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

　　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

　　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/m2四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≥490mm×490mm，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

　　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。

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