馬國(guó)強(qiáng)

中鐵十五局集團(tuán)有限公司（471 01 3）

0 概述

近年來(lái)，在藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的改造過(guò)程中,輕鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房在醫(yī)藥行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。由于生產(chǎn)工藝要求，醫(yī)藥潔凈車(chē)間內(nèi)普遍存在大量的鋼平臺(tái)（如提取、合成車(chē)間），使得鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)問(wèn)題也凸現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)于這類(lèi)鋼平臺(tái)的關(guān)注又甚少。一方面是這類(lèi)平臺(tái)面積較小、構(gòu)造麻煩、造價(jià)低，設(shè)計(jì)人員不愿投入過(guò)多精力；另一方面,一部分設(shè)備平臺(tái)由設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家配套提供。但廠(chǎng)家提供的設(shè)備配套平臺(tái)往往是由機(jī)械人員進(jìn)行設(shè)計(jì)的，他們對(duì)建筑行業(yè)和醫(yī)藥潔凈特殊性要求了解不多，以至于對(duì)凈化工程和后期維護(hù)帶來(lái)較多問(wèn)題。

鋼平臺(tái)的種類(lèi)較多，潔凈車(chē)間中常用鋼平臺(tái)有附著式和獨(dú)立式兩種形式，而獨(dú)立式鋼平臺(tái)便于安裝和更新設(shè)備，應(yīng)用更加廣泛，受力也比較簡(jiǎn)單。

通過(guò)對(duì)醫(yī)藥潔凈車(chē)間鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)造等方面問(wèn)題的介紹，使相關(guān)設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，更合理、經(jīng)濟(jì)和有針對(duì)性地設(shè)計(jì)鋼平臺(tái)具有一定的參考意義。

1 鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)布置

鋼平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成:通常由鋪板、主次梁、柱、柱間支撐，以及梯子、欄桿等組成。

鋼平臺(tái)平面布置主要是鋼柱:1）滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)操作要求。2）保證通行操作安全。3）充分利用鋪板的允許跨距合理布置梁格。4）盡量均勻?qū)ΨQ(chēng)的布置。此外，對(duì)于鋼平臺(tái)設(shè)備荷載較大時(shí)（如設(shè)備支撐點(diǎn)荷載大于10 KN/m）應(yīng)在該處設(shè)支承鋼梁。

實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分利用花紋鋼板允許跨度來(lái)布置梁格。平臺(tái)梁格有三種類(lèi)型，如圖1所示。

1）單向梁格:僅有一個(gè)方向的梁，適用于設(shè)備布置相對(duì)規(guī)則的平臺(tái)；梁格宜沿長(zhǎng)跨布置，以求得經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

2）雙向梁格:有兩種不同體系的梁，即主梁和小梁。小梁平行于較小邊布置，多數(shù)平臺(tái)采用這種布置形式。

3）復(fù)式梁格:有三種體系的梁，即主梁、次梁和小梁。一般應(yīng)盡量采用較為簡(jiǎn)單的梁格。

當(dāng)鋼平臺(tái)長(zhǎng)度小于40 m時(shí)可在平臺(tái)柱列中間附近設(shè)一道交叉柱間支撐，當(dāng)平臺(tái)上有較大的動(dòng)荷載時(shí)，除設(shè)水平支撐和橫梁外，尚應(yīng)在柱列的對(duì)應(yīng)位置增設(shè)一道柱間支撐,使整個(gè)平臺(tái)成為穩(wěn)定體系，如果受工藝條件限制，無(wú)法布置交叉支撐，也可以采用梁柱剛結(jié)式或設(shè)連續(xù)隅撐，解決鋼架平面外穩(wěn)定問(wèn)題。

2 鋼平臺(tái)荷載取值

1）恒荷載。包括結(jié)構(gòu)自重、工藝設(shè)備荷載等。花紋鋼板平臺(tái)結(jié)構(gòu)自重一般按0.5 KN/m2,工藝設(shè)備荷載一般由相應(yīng)專(zhuān)業(yè)提供。對(duì)于一般機(jī)械動(dòng)力設(shè)備，其動(dòng)力影響可采用設(shè)備荷載乘以動(dòng)力系數(shù)1.1 ～1.2的方法考慮，也可由相應(yīng)專(zhuān)業(yè)確定。

2）活荷載。主要是人工操作荷載，一般鋼平臺(tái)可按2.0 KN/m2考慮。檢修和安裝時(shí)的堆料活荷載可根據(jù)實(shí)際情況考慮，一般由相關(guān)專(zhuān)業(yè)提供，工作平臺(tái)上的等效均布活荷載可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）第4.2.1條確定；當(dāng)為雙向板時(shí)也可參考《工業(yè)建筑雙向板樓面等效均布活荷載的確定方法》中的做法進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算過(guò)程中，需要引起特別注意的是 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）第4.2.3條的規(guī)定:在任何情況下，組合值和頻遇值系數(shù)不應(yīng)小于0.7，準(zhǔn)永值系數(shù)不應(yīng)小于0.6。

3）對(duì)于車(chē)間外的附屬平臺(tái)尚應(yīng)考慮風(fēng)荷載、雪荷載、積灰荷載的作用。但應(yīng)注意人工操作荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，僅取其中較大值進(jìn)行計(jì)算。

4）抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)考慮地震作用。

5）單層平臺(tái)或多層平臺(tái)的樓蓋底部帶有懸掛吊車(chē)或電葫蘆時(shí)，尚應(yīng)懸掛荷載。一般吊車(chē)荷載及參數(shù)由吊車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供。

6）平臺(tái)欄桿的頂部水平荷載。一般不宜小于1.0 KN/m。

7）無(wú)特殊要求時(shí)，通行平臺(tái)按2.0 KN/m2等效均布荷載設(shè)計(jì)。梯間平臺(tái)按3.5 KN/m2等效均布荷載設(shè)計(jì)。檢修平臺(tái)一般按4.0 KN/m2等效均布荷載設(shè)計(jì)。

3 鋼平臺(tái)計(jì)算

鋼平臺(tái)一般結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)單,一般按彈性計(jì)算，不考慮塑性變形，其主要計(jì)算內(nèi)容有:

1）鋪板、梁、柱的強(qiáng)度和內(nèi)力，對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的平臺(tái)梁及其連接，尚應(yīng)滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度的要求。應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，也可參考《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》的相關(guān)內(nèi)容。

2）設(shè)置支撐系統(tǒng)后，鋼平臺(tái)穩(wěn)定性一般能滿(mǎn)足要求，不需專(zhuān)門(mén)驗(yàn)算。鋪板應(yīng)密鋪在梁受壓翼緣上，并與其牢固相連，阻止受壓翼緣平面外失穩(wěn)。

3）剛度驗(yàn)算

①平臺(tái)柱長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)超過(guò)150；②平臺(tái)梁的撓度不應(yīng)大于L/250；平臺(tái)板的撓度不大于L/150；③對(duì)于室內(nèi)鋼平臺(tái)，柱頂位移限值可取H/150。

4 鋼平臺(tái)構(gòu)造要求

1）平臺(tái)柱一般宜設(shè)計(jì)成等截面柱。常用鋼管、成品H型鋼等實(shí)腹式柱。必要時(shí)，也可設(shè)計(jì)成用兩個(gè)槽鋼組成的組合式柱。柱腳底板的厚度按柱基礎(chǔ)對(duì)底板的反力所產(chǎn)生的彎矩計(jì)算確定，但不得小于柱肢的最小厚度及10 mm。獨(dú)立鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定一般由柱間支撐保證,支撐不宜采用角鋼組合截面，并宜布置在柱列的中部。

2）平臺(tái)梁一般宜設(shè)計(jì)成等截面H型鋼、工字鋼或槽鋼,僅當(dāng)局部高度受限時(shí)才設(shè)計(jì)成變截面梁。次梁與主梁最簡(jiǎn)單的連接方法是疊接。但疊接所需的建筑凈空大，采用這種方法常會(huì)受到限制。因此，次梁與主梁的等高連接是普遍采用的方法。

梁柱及支撐宜采用閉口截面形式，減少外表面和死角。生產(chǎn)對(duì)空氣凈化等級(jí)要求比較高時(shí)，梁板可采用鋼板或不銹鋼吊頂封閉，柱可采用不銹鋼鋼皮包裹。

3）平臺(tái)鋪板宜采用鋼篦條式花紋平鋼板，尤其是鋪板通過(guò)連接或焊接與鋼梁共同工作最為有利。

4）設(shè)計(jì)鋼平臺(tái)的通行凈空高度不應(yīng)小于1 900 mm，通行寬度不應(yīng)小于700 mm。在平臺(tái)的周邊以及工藝生產(chǎn)要求不準(zhǔn)通行的地方應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿，欄桿高度一般不應(yīng)小于1 050 mm,對(duì)于較高的平臺(tái)，其欄桿高度不應(yīng)小于1 200 mm。欄桿由立桿、頂部扶手，中部縱條以及踢腳板等組成，其主要部件宜采用圓鋼管，材料供應(yīng)困難時(shí)，也可采用圓鋼。此外，由于角鋼表面積大凹角多，不宜清理干凈，故潔凈廠(chǎng)房中的鋼平臺(tái)不宜采用角鋼。

5）鋼梯是平臺(tái)的主要通行方式。一般潔凈廠(chǎng)房平臺(tái)采用斜梯。受條件限制的平臺(tái)不常上人操作也可設(shè)置直梯。轉(zhuǎn)向鋼梯因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般較少采用。鋼梯寬度一般采用600 ～700 mm，特殊條件下也可加寬至 900～1 200 mm。傾斜通常為 45 °～60 °。有空間時(shí)宜采用較小傾角。對(duì)于有防滑要求的鋼梯還應(yīng)采用防滑踏步。

5 結(jié)語(yǔ)

鋼平臺(tái)在醫(yī)藥潔凈車(chē)間內(nèi)應(yīng)用廣泛，在結(jié)構(gòu)工程量中占有一定的比重。因此，鋼平臺(tái)的合理設(shè)計(jì)顯得尤為重要。其設(shè)計(jì)除應(yīng)滿(mǎn)足工藝要求外，還應(yīng)注意結(jié)構(gòu)布置、選型及用材等技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性。通過(guò)對(duì)潔凈廠(chǎng)房鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)的論述，使大家對(duì)這類(lèi)鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程及注意事項(xiàng)有更多的認(rèn)識(shí)，為類(lèi)似工程鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供參考。

[1]GB50009-2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50017-2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50457-2008,醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）[M].冶金工業(yè)出版社.

[5]工業(yè)建筑雙向板樓面等效均布活荷載的確定方法.