工业厂房大跨度框架结构设计

田炜谞

（华润煤业(集团)有限公司，030001）

一、前言

随着经济建设的不断发展，人们对工业厂房大跨度框架大跨度框架结构设计的要求也越来越高。然而在大跨度框架结构设计的过程中，还存在着一些问题急需解决，这些问题会严重影响到工业厂房的施工质量。因此，需要对其进行设计上的优化，从而提升其施工的质量，使工业厂房大跨度框架大跨度框架结构设计更加适用、可靠与经济。

二、工业厂房大跨度框架结构设计的现状

1、大跨度框架结构设计理论和方法的研究

在保证大跨度框架结构安全的前提下，为了充分发挥材的作用，更合理的使用材，还应该深人研究大跨度框架结构设计理论与方法，使大跨度框架结构和构件的计算方法更能反映实际工作情况。有待研究的问题有：压弯构件的弯扭屈曲问题、薄板屈曲后强度的利用问题、大跨度框架结构的塑性设计问题、残余应力对大跨度框架结构强度和稳定性影响问题及门式刚架轻型大跨度框架结构体系的整体稳定和大跨度框架结构的空间工作问题等。

2、空间大跨度框架结构的研究和应用

网架大跨度框架结构、网壳大跨度框架结构、张拉大跨度框架结构体系等均属于空间大跨度框架结构，这些新技术的应用，在减轻大跨度框架结构自重、提高大跨度框架结构的承载力，节约材等方面效果十分明显。

另外，在普通大跨度框架结构中施加预应力后形成的预应力大跨度框架结构，能增强大跨度框架结构的刚度，提高承载能力，从而节约材。预应力大跨度框架结构可应用于析架、梁及框架等大跨度框架结构或构件，但目前应用较少，有待研究和发展。

三、工业厂房大跨度框架结构设计分析

在我国建筑施工中，大跨度框架结构的应用具有一定的标准与要求，根据建筑不同的功能要求，要选择不同的结构类型，常见的框架结构类型有：

1、转换梁结构

这种框架结构在应用的过程中通常都是在檐口高度布置一个系统而又全面工作模式，通过在设计的过程中以一个大量作为核心环节，从而在梁跨结构进行有效的支撑。这种结构的分析中通常都是由斜板将应力传递给斜坡和工作模式，再由斜坡传递给框架柱和结构柱和工作模式，且在工作的过程中而梁上柱荷载，进而给框架结构柱。该方案的应用通常都是以数学模型为基础，是一种计算简单，且在工作的过程中不曾考虑整体工程截面问题。这种结构在设计的过程中不仅可以利用力学模型进行相应的分析，且计算非常的简单，但是存在着经济性差的缺点。

2、折梁结构

在目前的建筑结构工程中，对折梁结构的选择仍然较为常见，其通常都是在横向上布置一个跨度较大的折梁结构，这种结构在方案的选择中直接能够通过折梁将应力传递给上方屋面。但是由于在折梁的跨度中应用较大的截面模式，其中仍然存在着一定的不经济、不科学现象，而且还具有荷载传递交叉的工作模式。

四、工业厂房大跨度框架结构优化设计

1、设计处理

相较于框架结构来说，无论是在设计上还是在施工上都具有一定的难度，尤其是在设计上。因此，针对框架结构进行设计的过程中，一定要注意考虑到受力的问题，对其受力进行全面分析的基础上，进行有效的人工调整，只有这样才能够使得框架结构可以应用到建筑设计中。而在设计的过程中，需要对框架结构受力进行分析的方面主要包括以下几点：

首先，针对框架结构的配筋在进行计算的过程中，需要依据投影方式的不同对其荷载力进行有效的计算，而框架结构在设计的时候，也会受到来自空间以及平面内外的各种压力的影响，如果处理不好，就会使得框架结构发生轴向力的问题，因此，在对框架结构进行配筋的过程中，应该采用双层配置，同时向两个方向同时进行拉伸，并依据实际的设计需求，对钢筋的间距进行合理的控制和加密处理。

其次，在对框架结构进行受力分析的过程中，所要考虑到的压力除了弯矩压力外，还有轴向压力，然而，很多的软件在对配筋进行计算的过程中，对于弯矩压力的考虑较为全面，而忽视了对轴向压力的计算，这样就会使得框架结构的设计存在受力上的问题。框架结构上所设置的楼板翼缘在应用上，其所能够发挥的作用相对来说有限，因此，在对其进行设计的过程中，不能够按照T形结构的形式对配筋进行计算，最好是采用矩形结构来进行设计，而针对这一形式的框架结构，需要采用手动方式进行核算。

最后，在对框架结构进行设计的过程中，也需要依据空间的整体作用进行具体的分析，在框架结构中所存在的各个构件，其所发挥的作用具有联系性，在施工中，需要依据这一原理对框架结构进行合理的整体施工，尤其是在对下弦结构进行施工的时候更应该考虑到空间的整体作用，同时要合理的进行浇筑工作，这样能够使得框架结构施工质量可以得到有效的提升，从而使得框架结构的整体作用可以得到最大限度的发挥。

2、优化结论

在对上述的框架结构进行分析和计算后，可以得到以下的几点优化结论：

首先，由于框架结构在受力上有其自身的特点，因此，在对框架结构进行设计的过程中，需要结合建筑的具体施工条件以及要求，来选择适宜的设计结构形式，并且采用有效的方式对框架结构的设计进行合理的优化，这样不仅能够有效的保障结构的整体稳定性，而且还能够有效缩减设计成本，从而推动框架结构设计的开展。

其次，针对大跨度框架结构来说，要想使得其屋面斜梁的压力可以降低，就需要利用下弦拉梁来对传力的途径进行有效的改变，而这样不仅能够有效的减少配筋的应用量，也能够使得相应的截面相对的减少，从而使得该结构可以得到最佳的优化。

最后，大跨度框架结构的坡屋面有很多种类型，在对其进行设计计算的过程中，可以先对模型进行计算，这样可以使得结构设计更加具有灵活性。同时还需要利用相关软件对其进行分析，在分析的过程中，需要充分的结合具体施工的情况以及建筑的建设类型，相关的设计人员要依据前人的经验来开展结构设计，并且对自身设计中不合理的部分进行合理的调整，从而达到优化设计的目的。

五、结束语

总而言之，在目前的工业厂房设计中，应用最为广泛的结构就是大跨度框架结构，其在实际的应用中具有突出的优势，由于其所具有的设计优势，使得建筑设计者对其尤为青睐。该结构占据了整个工业厂房的屋面，能够有效的减少接缝的出现，使得屋面的防水性能增强，从而进一步的提升了建筑的整体质量。但是社会在不断发展，建筑企业也需要不断优化设计的方案，这样才能保证建筑的性能与功能越来越好，才能满足人们对建筑性要求。因此相关人员一定要不断进行学习和总结，从而推动我国建筑行业更好的发展。

[1]袁雪峰，李效梅.迁徙大跨房屋钢结构建筑的结构体系[J].四川建筑科学研究，2011

[2]李思思.延性钢筋混凝土大跨度框架结构的设计要点及其意义.建材世界.2013年3月，第2期，166-168.

[3]闫德楼，闫立红.多层工业厂房大跨度框架结构设计问题的若干探析[J].中国科技财富.2014年2月.