TO6项目洁净厂房支架的设计

孙一民

摘要：大空间洁净厂房在现代高科技厂房的建设中已是一种主要的结构形式，技术夹层是大空间洁净厂房不可缺少的一部分，各类管线纵横交错的分布其中，如何合理的选择支架的结构形式、布置形式直接关系到工程的质量、整体观感和造价。就此，总结经验，以推动厂房支架设计工作，在确保安全的情况下，做到经济美观。

关键词：大空间洁净厂房；设计；安全；观感。

中图分类号：S611文献标识码： A

引言：大空间洁净厂房的支架设计在国内大多数工程中几乎没有做这项工作，几乎都是施工技术员和班组长现场临时发挥，也很难找到相关的技术文件和参考资料。近几年我们在这方面积累了一些经验，尤其在我公司现在总承包的TO6工程，从一开始就把厂房的支架作为一项重要的设计内容来做。本工程具有一定的代表性，技术夹层长：140.40m，宽：86.4m,净高：3.3m，技术层与工艺设备层之间为井格梁，整个区域为洁净区，是典型的大空间洁净厂房。我们完整的设计和安装了所有的支架，收到了良好的效果，整个设计和安装过程颇具回味和思考，把这一过程写出来，与大家一同分享，希望起到抛砖引玉的作用。

1.1.1 现状：

大空间洁净厂房在现代高科技厂房的建设中已是一种主要的结构形式，就我公司近两年接触的电子工程、生物医药工程、太阳能工程、军工红外工程几乎无一例外的采用了大空间洁净厂房的形式。技术夹层是大空间洁净厂房不可缺少的一部分，各类管线纵横交错的分布其中，如何合理的选择支架的结构形式、布置形式直接关系到工程的质量、整体观感和造价。

1.1.2目的：

遗憾的是大空间洁净厂房的支架设计在国内大多数工程中几乎没有做这项工作，几乎都是施工技术员和班组长现场临时发挥，也很难找到相关的技术文件和参考资料。近几年我们在这方面积累了一些经验，尤其在我公司现在总承包的TO6工程，从一开始就把厂房的支架作为一项重要的设计内容来做。本工程具有一定的代表性，技术夹层长：140.40m，宽：86.4m,净高：3.3m，技术层与工艺设备层之间为井格梁，整个区域为洁净区，是典型的大空间洁净厂房。我们完整的设计和安装了所有的支架，收到了良好的效果，整个设计和安装过程颇具回味和思考，把这一过程写出来，与大家一同分享，希望起到抛砖引玉的作用。

2.1.1主要结构形式：

首先，我们考虑的是支架的结构形式。在各类管线初步设计，技术夹层的功能分隔基本完成后，支架的结构形式和布置方案开始进行讨论、设计。技术夹层内包含了所有的通风空调管道，电气桥架、照明，工艺管线，管线多，空间相对紧张是本工程的一大特点。一层与二层是井格梁，在结构上没有考虑众多管线的使用位置，井各梁上不能无规则的打孔，进入施工中、后期洁净厂房内也不便有大量的产尘作业发生，因此公用支架的设置就非常有必要。根据本工程的经验总结，公用支架的布置和结构形式应充分的考虑到使用率、利用便捷、施工快速、结构安全、成本经济、整体美观等，这个几个因素不是泛泛而谈，而是要在一开始就充分的考虑到，在过程中要不断的优化。

公用支架设置在井格梁底，建筑主梁之间（主梁中心距：10.80m），上表面距离井格梁底面60mm的位置，预留这样一个距离是为了充分的利用公用支架，将来二次吊架使用便捷，最初我们没有考虑到这个预留距离（空间），井格梁几乎占据了洁净区1/3的平面位置，如果距离井格梁底太近或者紧贴，下面的空间是增大一点，但是交叉部位无法设置二次支架的吊挂系统，会浪费1/3的公用支架。本工程，公用支架没有沿着一个方向做单一性的布置，而是根据主要管线的位置情况，合理的划分区域，在区域里再来考虑公用支架的布置形式，使其满足管线对支架的要求。支架之间的间隔距离确定也很重要，我们几个专业在一起商讨，各专业根据其管线支架的间距要求提出了不同的数值（见表格），最终我们选择了1.8m/档，每档的长度取建筑主梁之间的距离：10.10m，兼顾了纵横交错的各专业管线对支架的要求。

各专业对公用支架间距的要求

专业名称 主管线支架间距 分支管线支架间距 备注

通风空调 2．0m 1．2m 主管分布集中，支管少

工艺管道 3．5m 1．5m 管线多，支管分布广

电气 2．5 1．6m 主桥架分布广，小管线零散

内装 无要求 无要求 技术夹层无特殊要求

专业公司 2．0m 1．0m 分布集中，但管线小

完成了公用支架的布置以后，公用支架的结构设计开始进入我们的思考范围，结构安全、二次吊架利用便捷是本结构设计所需要考量的两大主题。公用支架采用热镀锌C型钢：125×80×40×3背靠背设置，中间间隔2.0m垫13mm厚的PVC塑料板，两头封闭的专用基座固定在结构主梁的侧面上，每隔1.80m用M10的全牙镀锌丝杆悬挂在井格梁的侧面（见现场实拍图：公用支架1～5）。厂房空间大，用力需求多，各专业的管线的的尺寸、规格较大，主电气桥架均为1.2m宽，主要工艺、空调配管管径几乎都在DN200的公称直径以上，主要空调、排气管道在1000×700以上，经过分布荷载计算和各类型钢的比较，最终我们选择了125×80×40×3的轻型C型钢，既减少了钢材的用量，又保证了足够的强度。两根背靠背的C型钢在点受拉力的情况下如何防止分开是结构设计的又一个关键点，在以前的同类工程中我们使用的是C型卡板（引用日本技术）来防开，经过项目组的专题讨论，我们没有沿用这一方式，在本工程中我们采用的是在受力点的两侧打孔，用M8×45的螺栓固定防开。这样节省了购买专用C型卡板的成本，又保证了结构安全的万无一失。在主管线通过的地方，我们都经过针对性的计算，例如：在8轴线与9轴线之间有12根管道并排其中，且有六根水管公称直径DN250及以上，在这一跨公用支架做了特别的设计，C型钢之间的空隙调整为16mm（便于二次吊架使用M16的通丝吊挂），吊点增加了一倍，吊点换成了M12的通丝。总之，工程现场的需求和实用原则始终跟随着我们的设计和安装过程。

2.1.2二次深化设计：

其次，随着设计的深入，各专业管线的位置、型号规格基本确定，在安装专业管线之前，我们必须对所有的二次支架进行设计，二次支架包含专业独立的二次支架和综合二次支架。本工程所有的二次支架我们都有详细施工图，作到这点不容易，我们花了大量的时间和精力来设计二次支架，记不清讨论了多少次。但是，这样的付出也取得了显著的成果，为材料的准备提供了可靠的依据，有了详细和规则的二次支架图纸，节省了大量的安装成本，减少了废料的产生，更重要的是支架规则、整齐划一，整体观感好。

二次支架的设计，我们有一个反复的过程，既：开始我们由各专业工程师根据本专业的情况独立设计本专业的典型支架，典型支架完成以后，几个专业再来讨论二次支架的综合和结构形式，待确定了基本构成以后，各专业工程师在分区域设计专业二次支架和综合二次支架，同时设计组长负责统筹安排，定期的开支架详细图纸沟通和说明会，使得设计图纸完整，不至于走样和冲突。本工程二次支架的结构形式相对简单，主要有背靠背双拼和条型孔单根两种形式；使用型钢的种类少，主要使用了C80×40×2.5， C41×25×2.0，L40×40×4.0等轻型钢；吊挂受力件中，全牙丝杆、螺母、垫片等也主要集中在M12和M10两种，个别的使用了M16和M8的做补充；对单根的圆形管路，DN150及以内的管道，我们使用BKM型叉式吊配管夹，DN200及以上的管道，采用吊架形式。如此简单和实用的支架系统，骄傲的说，真是简洁而不简单。

在各专业管线的整体布局中，公用支架顶标高为：3.550m，电气专业在2.9m到3.3m之间，管道专业在2.4m到2.9m之间，通风空调专业在1.8m到2.4m之间，1.8m以下为设备安装空间和行人通道。这样的专业空间布局，使我们的二次支架设计的思路也非常的明确，从高处的电气到底层的通风空调管路逐个往下设计，在做上层的同时，综合考虑到下面管线的吊挂问题。由于分区域，由同一个人来完成整体支架，有效的避免了不协调、不同步，定期的沟通和协调，倒是至关重要，解决了不少问题。其它的细节，在这里不便赘述。

详细的支架施工图纸为现场的安装提供了最好的支持，支架的安装都是集中加工预制，现场按照图纸进行装配，大大的提高了施工效率，整个洁净厂房公用支架安装三十人左右，仅用了十二天时间；二次支架也能根据现场的配管、配线的进度要求，有条不紊的进行，而不是依靠现场施工班组长的临场发挥。同时，在支架装配的过程中，我们也在不断在发现问题，及时改正和优化支架图纸，使支架与配管、配线更加协调和匹配，整体观感更好。

由于一般机电工程设计院是不会出相关管线的综合支架详细设计图纸的，且一次支架的设计需要综合各个专业的情况，需要充分考虑结构安全和有利于二次支架的利用，需要有一专多能的技术总负责人进行协调，各专业工程师也要有相当的经验才能做到安全、简单和实用，因此在现实的工程当中，由于客观的人力资源的不足和一些其它原因，机电安装工程支架的设计工作往往没有得到具体的落实，甚至因此造成了一些由于结构原因造成的质量事故。如何落实机电安装工程支架的设计和标准化施工的问题，从工程公司的技术领导层面应该有足够的重视，比如工程公司的技术主管部门应规定指导性的建议，标准化图纸等，同时要求项目部提供支架的设计详细图纸。应把机电安装工程支架的设计工作作为工程公司现场施工的一项重要工作来落实，循序渐进提高综合支架的应用设计能力，作到结构安全、整体美观、简单实用。

3.1.1结束语：

大空间洁净厂房支架的设计安装还有很多值得探索的地方，使之标准化应该是一个努力的方向和目标，仅以此文与大家共勉。

结论：大空间洁净厂房支架的设计目前国家还没有相关的标准，从业行业也没有足够的重视，仅通过此文简单介绍大空间洁净厂房支架设计的意义，确保安全性和技术经济合理；同时，提供了一个可供应参考的样本，希望引起从业人员的重视，不断重新和完善。

参考文献：

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