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結構體系布置應合理,傳力明確。
1.設計常用的結構體系如下,可根據工程實際情況區分選用:
1)框架一支撐體系。橫向設計成剛接框架,縱向設計成柱一支撐體系,用柱間支撐抵抗水平荷載。這種體系適用于縱向較長,橫向較短的廠房。其具有經濟節約的特點,但柱問支撐有時會影響使用。
2).純框架體系。把廠房縱橫兩個方向都設計成剛接框架,不設置柱間支撐。其優點是使用空間不受影響,缺點是柱不宜采用工字型柱,而要采用兩個方向慣性矩差別不大的截面形式(如箱形柱),使用鋼量增加。
(3).鋼架加支撐的混合體系。這種形式與第一種形式不同之處在把縱向設計成鋼架和支撐混合的型式,靠兩者共同抵抗水平力。這種形式可以有效地減少柱的縱向彎矩,但要求樓面剛度大,否則柱子間的變形不協調,無法充分發揮柱間支撐的作用。
2.單層工業廠房應重點加強支撐體系的布置,柱間支撐及水平支撐協調設置,以保證廠房形成穩定體系,以合理的路徑傳遞內力。柱間支撐布置時,應考慮廠房內部設備布置、物流及人流路徑。柱間支撐可根據廠房情況區分上柱支撐和下柱支撐,并可采取諸如交叉支撐、人字型支撐、門式支撐、雙片支撐、單斜式支撐、縱向門式剛架等形式,有限傳遞內力。
屋蓋支撐系統的布置應根據廠房跨度、高度、柱網布置、屋蓋結構形式、吊車噸位和所在地區的抗震設防烈度等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結構均應設置水平支撐;對于以下情況的工業廠房應設置縱向水平支撐:屋架間距不小于12m的廠房,抽柱廠房,廠房內設有A6、A7等工作制橋式吊車或噸位超過20T天車,屋面懸掛天車或有較大振動設備的情況。當廠房高低跨布置時,支撐布置應在不同屋面高度內形成封閉支撐體系。
3.多層廠房因為工藝布置的要求,一般都需要大空間,結構通常采用框架結構,在層數較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結構。結構布置的原則是:盡量使柱網對稱均勻布置,使房屋的剛度中心與質量中心相近,以減小房屋的空間扭轉作用,結構體系要求簡捷、規則、傳力明確。避免出現應力集中和變形突變的凹角和收縮,以及豎向變化過多的外挑和內收,力求沿豎向的剛度不突變或少突變。
(1)控制橫向框架與縱向框架的周期。由于多層廠房跨度方向尺寸較大,柱子少;而柱距方向尺寸較小,柱子多,故周期位移一般都是橫向控制。結構設計時應使縱橫向的抗震能力大致相同,不僅有利于抗震,也能使設計更為經濟合理。
(2)合理布置電梯間、樓梯間的位置。多層廠房由于設備、貨物很重,豎向運輸的需要,多設置多部電梯和提升設備,樓板開洞削弱較多。在結構布置上盡量避免電梯、樓梯井筒布置在建筑物的角部和端部。布置樓梯或電梯部位應對周圍的樓板及框架采取加強措施,并沿兩個方向設置柱間支撐以增強樓梯部位的穩定性。樓板局部開洞較多時,應注意樓層加設水平支撐,以增強樓板面內剛度及穩定性。