淺析水泥廠中多層工業廠房結構設計

龔 健

江蘇省建筑材料研究設計院有限公司（210003）

0 前言

多層工業廠房功能強大，應用范圍廣泛，在水泥廠工程當中得到了越來越多的應用和推廣。多層工業廠房和傳統的門式鋼架工業廠房不同，在結構設計的過程中各自的側重點和要點都不一樣。多層工業廠房結構設計具有荷載大、跨度大、多開洞等特點，在實際工程當中需要給予重點關注，保證多層工業廠房結構的安全和可靠。

1 水泥廠常見的多層工業廠房結構體系

1.1 框架支撐體系

框架支撐體系在水泥廠多層工業廠房當中十分常見，主要用在水平荷載較大的結構體系當中。框架支撐體系是以支柱為縱向支撐、以框架為橫向支撐模式形成的。一般采用的結構類型是橫向較短、縱向較長的多層工業廠房。這種結構體系可以有效地節省材料和縮短施工的工期，降低施工成本。其缺點就是柱間支撐會影響到整個廠房的空間使用，對于現場的設備及相關的門窗布置會有一定的影響，因此在選擇框架支撐體系時，需要結合水泥廠水泥生產工藝要求選擇合適的結構形式[1]。

1.2 框架體系

在多層工業廠中，框架體系也是非常重要的一種結構類型。如果工業廠房的縱橫兩個方向都設計為高抗震的框架體系，并且在中間不設支撐，這樣就形成了框架體系。這種結構體系提高了空間的利用效率，并且縱橫向的剛度相差不大，具有靈活的空間。其主要缺點是無法采用工字型截面設計，需要設計成類似于箱形截面的界面，使兩邊慣性距相等，以此來保證柱截面縱橫方向的剛度一致。因此，這種結構框架體系會增加鋼材的用量。

1.3 鋼混支撐體系

在多層工業廠房中，鋼混支撐體系也是常用的一種，不僅可以有效抵抗水平荷載的作用，并且還對樓面的剛度有比較大的要求。樓面剛度較大的水泥多層工業廠房結構體系，應該盡量使用混合鋼結構支撐體系來保證多層工業廠房結構體系的水平方向支撐力，并且在這種結構體系之下，柱子的變形較小。如果采用其他的體系，就會造成柱子的變形過大，使柱子之間的支撐沒有辦法發揮其應有的作用[2]。

2 水泥廠中多層工業廠房結構設計的要點

2.1 荷載計算

在多層工業廠房的結構設計中，首先應該作好荷載的計算，多層工業廠房荷載的類型主要包括荷載、活荷載、積灰荷載、樓面荷載、風荷載等。在結構計算的過程當中，荷載計算的準確性會直接關系到整個結構設計的安全，多層工業廠房的結構設計和一般的民用建筑設計有一些不一樣，一般來說多層工業廠房的樓面活荷載較大，而且樓面上往往會布置一些與水泥生產相關的設施設備，這些設施設備有的需要進行精確計算，還需要考慮動力系數。

樓面的積灰荷載要結合當前的行業規范進行設計，對于靠近積灰的車間及廠房不能采用翻邊雨棚或者是夾層設計，需要進行抗傾覆計算。同時在結構設計的過程當中，應該在強度上留有一定的余地，以滿足廠房擴建和二期工程的需求。

2.2 結構的抗震設計

水泥廠多層工業廠房的抗震設計要求較高，主要是由于內部的設備會產生較大的振動。這些振動對廠房產生一定的沖擊，影響廠房結構的安全。因此，在實際工程設計的過程當中，必須結合當地的實際情況，對水泥廠房多層工業建筑進行抗震設計。如果多層水泥廠房工業建筑的長度較大，就不能設置對應的變形縫，應該采取相關的措施來減少抗震縫的設置，保證結構的整體抗震性能。

2.3 結構計算

水泥廠多層工業廠房的結構設計可以使用電算進行計算，并且結構計算也是非常核心和關鍵的步驟。隨著科技的發展，電算極大地提升了結構計算的效率，使工程結構設計人員可以在方案的選擇及整體的布置方面下更多的功夫，嚴格控制工程的設計質量。在進行工業廠房結構計算的過程當中，應該對荷載給予重點的關注。在選擇計算模型和計算工具時，應該結合多層工業廠房結構的特點準確選擇。多層工業廠房與一般的普通民用建筑不同，樓面荷載較大，而且會有很多設備，設備位置的變化對于整個樓面的影響也會非常大，因此需要給予重點關注[3]。

2.4 做好結構設計和現場施工的協調

在進行多層工業廠房結構設計的過程中，應該充分考慮生產工藝和現場施工的需求和現場條件的限制。因此，要和工藝設計人員及現場的施工人員進行有效配合，尤其是對設備布置產生的荷載應該給予重點的關注。結構設計人員要詳細地了解現場的工藝布置，充分考慮工藝的需求，為后續的施工減少不必要的麻煩。同時在施工過程中應該和施工人員進行有效配合，結合現場的實際情況進行結構設計。

3 結語

多層工業廠房結構設計在整個水泥廠的現代生產工藝中發揮著非常重要的作用，因此需要在結構設計中給予重點關注。其關鍵的設計要點主要在模型的選擇、電算的過程。與工藝及施工進行有效配合，結合現場的環境情況，做好多層工業廠房結構的設計工作。