浅谈钢筋混凝土框架工业建筑结构设计

浅谈钢筋混凝土框架工业建筑结构设计
摘要：钢筋混凝土结构因其在强度、耐久度及整体性上有良好的表现而被广泛
运用在建筑工程中，由钢筋混凝土为主要材料设计的建筑框架及结构也确实使建
筑的安全性、可靠性与稳定程度得到了大幅度的提升。

但就钢筋混凝土框架本身
而言，其本身也存在诸如结构设计复杂，设计工艺及施工技术难度较高等缺点。

基于此，本文将针对钢筋混凝土框架工业建筑结构设计进行简单分析，探讨其优
化及改善措施。

关键词：钢筋混凝土框架；工业建筑；结构设计
引言：
当前社会经济建设水平使得各行各业的发展均得到了有力推动，同时也带动了人们对物
质资源质量方面需求的上升，放在建筑上就是希望建筑越来越高，同时其安全性、可靠性能
够得到切实保障，最好再在其他的附加能力上有卓越表现，如抗震、透气、采光、排水能力
等[1]。

当前的建筑工程在进行结构设计时普遍运用了钢筋混凝土构建框架，这是因为钢筋混
凝土本身就具备强大的性能，而也正是因为其强大的性能，使得钢筋混凝土在现代建筑行业
中扮演的角色越来越重要。

1.钢筋混凝土框架结构设计原则
钢筋混凝土框架结构的设计需要考虑的内容较多，包括建筑整体的重量、不同部位的重
量分布、钢筋混凝土的强度与韧性要求等。

通常来说钢筋混凝土框架结构设计需要使其本身
具有一定程度的延性，即在不破坏钢筋混凝土本体的前提下能使其达到的最大形变程度。

设
计过程中如果出现需要结构本身承载巨大压力的情况，必须以多道结构设计为主要设计思路。

多道结构设计是采用多道混凝土结构的设计方法，该设计的优势在于如果用于抵抗压力的第
一道构建产生崩坏，之后还有第二道、第三道构建继续承受压力，以此类推。

这样的设计能
够承受更强的冲击力或穿透力，从而使高层建筑能够得到足够可靠的支撑作用[2]。

除此之外，高层建筑对抗震设计有更高要求，因此用于高层建筑的钢筋混凝土框架结构需要尽可能选择
质量较轻且抗压性较强的建筑材料，同时也应具备更高水准的强度及变形能力，这种选择是
为了使整个建筑的质量处于较轻的水平，减轻建筑整体对地表产生的压力，同时较轻的材料
也能在意外发生时减轻对人体及周围环境造成的伤害。

2.钢筋混凝土框架工业建筑结构设计要点
2.1刚度比
以工业建筑厂房为例，大多数工业建筑厂房在框架结构设计时为满足生产空间需求，其
层高数值通常会是相邻层的1.5-2倍左右，这种高度在承载上方压力的情况下会使建筑结构
本体的竖向刚度产生突变，从而使刚度比与规范要求出现一定差距，并最终导致结构超限的
情况出现。

为了避免在设计过程中出现这种情况，在进行工程设计时一般会采取于结构外围
两侧设置结构夹层、或是在首层半高处设置边框梁进行解决[3]。

在经过大量的实践之后已经
证实这两种处理方式除了能够使刚度比无法满足规范要求之外，也使得建筑砌体墙及外立面
因层高造成的设计施工难度能够得到有效控制。

2.2活荷载取值的优化
活荷载取值是指工业厂房结构设计中板面活荷载的取值，对这部分内容的优化也是钢筋
混凝土框架结构设计的重点工作内容，而这部分工作甚至拥有相应的规范及要求。

通常情况下，其优化内容是针对结构中主梁、次梁、墙柱及基础板面活荷载取值进行计算时，将其与
结构楼板活荷载取值进行折减，从而使结构构件截面的尺寸、配筋的设计能够得到充分优化。

在实际设计过程中，还需考虑到活荷载最差布置情况会造成的影响。

此外，大跨度梁的设计
在工业厂房结构设计中经常出现，因此设计过程中应重视满足大跨度梁结构挠度方面的要求，在需要加入吊车功能的设计中更要重视大梁挠度的要求，其设计过程中可以尝试通过设置预
拱度的方法，来实现对大梁挠度的控制。

2.3主梁延伸梁及次梁的设计
工业建筑厂房设计过程中，由主梁延伸出的梁一般起到悬挑的作用，因而被称为悬臂梁。

对于悬臂梁而言，其上部延伸出的主梁相关钢筋通常位于主梁下部，而次梁上部位置的钢筋
一般会处在主梁钢筋上部，这种设计会使用于保护悬臂梁构件的保护层拥有较高的厚度。

之
所以会出现这种情况，多是由于设计操作过程中对钢筋的加固设计及控制工作仍存在较大不足，而这种情况本身也会使得施工难度升高，造成悬臂梁一些部件承受的压力缺乏合理性，
极端情况下会因为受力过大遭到破坏。

因此，加固钢筋混凝土框架的悬臂构件也应作为钢筋
混凝土框架结构设计工作的要点。

2.4劲性柱主筋与框架梁主筋的锚固长度
受建筑行业发展的影响，国内外钢筋混凝土行业的发展也得到了有力推动，这就使得钢
筋混凝土结构设计及其他相关产业受关注的程度越来越高。

对于钢筋混凝土框架结构及施工
节点的设计而言，其核心内容主要是框架梁中主筋的设计，以及H型钢柱节点的设计。

然而
通过对实际施工情况的调查来看，由于工程设计施工的过程中受到多种因素的限制，部分施
工单位在进行钢筋锚固长度的设计及施工的过程中未能完全按照工程施工的相关规范及要求
进行，致使实际施工效果与施工需求存在一定程度的差距，给工程质量造成了隐患。

为使这
种情况得到解决，相关设计人员在设计钢筋混凝土框架结构时，需要对节点的实际情况进行
调查分析，并针对锚固长度的设计方式给予相应的优化。

3.钢筋混凝土框架工业建筑结构设计的改善策略
3.1调整框架柱的配筋
一般情况下在对钢筋混凝土框架结构进行设计时，不会给框架柱配置较高的配筋率，某
些情况下甚至会将框架柱配筋计算成构造配筋，这就造成实际过程中可能会出现将框架柱配
筋当成构造配筋的情况。

然而这种情况在实际施工过程中是一定要避免的，其原因在于一旦
工业建筑本体承受地震，地震作用下框架柱会承受巨大的扭转剪力，尤以角柱最甚，在这种
情况下再加上双向弯矩的作用，会在一定程度上减小横梁本身承受的约束力，并使横梁处在
双向偏心受压的状态下，从而对内柱造成极大影响并使内柱严重受损。

一旦框架结构在设计
过程中存在质量分布不均的情况，这种损坏还会进一步加剧。

3.2计算好框架柱的长度
一部分工业建筑在建成后的使用过程中出现了建筑位移的情况，这是因为建筑本身的结
构设计缺乏应有的整体性，尤其是底部的整体性。

针对这种情况可采用设置基础连系梁的方
式进行解决。

一般采用以下几种做法，其一是以基础连系梁为界限，将其以下的部分当作底层；其二是将连系梁顶面与基础顶面之间的距离当作柱的H值，至于实际建筑的底层则将其
作为第二层；其三是将连系梁顶面到一层楼面的高度当作层高取值。

3.3处理好电梯井
工业建筑钢筋混凝土框架结构设计中，有时会以框架加上填充墙的形式设置电梯井，但在实际施工过程中需要对填充墙的构造柱进行加密处理，同时还要高度关注井体周围框架梁柱的配筋状况，而这部分内容对框架结构刚度产生的影响无法通过计算获得。

以钢筋混凝土铸成的电梯井能够较好地吸收地震力，因此也就能使框架本体承受的地震力大幅减轻，而地震力的吸收则会使结构本身强度受到影响。

因此，应针对井筒是否有钢筋混凝土的不同情况分别进行计算，并辅以相应的措施提升结构的稳定性及抗震性。

结语：
对于工业建筑而言，运用钢筋混凝土进行框架结构设计已经得到了广泛的运用，因此也就对设计人员的设计能力及施工人员的技术水平提出了更高要求。

只有确保设计内容的合理性，并考虑清楚所有的不利因素及相应解决措施，才能使建筑结构的稳定性及安全性得到保障。

参考文献：
[1]戚爱玲.钢筋混凝土框架工业建筑结构设计研究[J].化工管理.2019，（10）：163.
[2]茶翊轩.谈工业建筑中的钢筋混凝土框架结构设计[A].规划与设计.2019，（9）：96-97.
[3]陈彦涛.钢筋混凝土框架工业建筑结构设计研究[A].规划与设计.2019，（25）：77.。