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工业厂房结构设计方案的探讨

框架一剪力墙结构具有框架结构平面的布置灵活，有较大空间的的优点，

又具有侧向刚度较大的优点，本文结合近几年工程实例，对框架一剪力墙结构以

及其结构设计进行了简单的阐述，希望能为混凝土框架厂房结构的设计提供一定

的参考。

标签：厂房;剪力墙;结构设计

前言：

工业建筑较之其它民用、工业建筑有其自身的特点，功能较多，结构较为复

杂，有的功能直接影响结构的设计与施工。因此。结构设计不仅要了解建筑的功

能。而且要分析建筑对结构带来的影响。紧密配合各个相关专业，最终达到既要

满足建筑的使用功能。又能保证结构的安全性。

1、工程实例

某厂房地下1层，地上3层，结构总高度15.900m，地上中间12m跨部分比

较空旷;地下部分均为混凝土墙体，地下室顶板为900mm厚重混凝土板，由于工

艺需要，地上一层热室部分结构需要主体完工后再二次浇筑，该部分混凝土墙厚

1m，高5.7m，热室顶板厚约为900mm。平面和剖面详见图1、图2：

该建筑是框架一剪力墙结构体系。主要的抗侧力构件是钢筋混凝土框架柱和

剪力墙。

2、结构特点

该工程在工业建筑中有其独特的结构性，虽然规模不大，但结构较为复杂，

具有如下特点：

（1）厂房因防护要求，形成很多厚墙和厚板，由于工艺需要，设备室和热

室的布置使结构平面和竖向不规则。

（2）工艺设备的布置要求柱距大小不一，但是上部结构需要规则柱距，所

以在热室项部采用了托柱转换梁，使结构竖向构件传力不连续。

（3）热室后浇，分两阶段进行计算，即施工阶段和使用阶段。

（4）结构楼板开大洞，削弱了楼板平面内刚度;结构错层使抗侧力构件受力

不明确。

3、结构设计

本建筑的抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为Ⅷ度，设计基本地震加速度

值为0.30g，设计地震分组为第一组：剪力墙与框架的抗震等级均为I级;结构设

计使用年限为50年;Ⅱ类场地，特征周期为0.35s：基本风压0.45kN/㎡。考虑双

向地震作用及扭转耦联的影响和楼板弹性变形的影响，按总刚分析法进行结构整

体分析。

一般的工业厂房均为排架结构，采用PK程序进行计算分析，但是该工程厂

房结构较为复杂，为现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构，所以采用SATWE程序

进行结构计算和分析，用PK程序对结果进行验算和校核。

3.1结构选型

由于工艺需要，地上一层热室部分结构需要主体完工后再二次浇筑。这样，

就会出现一个问题，在施工热室混凝土墙体的过程中，下部结构承受此墙的荷载，

即施工荷载。在使用阶段，热室混凝土墙作为抗侧力构件承受着主要的水平荷载

（地震荷载），所以在使用阶段热室混凝土墙为剪力墙。在设计中，首先进行施

工荷载的计算，即把热室混凝土墙当做荷载输入，对下部承受此荷载的梁进行受

力分析;然后，进行使用阶段的计算，即把热室混凝土墙当做抗侧力构件一剪力

墙进行计算和配筋。两个阶段进行比较分析，取较大值作为最终结果。这样才能

保证施工阶段和使用阶段的安全。

热室剪力墙后施工。与框架柱之间存在施工缝。这样按剪力墙计算的墙体吸

收的地震力偏大，相应框架柱吸收的地震力偏小，所以在设计中，应调整配筋，

适当加大框架柱的配筋量。

3.2计算结果及分析

本工程采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件（SA～E、JCCAD）

（2005版）进行主要计算，用PK程序进行校核。

3.2.1結果分析

振型数：90;

x方向的有效质量系数：96.70%;

Y方向的有效质量系数：99.95%。

双向地震作用下：

x方向最大值层间位移角：1/1527;

Y方向最大值层间位移角：1/833。

活荷载产生的总质量为945.235t，恒荷载产生的总质量为14119.779t。结构

的总质量为15065.014t。

在结构电算中。注意选用合理的计算简图和计算参数，结构的阻尼比取0.05，

水平地震影响系数最大值为0.24，地面粗糙度为B类。

在计算楼层弹性水平位移比（或层间位移比）时，楼板采用刚性假定，其它

项目计算均采用弹性楼板假定;并计算了双向水平地震作用的扭转效应。分析结

果表明：工程的各项指标均能满足规范的要求。

3.2.2刚性与弹