浅谈汽车类生产厂房的结构设计

案例分析

浅谈汽车类生产厂房的结构设计

姜程巍　艾磊　刘恒亮

（中国汽车工业工程公司，天津300113；）

摘要：随着汽车行业的不断发展，汽车类生产厂房不断增多，简要介绍汽车四大工艺车间的结构形式和设计要点。关键词：结构形式；设计要点中图分类号：TU318文献标志码：A 文章编号：1674—3024（2014）2—43—02

引言

随着人民生活水平的不断提高，汽车逐渐进入普通家庭，据国家统计局统计中国已经成为世界最大的汽车生产国和第一大新车市场，汽车保有量近年来也迅速扩大，汽车行业的发展在中国可谓突飞猛进，许多国外知名汽车商与中国企业合作，建立汽车生产基地，给汽车行业及相关产业带来了很大机遇。

在汽车制造业中，冲压、焊装、涂装、总装合为四大核心技术（即四大工艺），根据四大工艺，汽车厂房也分为四大车间，即冲压车间、焊装车间、涂装车间和总装车间，也有一些企业根据工艺需要将几个车间联合起来形成联合厂房。除了上述车间外一个完整的汽车厂还包括检测车间，配送中心和各类辅助站房等，各个车间根据工艺的不同有其各自的结构形式和特点，下面就四大车间的结构设计进行说明。

1冲压车间

冲压车间主要是完成从板料到冲压件的加工过程，为焊装车间提供合格的冲压件。冲压车间结构形式一般为单层钢结构厂房，屋面钢梁、钢柱采用实腹式焊接H 型钢，外墙及屋面为彩板+檩条结构，由于需要搬运冲压模具和板件，冲压车间一般配有1~2台中级桥式吊车（50/20t），屋架下弦标高15m~20m，柱距6m~9m，单跨跨度24m~36m，车间的总长度及跨数由工艺确定。结构设计要点：（1）厂房结构的计算及构造均按《钢结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》进行设计。（2）荷载：风荷载、雪荷载按《建筑结构荷载规范》取值，屋面恒荷载（双层彩板加檩条）为0.3kN/m2，活荷载为0.5kN/m2（考虑0.2kN/m2的公用荷载）与雪荷载的较大值，工艺吊挂荷载由工艺专业提供。（3）基础形式根据地质情况而定，钢柱一般采用插入式柱脚。注意事项：（1）冲压车间有大量压力机设备基础，压机基础底标高一般为-6m~-7m，当压机基础靠近厂房基础时，厂房基础应根据土体的放坡角度降低基础底标高。（2）仔细核对吊车样本，根据吊车样本设置合理的插入距，避免吊车无法运行。（3）厂房钢柱可采用变截面柱，吊车梁以上柱截面可变小。多跨厂房中柱上端与梁连接可采用铰接形式，如果屋面梁挠度过大可改为刚接进行调整。（4）屋面钢梁没有工艺吊点时，可将屋面钢梁按《门式刚架轻型房屋钢结构规程》进行设计，减少用钢量，减少造价。

2焊装车间

焊装车间主要是完成汽车构件的焊接工作，车间结构

2014年第2期　上半刊形式一般为单层钢结构厂房，屋面钢梁、钢柱采用实腹式

焊接H 型钢，外墙及屋面为彩板+檩条结构，屋架下弦标高8m~10m，柱距6m~12m，单跨跨度24m~36m，一般没有吊车，车间的总长度及跨数由工艺确定。结构设计要点：构规程》进行设计。（2）荷载：风荷载、雪荷载按《建筑结构荷载规范》取值，风荷载体形系数按《门式刚架轻型房屋钢结构规程》取值，屋面恒荷载（双层彩板加檩条）为0.3kN/m2，活荷载为0.5kN/m2（考虑0.2kN/m2的公用荷载）与雪荷载的较大值，工艺吊挂荷载由工艺专业提供。（3）基础形式根据地质情况而定，钢柱一般采用插入式柱脚。注意事项：焊接车间一般下弦比较底，没有吊车，属于轻钢结构，一般可按《门式刚架轻型房屋钢结构规程》进行

设计，结构工程造价是四大车间中最低的。

3涂装车间

涂装车间，涂装工艺过程比较复杂，技术要求比较高。主要有以下工序：漆前预处理和底漆、喷漆工艺、烘干工艺等，整个过程需要大量的化学试剂处理和精细的工艺参数控制，对油漆材料以及各项加工设备的要求都很高，因此涂装工艺一般都是各公司的技术秘密。涂装车间工艺复杂，工程造价也是比较高，一般涂装车间为三层，一层、二层为涂装设备线，三层为通风机房，一层柱网为6m×10m，二层抽柱柱网为6m×20m，一二层楼板活荷载为300~500kg/m2，由于荷载大，层数多，目前结构形式比较合理，经济性好的是混凝土结构和钢结构相结合体系，即一二层为混凝土框架结构，局部三层为门式刚架结构，由于二层抽柱跨度大，屋面采用钢梁结构更加经济。结构设计要点：（1）厂房结构的计算《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》进行设计，三层通风机房按《门式刚架轻型房屋钢结构规程》进行设计。（2）荷载：风荷载、雪

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（1）厂房结构的计算及构造均按《门式刚架轻型房屋钢结

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荷载按《建筑结构荷载规范》取值，屋面恒荷载（双层彩板及檩条）为0.3kN/m2，活荷载为0.5kN/m2与雪荷载的较大值，工艺吊挂荷载及楼板活荷载由工艺专业提供。（3）注意事项：a. 前处理区域由于工艺设备要求，局部取消楼板，洞口较大按平面不规则采取措施。b.厂房墙体及楼板根据工艺要求预留工艺洞口，待设备安装后再行封闭。c.三层

通风机房采用门式刚架，施工速度快节约工期。

筑结构荷载规范》取值，风荷载体形系数按《门式刚架轻型房屋钢结构规程》取值，屋面恒荷载（双层彩板加檩条）为0.3kN/m2，活荷载为0.5kN/m2（考虑0.2kN/m2的公用荷载）与雪荷载的较大值，工艺吊挂荷载由工艺专业提供。（3）基础形式根据地质情况而定，钢柱一般采用插入式柱脚。注意事项：当跨度超过36米时，结构不宜按轻钢结构设计，应按《钢结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》进行设计。总装车间根据工艺要求有时候柱网要求24m×24m或

30m×30m，这时应采用网架结构或主次桁架结构。

5结语

4总装车间

总装车间，总装工艺是将车身、发动机、变速器、仪表板、车灯、车门等构成整辆车的各零件装配起来生 产出整车的过程。总装车间建筑面积是四大车间中最大的，其结构形式车间结构形式一般为单层钢结构厂房，屋面钢梁、钢柱采用实腹式焊接H 型钢，外墙及屋面为彩板+檩条结构，屋架下弦标高10m~15m，柱距6m~12m，单跨跨度24m~40m，一般没有吊车，车间的总长度及跨数由工艺确定。结构设计要点：（1）厂房结构的计算及构造均按《门式刚架轻型房屋钢结构规程》进行设计。（2）荷载：风荷载、雪荷载按《建

车间的结构形式并不是一成不变的，车间是为工艺服

务的，工艺不同则车间的结构形式也不同。现在为了工艺布局更加灵活，车间柱网的间距越来越多，这需要我 们结构设计人员不断改进结构体系，采用更经济更合理的结构形式来满足要求。

参考资料：

[1]GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S][2]GB 50009-2012建筑结构荷载规范[S][3]GB 50017-2003钢结构设计规范[S][4]CECS 102：2002门式刚架轻型房屋钢结构规程[S]

（上接126页）

择表面振捣器，对振捣器面积尺寸较小而有一定垂直深度的构件或厚大结构的混凝土应选择插入式振捣器。插入式振动器的振动方法有2种，一种是垂直振捣，即振动棒与混凝土表面垂直；另一种是斜向振捣，在混凝土的振捣过程中，振捣器的选择是关键，如果不能正确选择振捣器，将会危害混凝土的强度，降低混凝土的载荷能力。基于这一考虑，在混凝土振捣时，应根据混凝土的设计厚度合理选择振捣器。选择完振捣器之后，应在振捣过程中，按照振捣要求，保证振捣均匀，提高振捣的整体质量，满足混凝土质量要求。从混凝土施工实际来看，振捣工序是保证混凝土密实度的重要工序，做好捣实工作，提高捣实质量对混凝土施工具有重要的现实意义。从混凝土施工实际来看，混凝土的捣实需要对混凝土设计厚度进行全面了解，并根据设计厚度选择振捣器，提高振捣质量。因此，在混凝土振捣过程中，应注意振捣施工要点，满足混凝土施工要求，提升混凝土振捣水平，满足混凝土载荷要求。

应在结构之间预留缝隙，但是要保证预留缝隙的宽度满足实际需要。对于混凝土结构内部和表面的裂缝，应通过严格控制混凝土配合比，做好混凝土捣实工作来消除，提高混凝土施工的整体质量和混凝土结构的强度，达到促进混凝土施工的目的。为此，在建筑工程中，应做好混凝土施工缝隙的预留和处理，使混凝土缝隙能够满足实际需要。

6 结语

通过本文的分析可知，在建筑工程中，混凝土施工以其独有的优点得到了广泛的应用，在混凝土施工中，要想提高混凝土的施工质量，就要从施工准备、搅拌和浇筑工序、捣实工序、缝隙的预留和处理等几个方面入手，保证混凝土施工的有效进行。

参考文献：

[1]刘琛，刘启兵. 土木工程建筑混凝土的施工温度应力分析及养护[J].科学之友，2011（06）

[2]张功，李留记. 建筑工程混凝土施工技术探讨[J].华章，2012（22）

[3]金俊华. 建筑工程混凝土施工研究[J].建筑，2011（23）

[4]王晋. 浅议土木工程混凝土施工技术的应用[J].商品混凝土，2012（08）

[5]赵武. 高层建筑工程施工技术探讨[J].黑龙江科技信息，2010（30）

[6]陈晓彬. 混凝土工程施工技术探讨[J].企业家天地（理论版），2011（06）

2014年第2期　上半刊

5 建筑工程混凝土施工缝隙的预留和处理

如果遇到一些特殊情况如技术或施工组织上的原因，

不能对混凝土结构一次连续浇筑完毕，而必须停歇较长的时间，其停歇时间已超过混凝土的初凝时间，致使混凝土已初凝；当继续浇混凝土时，形成了接缝，即为施工缝。混凝土在施工过程中，缝隙分为两种形式，一种为混凝土结构之间的自然缝隙，一种是混凝土内部及表面出现的裂缝。这两种缝隙都是可以通过优化施工流程来缩小和减少的。对于混凝土结构之间的缝隙，出于结构热胀冷缩的需要，

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