实验室结构分析及楼面荷载优化

1.实验室的结构

结构布置与实验室建筑模数密切相关。实验室的结构形式经常采用的有两种:即承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构,钢筋混凝土框架结构。

承重砖墙与钢筋混凝土梁板结构(简称混合结构)形式,适用于1~5层实验室。这种结构形式,造价较低,施工较快,一般实验室常采用这种形式。

钢筋混凝土框架结构(简称框架结构),这种结构形式适用于5层以上的实验室,但根据实验室的性质,如跨度大、层高高的实验室,框架结构也可用于1~5层的实验室。框架结构就体系来讲,可分为横向框架(见图3-4)、纵向框架(见图3-5)以及双向(纵横向)框架三大类型。横向框架刚度较好,适用于分间比较固定的实验室,开间柱距为6.6m时,则双开间实验室就可避免在平顶下出现梁的情况,在操作尺度上也可满足;对单开间来讲,其开间尺寸为3.3m,也可为使用人员所接受。纵向框架的横向刚度较差,需在横向设置抗风墙、剪力墙,由于横向布置联系梁高度较小,房间净空可得到较好的利用。但由于纵向梁高度较深,使走廊吊平顶与梁底的距离较小,所以要考虑管线向实验室引进的间距和方式。双向承重框架的梁柱采用纵横均为刚性的连接,房屋整体刚度好,适用于地震区。

框架结构就施工方法而言,可分为全部现浇结构、梁柱现浇与板预制结构、柱子现浇与梁板预制结构、预制柱梁板与现浇节点结构以及全部预制装配式结构五种。

图3-4　横向框架结构平面布置

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图3-5　纵向框架结构平面布置

2.实验室楼面荷载

根据荷载性质分为恒载、活荷载和偶然荷载三类。恒载是作用在结构上的不变荷载,如结构的自重、土重等;活荷载是作用在结构上的可变荷载,如楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载及风荷载等;偶然荷载是指在结构使用期间不一定出现,其值很大,并且持续时间较短的荷载,如爆炸力、撞击力。

地面荷载:指底层地面荷载,即每平方米的面积内平均有多少千克的物体。

楼面荷载:指二层及二层以上的各层楼面荷载。

屋面荷载:屋面上是否要上人,雪荷载有多少等。

设备附加荷载:指室内有特别重的设备。

根据“建筑结构荷载规范”(DBJ9—87),关于民用建筑楼面均布活荷载标准值规定教室、实验室、阅览室、会议室为2.0kN/m2,(相当于每平方米楼面承受活荷载200千克)。附注中说明荷载较大的实验室按实际情况采用。办公楼活荷载为1.5kN/m2。办公楼中的一般资料档案室活荷载为2.5kN/m2。档案库活荷载为5.0kN/m2。