1、浅谈厂房结构设计的几大要点摘要：自 2007 年，中国水泥行业经济运行质量明显提高，全行业运行和发展总体呈现出又好又快的势头，随之对水泥的消费量也越来越大。水泥，作为一种建筑用胶凝材料，已慢慢的呈现出全球化特征，也成为建筑业的基础。所以更应该加大水泥厂房的建设力度，本文就是阐述了水泥厂厂房的结构设计的一系列措施。 关键词：厂房；结构设计；要点 Abstract: Since 2007, the quality of economic operation of China cement industry is obviously improved, the whole industry oper
2、ation and development of overall showed a rapid momentum, with the consumption of cement is also growing. Cement, as a building with a cementations material, has been slowly showing a characteristic of globalization, has become the construction industry base. So should intensify the construction of
3、cement plant, this paper is describes a series of measures of structure design of cement plant. Key words: building; structure design; key points 中图分类号：TU2 水泥的生产一般都是“两磨一烧” ，即：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨。而水泥生产工艺流程步骤则是破碎及预均化烧成熟料水泥熟料粉磨水泥包装，而对水泥的厂房有以下几个要求：首先，必须能够承受巨大的负载；其次，能够承受巨大的震动和冲击；再者，能够抵御一定程度的腐蚀。针对以上几点特点，就对水泥厂房
4、建筑的结构设计提出了比较高的要求。 一、采用钢结构建筑设计的优点 1、重轻，可减轻建筑物的重量约 30%，有利于建设高层，特别是在地质承载力低的地方和地震烈度较高的地方，其综合经济效益优于一般建筑体系。 2、布置灵活，开间大，使房型丰富，约可提高建筑面积 3%5%。具有充分的灵活性、可改性和安全性， 3、钢结构建筑可以工厂化生产，更易实现工业化、定型化、批量化生产，提高劳动生产率。 周期大大缩短。据研究，钢结构建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可缩短一半，减少湿作业量，且其节能指标可达 50%，属环保型绿色建筑体系。 二、设计图纸的编制 钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提
5、供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。 1.设计图：是提供制造厂编制施工详图的依据。深度及内容应完整但不冗余。在设计图中，对于设计依据、荷载资料（包括地震作用） 、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等） 、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图。主要材料应列表表示。 2.施工详图：又称加工图或放样图等。深度须能满足车间直接制造加工。
6、不完全相同的另构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表。 三、对于节点的设计 钢结构体系当中，节点的设计和构件的设计具有同等的重要性，因此必须给予充分的重视。钢结构的节点设计包括梁柱节点、梁梁节点、柱柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。设计时应确保节点的安全可靠，并尽量采用简捷、稳定、可靠的施工工艺，减少或避免现场的焊缝连接。钢节点的形式按传力特性大体可以分为三类：铰节点、半刚性节点、刚性节点。刚性、铰接节点的受力性能、施工工艺研究得比较成熟，因此在工程中取得了广泛的应用。 采用的几种梁柱节点连接形式。由结构布置分析，考虑工程实际情况，在设计时，多层房屋钢结构柱多采用焊接工字形或箱形截面，由于焊
7、接工字形截面腹板比较薄，故在此弱轴方向与粱的连接多采用铰接，而强轴方向则采用刚接形式。从图中我们不难发现，铰节点形式简单，施工方便，但它使得梁跨中弯矩加大，增加用钢量，不经济；刚性节点构造复杂，但其有效的降低了跨中弯矩，节约了用钢，有较好的经济效应；而半刚性节点应用比较少，主要是其受力特性比较复杂，往往通过试验来取得较为准确的设计数据。三种形式，哪一种更加经济可靠，还有待于在实际工程中比较、检验。 使用的钢-混凝土结构设计 其是将钢结构与混凝土结构相互取长补短形成的一种新型的结构形成。尤其是钢管混凝土，与预应力混凝土相似，更将这两种材料能动地结合起来，实现了结构材料的又一次革命。钢管混凝土的原
8、理有二：1）借助钢管对核心混凝土的约束，使核心混凝土有更高的强度和变形能力；2）核心混凝土又对钢管壁的稳定提供了有效可靠的支撑。钢管混凝土的极限承载力远大于钢管和核心混凝土两者的承载力之和，约为两者之和的 172 0 倍，其极限变形能力是普通钢筋混凝土的几倍甚至几十倍，这是钢材与混凝土的又一次理想结合。它的出现，使传统意义上的受压破坏特征由脆性变为延性，对结构抗震的延性设计意义巨大，也使超高层建筑底层柱的轴压比限制问题迎刃而解。 五、设计构造方面的几点补充 1、框架节点核芯区箍筋配置应满足要求 对于规范中规定的框架柱箍筋加密区的箍筋最小体积配箍率的要求，绝大部分设计人员都能给予足够的重视，但对
9、于建筑抗震设计规范(GB500112010)中规定的“一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于 0.12、0.10、0.08 且体积配箍率分别不宜小于0.6、0.5，0.4。 ”设计中经常被忽视，尤其是柱轴压比不大时，常常不满足要求。这一规定是保证节点核芯区延性的重要构造措施，应严格遵守。 2、底层框架柱箍筋加密区范围应满足要求 建筑抗震设计规范(GB500112010)中规定：“底层柱，柱根处箍筋加密区范围为不小于柱净高的 13”这是新增加的要求，设计中应重点说明。 3、框架梁的纵向配筋率应注意 建筑抗震设计规范(GB500112010)中规定：“当框架梁梁端纵向受拉钢筋配筋率大于
10、2时，梁箍筋最小直径的数值应比表 6.3.3 中规定的数值增大 2mm.”在目前设计中，这一规定常被忽视，造成梁端延性不足。 4、框架梁上部纵筋端部水平锚固长度应满足要求 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)中规定：“框架端节点处，当框架梁上都纵筋水平直线段锚固长度不足时，应伸至柱外边并向下弯折，弯折前的水平投影长度不应小于 0.4LaE”当框架柱截面尺寸小于400400mm 时，应注意梁上部纵筋直径的选择，否则这一项要求不容易得到保证。 5、梁、板的计算跨度。一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的 1.1 倍等,这些规定和概念仅适用于常规的结构设计,而在应用的宽扁梁中却是不适
11、用的。梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯距和梁厚,及梁边弯距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁,所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的,不削峰才时有问题的。 6、剪力墙设计 布置:剪力墙布置必须均匀合理,使整个建筑物的质心和刚心趋于重合,且 X, Y 两向的刚重比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙,若出现则应布置成长墙( h/w8)应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上,若无法避免,则剪力墙相应部位应设置暗
12、柱,当梁高大于墙厚的215 倍时,应计算暗柱配筋,转角处墙肢应尽可能长,因转角处应力容易集中,有条件两个方向均应布置成长墙;规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比 8 倍以下为短墙,大于 8 倍则为普通墙,这就引起高厚比为 7.9倍及 8.1 倍的两种墙的受力特性截然不同,而配筋亦大相径庭,这显得比较机械而不合理,因此笔者建议布置长墙时高厚比能大于 9。 六、结束语 总之，结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下，设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应事无巨细，应善于反思和总结工作中的经验和教训。
