采用微振柱铰接解决结构刚度突变的电子厂房叠层结构的制作方法

本实用新型涉及一种电子厂房叠层结构，具体来讲是一种采用微振柱铰接解决结构刚度突变的电子厂房叠层结构。

背景技术：

近年来，随着全球及中国半导体业的迅猛发展，集成电路、晶元、芯片、显示器件等电子厂房迎来了又一次的建设高潮。这类的电子厂房都具有投资大、厂房单体规模巨大、厂房使用荷载大、厂房洁净度要求高、建设周期要求极短的特点。

上述建设特点要求结构设计既要满足工艺生产要求这个首要前提，又要保障结构主体的安全，满足结构设计规范，同时在设计中尽量采取措施利于减少成本，保障施工质量、缩短工期。这是此类厂房结构设计的重点和难点，结构设计师必须多角度考虑，不断创新，适应工艺和市场的要求。

以下以某显示器件生产厂房为例，阐述结构设计在此类厂房设计过程中的思考和创新。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种采用微振柱铰接解决结构刚度突变的电子厂房叠层结构，采取的形成小柱上下铰接的措施，减小第二生产层下夹层的侧向刚度，较之设置柱间支撑更有利于施工和保障工期，同时降低了成本。

本实用新型是这样实现的，构造一种采用微振柱铰接解决结构刚度突变的电子厂房叠层结构，其特征在于：该结构的电子厂房为钢筋混凝土框架结构，从下往上具有四层结构，其中二、四层为生产层，采用现浇钢筋混凝土华夫板；三层及屋面为钢筋混凝土梁板式楼屋盖体系，其中三层为四层微振柱的支撑层：二层层高为三层层高的2倍，在二、四层的下技术夹层设置防微振小柱；其中，将三层中的防微振小柱内部的柱筋的上、下端与上、下面的框架梁实现铰接，同时该层的防微振小柱与上、下面的框架梁之间接触处填充有聚苯乙烯泡沫塑料板，并采用密封胶封堵。

本实用新型具有如下优点：本专利提供一种采用微振柱铰接解决结构刚度突变的电子厂房叠层结构，叠层设计的电子厂房由于工艺需求，生产层的下夹层不可避免的带来了结构设计竖向不规则，为避免结构超规超限，改善结构抗震性能，通过本工程采取的形成小柱上下铰接的措施，减小第二生产层下夹层的侧向刚度，较之设置柱间支撑更有利于施工和保障工期，同时降低了成本。

附图说明

图1是本专利整体结构图；

图2是本专利微振柱上下铰接大样图。

其中：一层1，二层2，三层3，四层4，防微振小柱5，柱筋6，框架梁7，聚苯乙烯泡沫塑料板8，密封胶9，柱箍筋10。

具体实施方式

下面将结合附图1-图2对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种采用微振柱铰接解决结构刚度突变的电子厂房叠层结构，该结构的电子厂房为钢筋混凝土框架结构，从下往上具有四层结构，其中二、四层为生产层，采用现浇钢筋混凝土华夫板；三层3及屋面为钢筋混凝土梁板式楼屋盖体系，其中三层3为四层微振柱的支撑层：二层2层高为三层3层高的2倍，在二、四层的下技术夹层设置防微振小柱5；其中，将三层3中的防微振小柱内部的柱筋6的上、下端与上、下面的框架梁7实现铰接，同时该层的防微振小柱与上、下面的框架梁7之间接触处填充有聚苯乙烯泡沫塑料板8，并采用密封胶9封堵。

实例概况：目前，对于液晶显示器件厂房来讲，主要的工序Array、CF、CELL及其支持区等集中于一个生产厂房，由于生产规模及高洁净度的要求，整个生产厂房成为一个大型的单体，该单体建筑总长458 m，宽365.6m，单体总建筑面积79万㎡。

由于每个工序的工艺要求，各工序对厂房的柱网、层高和层数要求均不一致，为保障结构在地震区的抗震性能，避免在结构设计中出现较多的超规超限，结构设计与工艺协商，在满足工艺生产要求的前提下，将结构主体尽可能的以抗震缝分割，以形成相对规则的结构单元，既有利了抗震设计，又为节省土建造价和工期提供了条件。

由于该建筑是高级别的防微振和洁净厂房。在主生产区工艺要求不设缝，所以该主生产区在结构设计上仍然是平面相对规则但体量大、竖向不规则的结构。主生产区主要特点如下：

（1）规模大；

（2）柱网尺寸大，局部有柱距，柱网平面较规则；

（3）由于工艺的回风夹道使楼板通长开洞，造成结构平面的不连续，为平面不规则；

（4）楼层的使用荷载（设备荷载）大，各楼层使用荷载均在1~1.5t/㎡以上，部分区域超过3t/㎡；

（5）建筑层高较高；

（6）建筑层高高差大，由于生产层下设技术夹层，造成下层层高为相邻上层层高的近2倍；

（7）建筑檐口处为高层建筑。

该进前，厂房具有严重超长，平面和竖向等多项不规则，结构设计针对上述特点，采取计算温度应力，形成平面桁架等多项措施改善结构受力和抗震性能。但其中由生产工艺决定了二层层高为三层层高的2倍，且三层另设置了众多的微振小柱，造成结构竖向的严重不规则，则成为本设计必须解决的设计课题。

生产层工艺设备尺寸及工艺流程要求本建筑生产层有大的柱网，而大柱网不能满足生产层的防微振要求，因此在生产层的下技术夹层需设置防微振小柱网，以减小该厂房生产层的柱距，满足微振动要求。这样，造成该建筑竖向构件间断，竖向结构不连续，侧向刚度不规则。

由于微振柱的增加以及生产层和其下技术夹层层高差距大，造成楼层承载力突变。

针对以上竖向不规则，以往的结构设计是以一、二层设置柱间支撑来考虑的，在《薄膜晶体管液晶显示器工厂设计规范》和《电子工业洁净厂房设计规范》上也有此类结构处理方式的陈述。

设置柱间支撑确实一定程度上解决了上下层刚度比的问题，但由此也带来结构设计和施工中的难题：

（1）由于结构工艺布置，支撑设置的间距大；结构严重超长，温度应力也较大。在实际计算中，支撑和与支撑连接的柱都受力较大，难以通过结构的计算，从而实际上支撑布置较多且与支撑相连接的柱配筋量太大，这些都提高了土建成本。

（2）钢支撑与钢筋混凝土柱的连接，实际工程中以在钢筋混凝土柱内设置型钢芯柱来与钢支撑连接，但型钢芯柱影响了了框架梁柱节点区钢筋混凝土柱和钢筋混凝土梁内的主筋和箍筋贯通，必须在型钢芯柱上开洞和焊接。且由于本类厂房的特点，梁柱配筋较多，钢筋较密，使得节点区施工更加困难，施工质量难以保障。

（3）由于型钢芯柱和钢支撑的设置，现场钢结构和钢筋混凝土结构交替施工，施工工序增加且繁琐，施工工期延长。

综上，柱间支撑的设置虽然一定程度上解决了上下层刚度不均匀，及规范中对上下层刚度比的限值问题，但由此给施工及工期带来的影响不可避免：型钢芯柱要在施工前依照图纸加工并准确开洞且补强；施工中与钢结构和钢筋混凝土结构交替施工影响施工工期；梁柱节点钢筋量大且与型钢芯柱相互干扰使节点区混凝土浇筑质量无法保证。

为保障施工工期和施工质量，结构设计寻求了另一种的解决措施：

1）第三层的微振小柱尽可能减小截面。

2）在层高突变的第三层尽可能减少大柱网的框架柱截面。

3）利用三层楼板及四层楼板的刚度大的特点，在第三层微振小柱上下节点处做结构处理，使三层小柱形成上下铰接，从而减弱三层侧向刚度。

采取上述措施，本建筑采用中国建筑科学研究院编制的PKPM软件2010V4.2版系列进行了结构计算，其中最小刚度比为0.81x0.7=0.567，满足规范7度区大于0.5的要求，这样也同样在一定程度上解决了竖向严重不规则的问题。

在计算过程中可以发现，三层微振小柱上下设置铰接是影响计算结果的关键，而实现上下铰接的计算假定，实际工程中除本案例中钢筋混凝土的节点处理外，使用预制柱或钢柱也可以近似的实现。

采用三层微振小柱上下设铰的方法来解决由工艺层高差造成的二层与三层的刚度比过小，结构严重不规则的问题，较之设置柱间支撑，不会带来施工上的复杂性，缩短了建设工期，保障了梁柱节点区的施工质量。同时，较之柱间支撑，改增加刚度的方式为减小刚度，大大降低了土建成本。

叠层设计的电子厂房由于工艺需求，生产层的下夹层不可避免的带来了结构设计竖向不规则，为避免结构超规超限，改善结构抗震性能，通过本工程采取的形成小柱上下铰接的措施，减小第二生产层下夹层的侧向刚度，较之设置柱间支撑更有利于施工和保障工期，同时降低了成本。微振柱上下铰接如图2。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。