姜海洋
大庆石化工程有限公司 黑龙江省大庆市 163000
摘要：钢筋混凝土框架结构是工业厂房建设中常用的结构形式，其优点是显著的。它不仅能有效地传递和分配内力，同时也能保证厂房结构的整体功能。随着我国工业的快速发展，厂房混凝土框架结构的设计标准也在不断提高。因此，设计师应以此为出发点，探索一条有效提高厂房工程设计质量的途径。
关键词：化工厂房；钢筋混凝土；框架结构设计；对策
1工业厂房钢筋混凝土框架结构分析
1.1横向框架。
由柱、屋架和屋架组成的侧架是工业厂房钢筋混凝土框架结构的主要受力体系，该体系的性能直接影响整个工业厂房工程结构的稳定性能。横向框架结构承受整个厂房工程的荷载，包括构件的自重和风荷载、雪荷载、积灰荷载、横向荷载和竖向荷载等。同时，它能传递作用在厂房结构上的各种能承受的载荷，使其能够通过工业厂房结构基础承受全部荷载，保证了厂房结构的稳定性和安全性。
1.2屋顶结构。
屋面结构是工业厂房钢筋混凝土框架结构的重要组成部分，由横梁、牛腿、中屋架、天窗架、檩条等组成，主要负责阻挡厂房的日晒雨淋侵蚀，承受屋面带来的全部荷载，以满足工业厂房的实际生产需要。
1.3支持系统。
支撑体系也是工业厂房钢筋混凝土框架结构的重要组成部分。它的主要意义是为厂房结构提供强有力的支撑，它可以为工业厂房的竖向水平框架提供承重支撑，保证水平框架结构功能的充分发挥，确保工业生产活动能够在安全的环境中进行。目前，工业厂房的支撑体系主要有屋面区域支撑和柱间支撑。同时，支撑体系在工业厂房中的应用也体现在将单承结构体系有机整合，直至形成空间整体结构，通过优化组合，为工业厂房提供更全面的支撑和承载能力，以增强厂房结构的稳定性。
1.4托架结构
托架结构在工业厂房的混凝土框架结构中也起着非常重要的作用，对工业厂房结构的稳定性和安全性有着至关重要的影响，它直接承受着厂房结构的竖向荷载和水平荷载，同时承受横向框架和纵向框架的内力传递。通过对工业厂房托架结构所受荷载的细致分析及优化设计，可以保证整个结构的稳定性和安全性。
2化工厂房钢结构和混凝土结构设计注意事项
2.1水平风荷载对屋盖和网架的影响。
钢屋盖有两种类型，上弦杆支撑和下弦杆支撑。上弦支护应低于柱高，设计中不应考虑水平风荷载，下弦支护顶板采用封板围护时应考虑水平风荷载的影响。化工车间屋顶跨度一般为20~50m，高度约为3~4m，跨高比为1:13~1:16，由于建筑物的风压系数和风振系数会随着建筑物的高度而变化，因此建筑物越高，风荷载越大。利用PKPM软件建立屋盖模型时，应在考虑网架高度的前提下计算风压和柱底弯矩，以保证屋盖建模的准确性。同时，平网架一般采用全跨布置方式，当平网架的垂直面为横向S形时，宜采用4个半跨活载。
2.2屋面结构对下部混凝土结构的影响。
跨度小于20m的屋盖宜采用轻钢结构，跨度大于20m的屋盖宜采用网架或管桁架结构，考虑受力和造价等因素，建议整体采用钢-混凝土组合结构，采用钢框架结构，轻型夹芯板屋面和墙体，在具体施工中可完成楼板钢筋和混凝土浇筑作业。
2.3网架和管桁架设计。
在网架的设计中，为了减少安装过程中的偏差，必须重点对螺栓球孔进行定位。在屋盖设计中选择管桁架时，重点是掌握相贯线切割过程。由于管桁架具有较大的安全储备和比网架结构更好的防腐性能，因此，在中等腐蚀环境下的屋盖设计通常推荐管桁架，而在弱腐蚀环境下的屋盖设计则宜采用网架。
2.4屋面板和符合[复合]夹芯板的设计。
从挠度设计入手，针对屋面板厚度较小的特点，对于屋面板和符合[复合]夹芯板的设计应从控制构件挠度入手，如果挠度设计过大，会增加水深，加强屋面板的受力。因此，在进行屋面板设计时，必须注意屋面板的挠度设计，确保符合规范要求。
从夹芯板材料的设计来看，屋面的保温隔热设计主要采用玻璃板、岩棉板等材料，夹芯板的混凝土厚度根据相关防火隔热要求确定，需要注意避免使用以苯板为保温材料，防止燃烧过程中有毒气体的释放。从防水防渗设计入手，屋面板搭接的方法主要有三种：一种是穿透式，一般选用屋面板的渗漏部位进行螺钉固定；另一种是暗扣式，采用高强度面板抵御台风，适用于坡度较小的屋面；三是垂直侧锁，选用低强度板，360°侧锁进行防渗。在混凝土设计中，要结合工程特点和施工设计要求，对屋面板进行柔性设计，起到防水、防渗、抗台风等作用。
2.5钢柱及混凝土结构设计。
为了加快一些工程的施工进度，采用焊接H型钢柱代替混凝土柱。考虑钢柱的抗侧刚度，保证其侧向位移满足设计要求，钢柱的长细比按抗震设计规范计算。在混凝土结构设计中，钢-混凝土结构中的钢板厚度应大于6mm，以保证其稳定性满足工程设计的需要，框架梁截面宽度应大于30cm，为设计混凝土强度，必须保证混凝土强度大于C30，并加强整体结构性能，确保骨料直径小于钢侧向混凝土厚度的1/3，且大于25mm，从而为以后混凝土浇筑环节的效率提高奠定良好基础，并优化整体钢结构和混凝土结构性能。
3化工厂房钢筋混凝土框架结构优化设计策略
3.1遵循有效设计原则。
化工厂房钢筋混凝土框架结构的设计应遵循安全、合理、适用、经济等相应的设计原则，以提高钢筋混凝土框架结构的科学合理性。根据符合工程项目的设计原则，可为以后的施工、运行和维护提供指导。另外，在保证结构基本功能实现的前提下，应全面考虑结构的综合性能，使结构提供更安全稳定的施工效果。
3.2结构布置的科学控制。
作为最重要的工程设计，结构布置应采取有效措施。例如，根据目标刚度的对称性和均匀性，减小结构设计扭矩和偏心距。控制结构的高跨比，减小水平荷载的横向效应，实现柱网与楼层高度规划的统一。需要注意的是，在满足结构基本设计功能要求后，应尽量简化柱、梁的设计，以促进化工厂建设的可持续利用。
3.3结构应力分析优化。
设计人员应采用相关管理部门制定的设计程序对计算进行控制，即通过模拟框架结构的受力过程，保证框架结构的层高、跨度和截面的计算准确性。在这一过程中，框架结构的设计人员应注意结构的安全稳定控制，即不仅要考虑结构的刚度和稳定性，还要考虑抗侧力构件的有效布置。
3.4框架结构的合理性控制。
这个过程中，运用的设计手法有直接设计、间接设计。直接设计是指考虑到化工厂房钢筋混凝土框架结构设计的稳定性和可靠性，对问题的有限部分进行直接设计改进。如在换填混凝土的设计过程中，应结合工程实际情况，充分发挥设计技术的作用。特别是类似于增大横截面积的设计方法。对于长期采用湿法施工的问题，应推迟施工进度，以保证工程质量效果不受影响。当钢筋混凝土结构强度不够时，设计人员对缺陷严重的加工部位应采用直接设计法。另外，粘贴纤维增强塑料的设计方法可以保证结构的安全性和可靠性。当结构的耐腐蚀性和防潮性较好，且结构重量较轻时，框架结构的重量不会增加，从而提高了设计控制的合理性。为了便于维护管理的控制，必须保证结构设计的性能。这一过程中，还要进行特殊的防火处理，避免化工厂独特的生产建设环境对工程安全的威胁。在间接设计中，设计人员应采用预应力水平拉杆，以提高混凝土受弯构件的科学合理性。随着外荷载和预应力的增加，拉杆内部会产生轴向拉力，并传递给构件产生偏心受压。在这种情况下，结构设计既能达到构件的安全效果，又能避免外载所引起的弯矩影响，进而降低外载效应。这样可以有效地提高钢筋混凝土框架结构设计构件的综合性能。需要注意的是，新建工程设计过渡到既有工程改造加固时，应注意整体加固和重要节点加固设计。也就是说，从框架结构设计的完整性出发，在优化结构传力效果的基础上，提高刚度和延性的控制效果，进而提高整个化工厂建设的设计水平。
4结论
综上所述，化工厂的结构设计必须依据科学合理的设计原则和方案，综合考虑结构受力和结构布置等因素，促进钢结构和混凝土结构设计在工业建筑中发挥更大的应用价值。
参考文献
[1]金居高,丁子文,张杰,赵鹏举.某化工厂房结构检测鉴定与加固设计[J].山西建筑,2015,41(04):28-30.
[2]叶颖,史明霞.某化工厂房的结构设计[J].工业建筑,2013,43(S1):247-249+263.
[3]史明霞.核化工厂房混凝土墙体设计若干问题的探讨[A].核化工分卷）[C].中国核学会:,2015:7.