工業(yè)廠房大跨度框架結構設計

田煒谞

（華潤煤業(yè)(集團)有限公司，030001）

一、前言

隨著經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，人們對工業(yè)廠房大跨度框架大跨度框架結構設計的要求也越來越高。然而在大跨度框架結構設計的過程中，還存在著一些問題急需解決，這些問題會嚴重影響到工業(yè)廠房的施工質量。因此，需要對其進行設計上的優(yōu)化，從而提升其施工的質量，使工業(yè)廠房大跨度框架大跨度框架結構設計更加適用、可靠與經(jīng)濟。

二、工業(yè)廠房大跨度框架結構設計的現(xiàn)狀

1、大跨度框架結構設計理論和方法的研究

在保證大跨度框架結構安全的前提下，為了充分發(fā)揮材的作用，更合理的使用材，還應該深人研究大跨度框架結構設計理論與方法，使大跨度框架結構和構件的計算方法更能反映實際工作情況。有待研究的問題有：壓彎構件的彎扭屈曲問題、薄板屈曲后強度的利用問題、大跨度框架結構的塑性設計問題、殘余應力對大跨度框架結構強度和穩(wěn)定性影響問題及門式剛架輕型大跨度框架結構體系的整體穩(wěn)定和大跨度框架結構的空間工作問題等。

2、空間大跨度框架結構的研究和應用

網(wǎng)架大跨度框架結構、網(wǎng)殼大跨度框架結構、張拉大跨度框架結構體系等均屬于空間大跨度框架結構，這些新技術的應用，在減輕大跨度框架結構自重、提高大跨度框架結構的承載力，節(jié)約材等方面效果十分明顯。

另外，在普通大跨度框架結構中施加預應力后形成的預應力大跨度框架結構，能增強大跨度框架結構的剛度，提高承載能力，從而節(jié)約材。預應力大跨度框架結構可應用于析架、梁及框架等大跨度框架結構或構件，但目前應用較少，有待研究和發(fā)展。

三、工業(yè)廠房大跨度框架結構設計分析

在我國建筑施工中，大跨度框架結構的應用具有一定的標準與要求，根據(jù)建筑不同的功能要求，要選擇不同的結構類型，常見的框架結構類型有：

1、轉換梁結構

這種框架結構在應用的過程中通常都是在檐口高度布置一個系統(tǒng)而又全面工作模式，通過在設計的過程中以一個大量作為核心環(huán)節(jié)，從而在梁跨結構進行有效的支撐。這種結構的分析中通常都是由斜板將應力傳遞給斜坡和工作模式，再由斜坡傳遞給框架柱和結構柱和工作模式，且在工作的過程中而梁上柱荷載，進而給框架結構柱。該方案的應用通常都是以數(shù)學模型為基礎，是一種計算簡單，且在工作的過程中不曾考慮整體工程截面問題。這種結構在設計的過程中不僅可以利用力學模型進行相應的分析，且計算非常的簡單，但是存在著經(jīng)濟性差的缺點。

2、折梁結構

在目前的建筑結構工程中，對折梁結構的選擇仍然較為常見，其通常都是在橫向上布置一個跨度較大的折梁結構，這種結構在方案的選擇中直接能夠通過折梁將應力傳遞給上方屋面。但是由于在折梁的跨度中應用較大的截面模式，其中仍然存在著一定的不經(jīng)濟、不科學現(xiàn)象，而且還具有荷載傳遞交叉的工作模式。

四、工業(yè)廠房大跨度框架結構優(yōu)化設計

1、設計處理

相較于框架結構來說，無論是在設計上還是在施工上都具有一定的難度，尤其是在設計上。因此，針對框架結構進行設計的過程中，一定要注意考慮到受力的問題，對其受力進行全面分析的基礎上，進行有效的人工調整，只有這樣才能夠使得框架結構可以應用到建筑設計中。而在設計的過程中，需要對框架結構受力進行分析的方面主要包括以下幾點：

首先，針對框架結構的配筋在進行計算的過程中，需要依據(jù)投影方式的不同對其荷載力進行有效的計算，而框架結構在設計的時候，也會受到來自空間以及平面內(nèi)外的各種壓力的影響，如果處理不好，就會使得框架結構發(fā)生軸向力的問題，因此，在對框架結構進行配筋的過程中，應該采用雙層配置，同時向兩個方向同時進行拉伸，并依據(jù)實際的設計需求，對鋼筋的間距進行合理的控制和加密處理。

其次，在對框架結構進行受力分析的過程中，所要考慮到的壓力除了彎矩壓力外，還有軸向壓力，然而，很多的軟件在對配筋進行計算的過程中，對于彎矩壓力的考慮較為全面，而忽視了對軸向壓力的計算，這樣就會使得框架結構的設計存在受力上的問題。框架結構上所設置的樓板翼緣在應用上，其所能夠發(fā)揮的作用相對來說有限，因此，在對其進行設計的過程中，不能夠按照T形結構的形式對配筋進行計算，最好是采用矩形結構來進行設計，而針對這一形式的框架結構，需要采用手動方式進行核算。

最后，在對框架結構進行設計的過程中，也需要依據(jù)空間的整體作用進行具體的分析，在框架結構中所存在的各個構件，其所發(fā)揮的作用具有聯(lián)系性，在施工中，需要依據(jù)這一原理對框架結構進行合理的整體施工，尤其是在對下弦結構進行施工的時候更應該考慮到空間的整體作用，同時要合理的進行澆筑工作，這樣能夠使得框架結構施工質量可以得到有效的提升，從而使得框架結構的整體作用可以得到最大限度的發(fā)揮。

2、優(yōu)化結論

在對上述的框架結構進行分析和計算后，可以得到以下的幾點優(yōu)化結論：

首先，由于框架結構在受力上有其自身的特點，因此，在對框架結構進行設計的過程中，需要結合建筑的具體施工條件以及要求，來選擇適宜的設計結構形式，并且采用有效的方式對框架結構的設計進行合理的優(yōu)化，這樣不僅能夠有效的保障結構的整體穩(wěn)定性，而且還能夠有效縮減設計成本，從而推動框架結構設計的開展。

其次，針對大跨度框架結構來說，要想使得其屋面斜梁的壓力可以降低，就需要利用下弦拉梁來對傳力的途徑進行有效的改變，而這樣不僅能夠有效的減少配筋的應用量，也能夠使得相應的截面相對的減少，從而使得該結構可以得到最佳的優(yōu)化。

最后，大跨度框架結構的坡屋面有很多種類型，在對其進行設計計算的過程中，可以先對模型進行計算，這樣可以使得結構設計更加具有靈活性。同時還需要利用相關軟件對其進行分析，在分析的過程中，需要充分的結合具體施工的情況以及建筑的建設類型，相關的設計人員要依據(jù)前人的經(jīng)驗來開展結構設計，并且對自身設計中不合理的部分進行合理的調整，從而達到優(yōu)化設計的目的。

五、結束語

總而言之，在目前的工業(yè)廠房設計中，應用最為廣泛的結構就是大跨度框架結構，其在實際的應用中具有突出的優(yōu)勢，由于其所具有的設計優(yōu)勢，使得建筑設計者對其尤為青睞。該結構占據(jù)了整個工業(yè)廠房的屋面，能夠有效的減少接縫的出現(xiàn)，使得屋面的防水性能增強，從而進一步的提升了建筑的整體質量。但是社會在不斷發(fā)展，建筑企業(yè)也需要不斷優(yōu)化設計的方案，這樣才能保證建筑的性能與功能越來越好，才能滿足人們對建筑性要求。因此相關人員一定要不斷進行學習和總結，從而推動我國建筑行業(yè)更好的發(fā)展。

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