?單層大空間工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)體系

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、塑性韌性好、自重小、制作簡便、施工工期短、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，單層鋼結(jié)構(gòu)廠房在工業(yè)建筑中得到廣泛應(yīng)用。采用單層工業(yè)廠房，生產(chǎn)工藝流程相對簡潔，地面上可以放置較重的機(jī)器設(shè)備和產(chǎn)品，內(nèi)部生產(chǎn)運(yùn)輸容易組織。但是在強(qiáng)烈地震作用下單層廠房有局部破壞、甚至倒塌現(xiàn)象的事故發(fā)生。

對于工業(yè)廠房的地震反應(yīng)，在橫向要取一排架或框排架作為計算單元；在縱向要取一個柱列，忽略結(jié)構(gòu)的整體作用。換言之，該結(jié)構(gòu)屋蓋的水平剛度可以忽略不計，地震期間各排架、框排架和山墻都是獨(dú)立振動而互不影響。

有學(xué)者根據(jù)單層廠房的實測數(shù)據(jù)，對單層廠房的空間整體工作與變形性質(zhì)進(jìn)行了研究，進(jìn)而提出了空間振動理論。該理論為工業(yè)廠房抗震空間分析奠定了理論基礎(chǔ)。

根據(jù)實測數(shù)據(jù)所獲得的結(jié)構(gòu)廠房整體變形性質(zhì)，我們可以提出一個簡單的簡化模型，“用屋蓋將一系列排架和山墻聯(lián)系起來而形成一個空間體系”，同時我們認(rèn)為，從結(jié)構(gòu)體系的整體來看，主廠房屋蓋的橫向變形是以剪切變形為主，在結(jié)構(gòu)分析中，可以視屋蓋為水平剪切粱，如果將橫向排架所起的約束作用簡化為沿縱向均勻分布的彈性約束，也就可以將數(shù)量較多的彈件支座用符合文克爾假定的彈性地基來代替。

對于單層大空間體系復(fù)雜結(jié)構(gòu)，一般采用混凝土組合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等抗震設(shè)計、計算和構(gòu)造以及抗震措施。針對大型工業(yè)主廠房結(jié)構(gòu)的特點，重點內(nèi)容有以下幾個方面：

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)著重解決高強(qiáng)度混凝土在主廠房結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及薄弱環(huán)節(jié)的抗震；組合結(jié)構(gòu)要解決鋼管混凝土、外包鋼的節(jié)點及樓蓋等組合結(jié)構(gòu)及其節(jié)點連接的抗震性能；鋼結(jié)構(gòu)主要解決結(jié)構(gòu)體系和連接節(jié)點設(shè)計構(gòu)造及強(qiáng)震作用下鋼結(jié)構(gòu)的鉸接和剛性節(jié)點特性；減震、耗能措施主要側(cè)重于新型材料研制、消能支撐的抗震以及新型減震、消能材料及其在支撐中的應(yīng)用等。

鋼結(jié)構(gòu)廠房常用的加固方法

1、加大構(gòu)件截面的加固

采用加大截面加固鋼構(gòu)件時，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固需要根據(jù)實際除出發(fā)，很多時候不同的部位對于加固的質(zhì)量要求不同，所以鋼結(jié)構(gòu) 廠房應(yīng)選擇合適的加固方法進(jìn)行不同部位的加固。

2、連接的加固與加固件的連接

鋼結(jié)構(gòu)廠房的連接方法有焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。鋼結(jié)構(gòu)廠房加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，有依據(jù)時亦可采用焊縫和摩擦型高強(qiáng)度螺栓的混合連接。

當(dāng)采用焊縫連接時，應(yīng)采用經(jīng)評定認(rèn)可的焊接工藝及連接材料。鋼結(jié)構(gòu)廠房的連接可以分為焊接和非焊接部分，焊接部分可以選擇焊縫的加固方法，非焊接部分可以摩擦型高強(qiáng)螺栓的加固方法，如果鋼結(jié)構(gòu)廠房是兩者都需要進(jìn)行加固，可以采取混合加固的方式。

3、裂紋的修復(fù)與加固

鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。

在修復(fù)前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進(jìn)行加固的措施，對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。鋼結(jié)構(gòu)廠房因受到不同荷載的壓力作用下，很多的鋼構(gòu)件都是不同程度的損壞，所以鋼結(jié)構(gòu)廠房對于破損大的鋼構(gòu)件可以采取更換的方式，然后在進(jìn)行加固，提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的整體質(zhì)量。