工业建筑中单跨框架结构设计分析

工业建筑中单跨框架结构设计分析

摘要：通过现行抗震规范的设计可以实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的基本抗震性能目标，但该抗震设防目标是以生命安全为抗震设防的单一设防标准。根据我国多次的大地震后的地震灾害调查情况来看，随着人口的增长、城市

的复杂建设，地震造成的经济损失是巨大的。抗震设计应考虑控制地震时建筑房

屋的损坏程度，保证地震时建筑物的使用功能能够继续，减少地震对经济生活带

来的影响，这就要采用性能化设计来提高抗震设防的标准。基于此，本篇文章对

工业建筑中单跨框架结构设计进行研究，以供参考。

关键词：工业建筑；单跨框架；结构设计分析

引言

工业建筑是为工业生产提供空间的建筑类型，其对建筑空间面积、结构布局

均有特殊的要求，且必须能够适应相应工业生产工艺的需要。因此工业建筑的结

构设计人员应加强对现代工业建筑特点的研究，并要对所设计的工业建筑结构的

主要用途和所涉及的技术设备、材料性质以及生产工艺等进行全面的了解。在工

业建筑结构设计实践中，设计人员则应积极应用概念设计等先进的设计理念和方法，严格遵守现代工业建筑结构设计的各项技术规范要求，合理确定工业建筑结

构形式，准确计算各项设计参数，优化工业建筑结构构件，并结合工业建筑工程

的实际情况采用钢结构等现代化的结构类型，以满足工业生产的实际需要。

1性能设计背景

在建筑工程结构设计中，因受场地布置、施工操作条件等因素制约，较多建

筑物的设计时只能采用单跨多层结构体系，如现有学校、医院等公共建筑领域中，后期需在两栋单体间增设连廊来满足功能上的使用要求。连廊设计较多采用了单

跨多层的钢结构形式。但根据现行抗震规范的规定，单跨多层钢结构在形式上属

于超出规范规定的结构形式，为满足客户对建筑使用的迫切需求，就要求在对结

构设计中进行抗震性能设计以满足在风载、地震力等荷载作用下结构的安全性能，

在保证结构的安全使用情况下，在承载力和延性间寻找最佳组合，设计会更加经济，从而达到最优设计。

2抗震设计时应遵循哪些基本原则

2.1将抗震设计与建筑设计完全融合在一起

对建筑项目来说，以建筑设计为基本框架参考。一般情况下，建筑工程还没

有动工，就要搞好建筑设计。此外在施工期间，要全面搞好地质工作、环境和其

他预测工作，依据预测内容，进行预防。在建筑设计时，尤其应注意设计是否合理，有效，为了确保后期施工工作能够更好地进行，所以，将抗震设计与建筑设

计完全结合起来是非常必要的，这是抗震设计中最重要的一环，要把它搞好，才

能确保建筑抗震性能的有效改善。假定在建筑物的设计中，未完全融合抗震理念等，仅用固件简单加固一下建筑的外围，地震来临时，建筑物很容易坍塌；并且

假定建筑建设前，便充分考虑了建筑在抗震性方面，做好各项应对措施，毫无疑问，它将极大地增加建筑物在地震作用下的性能，还能最大限度地减少地震造成

的生命财产损失。

2.2整体性原则

进行抗震结构设计时，设计人员要从整体性出发，实施全面的分析和考虑，

全面考虑建筑要求，对建筑结构的布局进行了合理的规划，并借此改进设计内容，对建筑结构的抗震性能进行优化，降低问题发生率。还要重视前期的实验，查明

了地震灾害作用下不同级别结构所引起的变化特点，合理选用材料种类，提高结

构抗震性。另外，设计时，力的传导性的特征需要被考虑，防止应力集中于某一

点造成局部破损，影响建筑结构的质量，危及建筑安全性。抗震结构设计涉及到

很多子结构类型，要加强抗震效果，有必要对组件和细节进行优化和加工，提升

建筑安全等级。

3存在的问题

3.1我国现代工业建筑结构设计中的设计参数取值问题分析

在现代工业建筑的结构设计工作中，设计参数取值的合理性将直接关系到结

构设计方案的质量以及工业建筑结构的稳定性和安全性。因此，结构设计人员应

严格遵守相关设计规范要求，科学确定设计参数取值范围，准确计算相关数据。

受工业建筑特点影响，在其结构设计中，设计参数的取值应充分考虑多种工况条件、极端条件下的取值以及生产工艺要求等因素。此外，设计参数的取值还应考

虑其经济性。结构设计人员应积极应用PKPM等专业软件，对不同工况和极限条

件下的结构受力情况进行模拟分析，便完成对设计方案的优化。

3.2我国现代工业建筑结构设计中的基础结构问题分析

当受客观条件限制，需要在不良基础条件下建设工业建筑工程时，结构设计

人员应高度重视建筑基础结构的设计问题。结构设计人员应充分了解工程区域的

地基条件、土层结构以及地下水水位等数据信息，并结合实际情况采用钻孔灌注桩、预应力桩等相关基础结构处理方式，以提高工业建筑基础结构的承载能力和

结构稳定性。

4工业建筑中单跨框架结构设计分析

4.1结构构造措施

在该项目超长结构设计过程中，其结构设计效果受到构造措施应用的直接影响。对此，可在深入分析该项目结构特点与要求的前提下，结合以下措施来优化

结构设计：第一，配置结构构造钢筋。为实现对结构裂缝问题的有效解决，可配

置契合该项目特点的构造钢筋。在实际项目设计过程中，需以直径≮10mm为基准

进行顶层楼板钢筋网的配置，且钢筋网设置应符合双层双向的要求，间距控制在

≯200mm。同时，需依据该项目实际情况的分析，增大对楼板配筋率的设置，并

将贯通配置手段应用于楼板及框架梁上部钢筋构造中。第二，后浇带设置。作为

现阶段构造混凝开裂问题解决的主要手段之一，后浇带的设置有助于提升建筑构

造运行稳定性。在该项目超长结构设计中，可视情况以结构整体横截面为基准进

行后浇带的设置，以期利用后浇带对剪力墙、楼板、框架梁的有效分隔。同时，

可在该超长结构7～8轴之间进行后浇带的设置，后浇带宽度控制在800mm左右，建设完成后间隔30d开展混凝土浇筑作业，混凝土以5MPa膨胀混凝土为主。此