浅析水泥厂中多层工业厂房结构设计

龚 健

江苏省建筑材料研究设计院有限公司（210003）

0 前言

多层工业厂房功能强大，应用范围广泛，在水泥厂工程当中得到了越来越多的应用和推广。多层工业厂房和传统的门式钢架工业厂房不同，在结构设计的过程中各自的侧重点和要点都不一样。多层工业厂房结构设计具有荷载大、跨度大、多开洞等特点，在实际工程当中需要给予重点关注，保证多层工业厂房结构的安全和可靠。

1 水泥厂常见的多层工业厂房结构体系

1.1 框架支撑体系

框架支撑体系在水泥厂多层工业厂房当中十分常见，主要用在水平荷载较大的结构体系当中。框架支撑体系是以支柱为纵向支撑、以框架为横向支撑模式形成的。一般采用的结构类型是横向较短、纵向较长的多层工业厂房。这种结构体系可以有效地节省材料和缩短施工的工期，降低施工成本。其缺点就是柱间支撑会影响到整个厂房的空间使用，对于现场的设备及相关的门窗布置会有一定的影响，因此在选择框架支撑体系时，需要结合水泥厂水泥生产工艺要求选择合适的结构形式[1]。

1.2 框架体系

在多层工业厂中，框架体系也是非常重要的一种结构类型。如果工业厂房的纵横两个方向都设计为高抗震的框架体系，并且在中间不设支撑，这样就形成了框架体系。这种结构体系提高了空间的利用效率，并且纵横向的刚度相差不大，具有灵活的空间。其主要缺点是无法采用工字型截面设计，需要设计成类似于箱形截面的界面，使两边惯性距相等，以此来保证柱截面纵横方向的刚度一致。因此，这种结构框架体系会增加钢材的用量。

1.3 钢混支撑体系

在多层工业厂房中，钢混支撑体系也是常用的一种，不仅可以有效抵抗水平荷载的作用，并且还对楼面的刚度有比较大的要求。楼面刚度较大的水泥多层工业厂房结构体系，应该尽量使用混合钢结构支撑体系来保证多层工业厂房结构体系的水平方向支撑力，并且在这种结构体系之下，柱子的变形较小。如果采用其他的体系，就会造成柱子的变形过大，使柱子之间的支撑没有办法发挥其应有的作用[2]。

2 水泥厂中多层工业厂房结构设计的要点

2.1 荷载计算

在多层工业厂房的结构设计中，首先应该作好荷载的计算，多层工业厂房荷载的类型主要包括荷载、活荷载、积灰荷载、楼面荷载、风荷载等。在结构计算的过程当中，荷载计算的准确性会直接关系到整个结构设计的安全，多层工业厂房的结构设计和一般的民用建筑设计有一些不一样，一般来说多层工业厂房的楼面活荷载较大，而且楼面上往往会布置一些与水泥生产相关的设施设备，这些设施设备有的需要进行精确计算，还需要考虑动力系数。

楼面的积灰荷载要结合当前的行业规范进行设计，对于靠近积灰的车间及厂房不能采用翻边雨棚或者是夹层设计，需要进行抗倾覆计算。同时在结构设计的过程当中，应该在强度上留有一定的余地，以满足厂房扩建和二期工程的需求。

2.2 结构的抗震设计

水泥厂多层工业厂房的抗震设计要求较高，主要是由于内部的设备会产生较大的振动。这些振动对厂房产生一定的冲击，影响厂房结构的安全。因此，在实际工程设计的过程当中，必须结合当地的实际情况，对水泥厂房多层工业建筑进行抗震设计。如果多层水泥厂房工业建筑的长度较大，就不能设置对应的变形缝，应该采取相关的措施来减少抗震缝的设置，保证结构的整体抗震性能。

2.3 结构计算

水泥厂多层工业厂房的结构设计可以使用电算进行计算，并且结构计算也是非常核心和关键的步骤。随着科技的发展，电算极大地提升了结构计算的效率，使工程结构设计人员可以在方案的选择及整体的布置方面下更多的功夫，严格控制工程的设计质量。在进行工业厂房结构计算的过程当中，应该对荷载给予重点的关注。在选择计算模型和计算工具时，应该结合多层工业厂房结构的特点准确选择。多层工业厂房与一般的普通民用建筑不同，楼面荷载较大，而且会有很多设备，设备位置的变化对于整个楼面的影响也会非常大，因此需要给予重点关注[3]。

2.4 做好结构设计和现场施工的协调

在进行多层工业厂房结构设计的过程中，应该充分考虑生产工艺和现场施工的需求和现场条件的限制。因此，要和工艺设计人员及现场的施工人员进行有效配合，尤其是对设备布置产生的荷载应该给予重点的关注。结构设计人员要详细地了解现场的工艺布置，充分考虑工艺的需求，为后续的施工减少不必要的麻烦。同时在施工过程中应该和施工人员进行有效配合，结合现场的实际情况进行结构设计。

3 结语

多层工业厂房结构设计在整个水泥厂的现代生产工艺中发挥着非常重要的作用，因此需要在结构设计中给予重点关注。其关键的设计要点主要在模型的选择、电算的过程。与工艺及施工进行有效配合，结合现场的环境情况，做好多层工业厂房结构的设计工作。