摘 要：目前我国的工业得到了飞速的发展，对工业厂房的需求也越来越多。为了满足现代工业生产需求，在对工业厂房结构进行设计时要充分考虑到生产需要，合理设计厂房结构，以保证厂房的安全性与稳定性。而其中对其楼面活荷载的取值正是其中一项非常重要的设计内容。现本文就主要对工业厂房结构设计中楼面活荷载取值的相关问题进行研究，并通过实例分析其荷载组合的选择，以供参考。
关键词：工业厂房;结构;荷载取值;变化;影响
与普通的民用建筑相比，工业厂房建筑的结构更加复杂，结构设计难度更大。这是因为在工业厂房结构设计中，不但要充分考虑建筑自身的结构稳定性和安全性，还要考虑结构的承载能力。厂房中不但有生产设备等固定荷载，还包括设备运输、维修、操作等工作中产生的活荷载。若厂房结构的荷载取值不合理，或者采用的荷载组合不恰当，则必然会给厂房的安全稳定带来严重影响。一般来讲，在工业厂房结构设计中，应该严格按照《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）（下称荷载规范）的相关要求进行设计，并结合不同生产设备的荷载特点来设计其相应的荷载组合。
1 工业厂房结构设计中楼面活荷载取值的影响因素
荷载规范中荷载特征值是基于设计基准期内的概率统计而确定的。对工业厂房设计中，设备荷载及与设备相关的偶然荷载应考虑其出现概率，并结合相关工艺资料来确定其荷载设计特征值及组合系数。对于设备荷载，还应按照规范要求“需按照设备安装和维修过程中的位置变化可能出现的最不利位置”进行设计。对于设计人员来讲，明确设备相关各种荷载特性，有针对性的分析，以确定合理的荷载输入是结构设计的前提。目前影响工业厂房结构设计荷载取值的因素主要有以下两种：
1.1 荷载流线
如果设计人员只是对公共建筑设计进行设计，则需要考虑的重要问题就是人员的聚集以及如何分散，为此，需要设计人员按照流线位置来确定出可变荷载的数值，但是工业厂房建筑不仅仅需要对人员流线进行必要的考虑，还需要对运输流线进行分析，因为运输流向中存在着非常重要的设备荷载，其对工业厂房结构荷载的取值计算有着重要的影响。为此，设计人员首先对工业厂房的设备运输以及检修流线，尤其是应用哪些具体的运输方式都要清晰的掌握。比如某厂房建设使用的是车辆运输，则需要将其最终的荷载应该包括车辆运输荷载;而如果选择使用吊车吊运，则还需要明确吊车临时停放的位置，防止出现误操作，以此造成楼板破坏，其中比较常见的就是多层盖板等;如果有些物质需要存储，而且重量比较大，这时还需要有关人员考虑该物质在不同的状态下，所产生的不同的荷载情况。工业厂房结构设计荷载取值时，刹车力以及搬运等都是重点考虑的因素，但是具体的可变荷载取值范围，设计人员需要依据所使用的工艺，之后再乘以相应的系数。
1.2 偶然荷载
一般而言，具有一定危险性的工业厂房，比如石油化工类的厂房，设计人员在对其进行厂房结构设计时，应该考虑到偶然荷载因素，比如爆炸或者燃烧所产生的荷载等。尽管偶然荷载出现的机率比较小，但是设计人员也需要考虑，并且进行详细的计算分析，通常情况下，设计人员都根据施工工艺以及具体发生的概率来进行荷载取值。有关规范中，对工业厂房的偶然荷载设计计算，已经给出了明确的公式，设计人员只需要按照公式要求一一带入其中，进行计算即可，但是因为工业厂房的类别不同，所使用的工艺也有差异，为此，设计人员在按照公式计算取值时，也需要考虑到现实情况。因为地震荷载与偶然荷载具有一定的相似性，发生的概率都比较低，因此设计人员需要注意，在进行荷载系数组合时，两者不能组合在一起。设计人员需要注意，工业厂房荷载取值所使用的软件中有很多组合直接被软件设计为默认状态，但是很少有软件将偶然荷载设置为默认状态，为此，设计人员应该另外对偶然荷载进行计算，以此确保计算合理，树数值准确。
2 荷载组合计算中的常见问题
有些设计人员认为，只有工艺提齐全部管道与设备荷载时，楼面活荷载取2kN/m2，其他情况需要按楼面活荷载表取用.在结构设计过程中，让工艺专业提齐全部管道与设备荷载资料，这显然是不现实的.这样在施工图设计阶段，就会出现工艺专业管道荷载、设备荷载在不停地修改升版过程中越提越多，而楼面活荷载又不能减少的尴尬局面.而且，即使工艺提供全部管道和设备荷载，如果楼面按照2kN/m2计算，在正常运行时可以满足，但在检修时楼面需要堆放工具和材料，荷载往往又超过2kN/m2，可能导致楼面部分构件出现破坏，因此在没有弄清荷载工况的情况下，一律按2kN/m2取值是不合适的。在工艺专业向土建专业提供荷载资料时，也可能出现荷载类型不明确的情况.例如在提供转运站皮带头的水平荷载时，没有明确所提供的荷载是正常运行工况还是设备起动工况.而皮带机起动工况下的水平拉力远大于运行工况，且出现概率很低.如果在没有弄清荷载类型的情况下将起动工况的荷载与其他出现概率很低的荷载工况组合计算，会导致材料用量增大，造成浪费。另外，有些厂房结构设计人员在计算框架梁、柱时，楼面活荷载可进行折减.由于正常运行工况下的设备和管道荷载是长期作用在结构上的，因此不应进行折减.在计算过程中，设备、管道等荷载往往是按楼面活荷载输入，如果在计算中不加以区别，与一般楼面活荷载一同折减，则会导致荷载取值偏小，计算结果偏于不安全。在工业厂房中，相当部分的荷载比较大，但出现概率低（如检修荷载、设备起动或调试荷载等），属于短期效应.根据相关条文说明：“将短期效应作为正常使用条件下的验算荷载水平在逻辑概念上是有欠缺的”、“可根据不同的设计要求，分别采用荷载的标准组合或频遇组合”。根据工业厂房荷载的特点，在短期效应作用下正常使用极限状态计算时，应按照频遇组合计算。由于没有提供相关荷载的频遇系数，部分设计人员可能会在计算过程中把出现概率低的荷载按标准组合进行计算，又造成材料的浪费。
3 工程实例
某工业厂房建筑楼面活荷载标准值由原来的1.5kN/m2提高到2.0kN/m2;风荷载及雪荷载标准值的概率取值由原来的30年重现期的最大风（雪）压值调整为50年重现期的最大风（雪）压值）等带来的影响比较明显。按照这些影响因素，算例中采用了抗力参数和经换算的荷载参数，计算时采用的荷载效应组合为：其一，永久荷载+楼面活荷载，，其计算公式为：
S1=1.2SGK+1.4SLK
S2=1.35SGK+0.7×1.4SLK
具体数值如表1：
表1 工程永久荷载+楼面活荷载数值
通过上述表中，可知采用规范S1与规范S2所计算出来的荷载数值有很大的差异，而两者的差异变化，正是此工业厂房结构设计荷载取值的变化范围。
结束语
综上所述，在对工业厂房进行结构设计时，要充分考虑到厂房的荷载特点，科学合理的对楼面活荷载进行取值，并结合实际情况与经验教训，确定最佳的荷载组合。事实上，要想保证工业厂房结构设计的可靠性与可行性，不但要求设计人员严格遵守荷载规范，还要求设计人员能够结合实际，灵活运用计算方法，只有这样，才能避免一些计算问题的出现，保证荷载计算的精准性。
参考文献
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