 多层混凝土厂房结构设计要点
多层厂房因企业在生产上的实际需要，大都需要设计大空间，大跨度，在结构上一般采用的是框架结构。在多层厂房整体结构的布置上，为确保厂房的质量中心和刚度中心相近，降低厂房在空间上的扭转作用，应尽量使柱网对称均衡布置；在多层厂房整体结构设计中力求达到规则度高，传力明确以及整体简捷，具体设计要求主要有以下几方面：
⑴合理布置电梯间的位置。由于多层厂房大都是为使用大型机器作业的企业提供的，因此电梯间的科学合理设计极为重要。企业在运输大型设备与产品或货物时就需要发挥电梯间的作用，在电梯间设计合理利于运输的情况下，就可以为企业节省部分人流和物力。在设置电梯间位置时，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对周围的楼板及框架采取加强措施。
⑵科学设计框架周期。多层厂房由于跨度大、空间较大、柱子相对较少，另外部分多层厂房柱距方向尺寸较小，柱子多，此时在厂房结构设计上应采用横向控制较好，以扩大横向的抗震能力使之大抵相同，这样不仅利于厂房的抗震能力而且也为开发者节省了资金。因此，如何科学合理的设置横向框架与纵向框架的周期是设计者应加强考虑的重要方面。另外，框架结构及框架--抗震墙等结构，由于填充墙的存在，使结构的实际刚度大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，算出的地震剪力偏小，使结构偏于不安全，因而對结构的计算周期要进行折减。
⑶合理设置防震缝。我国国土面积大，地形较为复杂且有不少地区处于地震多发地带，因此对于处于地震发生区的多层厂房的设计时防震设计就是衡量厂房质量的重要标准。在厂房的抗震设计上应采取不设或者尽量少设防震缝，因为处于地震区的厂房的伸缩缝是合一的。当实际需求的多层厂房跨度较大时，通常情况下适宜隔30~40m设置一道800~1000mm宽的后浇带，同时后浇带的位置应设置在厂房结构受力影响最小的区段以减少伸缩缝及防震缝；另外要注意的是在厂房昼夜温差较大的底层与顶层以及内纵墙端开间的墙体等部位，在设计中需要提高配筋率以提升厂房的寿命，同时还应加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
三 结构设计中应注意的问题
⑴科学计算多层厂房的结构参数。多层厂房设计离不开要与数据打交道，在过去主要依靠人工计算，但是随着我国计算机技术的发展，以往众多复杂和繁琐的房屋结构设计计算等问题都可以通过计算机软件来完成，不仅节省了设计者的时间和体力也提升了数据的准确性。使得工程师有足够的时间和精力投入设计当中，以提高设计的质量。其一、精确验算裂缝宽度与罕遇地震。混凝土梁的裂缝宽度在规定上应小于0.3mm，当大于此参数时可以通过调整钢筋截面、增加钢筋根数来达到规定要求，另外在调整无效的情况下，应及时修改柱梁截面进行重新计算；其二，罕遇地震的验算是考量厂房抗震能力的关键，通常在设计时要遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则。《建筑抗震设计规范》5.5.2条规定7~9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构应进行弹塑性变形验算，结构薄弱(部位) 弹塑性层间位移角应小于1/50；其三、科学计算楼面等效荷载，这是提升厂房承载力的关键因素。多层混凝土厂房不同于一般的多层民用建筑，其楼面活荷载有着巨大的区别，多层厂房的楼面活荷载大于多高层民用建筑；如中小型机床楼层上、柱上、梁上还有吊车荷载或是其它机械荷载，其跨度柱网以及层高要大于一般的民用建筑，而且最大的区别在于其整个平面几乎是没有内隔墙的。其次，多层混凝土厂房通常是采用现浇钢筋凝土板梁柱结构，由于楼板承受荷载较大，在厚度上也要大于普通民用建筑，楼板的平面刚度可视为无穷大。框架结构应尽量避免设置钢筋混凝土电梯小井筒。因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力，相应地减少框架结构承担的地震剪力，故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时，井筒墙壁厚度应当减薄，并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化；配筋也只宜配置少量单排钢筋，以减小井筒的作用。设计计算时，除按框架确定抗震等级并计算外，还应按带井筒的框架（当平面不规则时，宜考虑耦联）复核，并加强与井筒墙体相连的柱子的配筋。
⑵合理协调结构设计与工艺设计。任何一项建筑都是经过结构设计到工艺设计到最终建筑实施的，在这个过程中如何协调好结构设计以及工艺设计以节省时间与资金，提高建筑质量的重要影响因素。在实际中结构设计师与工艺设计师时常会发生冲突，其一两者都是为建筑设计服务，而建筑又是为企业服务的，因此在厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求也即结构设计要配合或服从于工艺条件；其二，工艺设计师在进行布置时，应于结构设计者进行有效的沟通，避免应开洞之处设置为框架梁等尴尬局面，给后期施工造成困难，增加不必要的费用支出；其三，在厂房方案的设计阶段，结构设计师与工艺设计师应进行良好的沟通，前者应及时补充相关的工艺知识，了解基本的工艺布置，后者同样需要增加结构设计方面的知识，以尽量减少设计和施工环节中不必要的麻烦和工作量。
四 结语
多层混凝土厂房为企业提供着生产的场所，而其结构设计是否科学合理是企业稳定发展的重要因素之一。在设计多层混凝土厂房结构时应充分考虑各方面的因素与事项科学计算各项参数，设计出高质量的作品以满足企业发展的需要。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。