某大型TFT液晶面板廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要：國(guó)內(nèi)正在迎來一個(gè)液晶面板廠建設(shè)的高潮時(shí)期。文章以華星光電第8.5代TFT-LCD液晶顯示器件項(xiàng)目中的陣列彩膜廠設(shè)計(jì)為例，概括性地介紹TFT液晶面板廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些特點(diǎn)，為今后類似廠房的設(shè)計(jì)提供一些建議。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；液晶面板廠；華夫板；防微振；鋼屋蓋

中圖分類號(hào)：TU821 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）17-0013-03

TFT-LCD液晶顯示技術(shù)發(fā)源于日本，成熟于韓國(guó)和臺(tái)灣。近幾年隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的與日俱增以及國(guó)內(nèi)彩電企業(yè)實(shí)力增強(qiáng)，TFT-LCD液晶顯示技術(shù)開始被引進(jìn)國(guó)門。2006年國(guó)務(wù)院公布《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將高清晰度大屏幕平板顯示器件作為“2006年至2020年信息產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展綱要”重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。從國(guó)家政策及市場(chǎng)需求兩個(gè)層面來看，國(guó)內(nèi)正在迎來一個(gè)液晶面板廠建設(shè)的高潮時(shí)期。本文通過介紹作者自身參與設(shè)計(jì)的一個(gè)液晶面板廠項(xiàng)目，簡(jiǎn)要地向大家展示液晶面板廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些特點(diǎn)。

1 項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目一期建筑面積約65萬m2，其中的主要建筑01號(hào)建筑（陣列彩膜廠房）面積約39萬m2，單層潔凈面積約7.8萬平方米；02號(hào)建筑（成盒廠房）面積約17萬m2，單層潔凈廠房面積約4.5萬m2。陣列彩膜廠房為國(guó)內(nèi)同類項(xiàng)目中規(guī)模、體量最大的廠房。

2 陣列彩膜廠介紹

陣列彩膜廠房的剖面圖如圖1所示，左右兩側(cè)由防震縫分隔開的部分為支持區(qū)，均為多層混凝土框架。中間D軸～R軸之間的部分為生產(chǎn)區(qū)。生產(chǎn)區(qū)中1～2層為彩膜潔凈生產(chǎn)車間，3～4層為陣列潔凈生產(chǎn)車間。廠房縱向柱距為10.8m，橫向柱距為18m。4層由于工藝上的要求橫向柱距增大到36m。屋蓋采用多跨鋼桁架的形式以滿足36m的柱距要求?？紤]到彩膜生產(chǎn)車間及陣列生產(chǎn)車間的防微振要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在其下夾層中橫向每隔4.5m縱向每隔5.4m設(shè)一根梁上柱。同時(shí)根據(jù)兩個(gè)車間防微振級(jí)別的不同，將彩膜生產(chǎn)車間（防微振級(jí)別VC-C）的樓板厚度設(shè)為750mm厚，陣列生產(chǎn)車間（防微振級(jí)別VC-B）的樓板厚度設(shè)為650mm厚。建成后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，此結(jié)構(gòu)布置均滿足各車間的防微振需求。

3 整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)

此廠房體量龐大，生產(chǎn)區(qū)作為一個(gè)整體，考慮到潔凈及防微振的要求，整個(gè)生產(chǎn)區(qū)210m×379m的范圍內(nèi)未設(shè)置一道伸縮縫。生產(chǎn)區(qū)作為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算單元，其桿件及節(jié)點(diǎn)容量已超出PKPM所能承受的范圍。因此，采用midas building作為整體計(jì)算的軟件。模型與實(shí)際情況基本相符，包括鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的所有桿件，均按實(shí)際情況輸入，但未考慮華夫板開洞對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。由于二層和三層之間有大量梁上柱的存在，在采取縮小三層柱截面的措施后，本層側(cè)向剛度與相鄰上層側(cè)向剛度控制在0.62，屬于一項(xiàng)不規(guī)則。按抗規(guī)3.4.4進(jìn)行調(diào)整和復(fù)合，并采取了加強(qiáng)加密柱箍筋的構(gòu)造措施。

圖1 陣列彩膜廠剖面圖

生產(chǎn)區(qū)廠房屬于超長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)形式，379m未設(shè)一道伸縮縫，樓板收縮開裂的風(fēng)險(xiǎn)很大。設(shè)計(jì)中按規(guī)范每隔40m左右設(shè)置一道后澆帶，并在后澆帶部位的混凝土中添加12%的膨脹劑，其余部分混凝土添加8%的膨脹劑。樓板澆筑成型后未見大面積開裂現(xiàn)象，說明此方案在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)形式中是可行的。

4 華夫板設(shè)計(jì)

華夫板是根據(jù)潔凈廠房潔凈要求應(yīng)運(yùn)而生的一種結(jié)構(gòu)樓板形式，其主要特點(diǎn)就是樓板中規(guī)則密布了大小一致的圓洞，如圖2所示。潔凈室的潔凈等級(jí)跟氣流的組織及流程有關(guān)系，流程越短，空氣的潔凈等級(jí)越高。華夫板這些密布的圓洞就是為了讓安裝在生產(chǎn)車間天花板上的FFU出來的潔凈空氣垂直向下流過生產(chǎn)車間，保證氣流在車間內(nèi)的流程最短。

從圖2可以看出，華夫板在結(jié)構(gòu)上其實(shí)就是所謂的密肋梁結(jié)構(gòu)，密肋梁的高度實(shí)際上就是華夫板的厚度，密肋梁的寬度則根據(jù)兩排洞口之間的凈距離決定。根據(jù)不同防微振機(jī)臺(tái)的重量，華夫板需要承受10～30kN/m2的荷載，經(jīng)過計(jì)算后，密肋梁配筋如圖3所示。

圖2 華夫板結(jié)構(gòu)

圖3 密肋梁配筋

5 鋼屋蓋特點(diǎn)

鋼屋蓋橫向采用多跨鋼桁架的結(jié)構(gòu)形式，桁架主跨度為36m，桁架所有弦材、斜豎桿件的翼板、腹板的連接皆為全滲透開槽電焊。桁架的上下弦桿及腹桿均采用H型鋼。

圖4 桁架下弦結(jié)構(gòu)布置圖

桁架下弦平面采用交叉支撐滿布的結(jié)構(gòu)布置形式來保證下弦平面的平面外剛度，如圖4所示。在桁架和柱子交接的部位，節(jié)點(diǎn)板與桁架下弦下翼緣采用焊接連接，下弦支撐與節(jié)點(diǎn)板之間采用螺栓連接，如圖5所示。在下弦次梁相交處，除主次梁貫通外，次次梁及支撐均斷開，次次梁通過螺栓連接于主次梁的下翼緣，節(jié)點(diǎn)板采用角焊縫焊接于主次梁下翼緣處，支撐通過螺栓與節(jié)點(diǎn)板相連，以保證水平力的連續(xù)傳遞。如圖6所示。

屋面板采用混凝土組合樓板的形式，組合樓板中的鋼承板結(jié)構(gòu)布置如圖7所示，鋼承板盡可能延伸至雙跨或雙跨以上連續(xù)跨，以減少施工階段的樓板變形。

由于屋面板采用的是混凝土組合樓板的形式，桁架上弦平面的平面外剛度已經(jīng)足以保證，因此，桁架上弦平面采用主次梁的形式，如圖8所示，未另行布置支撐。

可見，此建筑的鋼屋蓋是典型的多跨桁架加組合樓板的結(jié)構(gòu)形式。

圖5 節(jié)點(diǎn)G詳圖

圖6 節(jié)點(diǎn)A詳圖

圖7 鋼承板縱向?qū)臃绞?/p>

圖8 桁架上弦平面結(jié)構(gòu)布置

6 結(jié)語

工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了考慮建筑本身的需求外，與民用建筑的最大區(qū)別就在于其與工藝需求緊密結(jié)合。本廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范的要求同時(shí)，還考慮了防微振機(jī)臺(tái)對(duì)防微振的要求，并采用特殊的華夫板結(jié)構(gòu)形式，滿足了潔凈室對(duì)潔凈度的要求。采用的鋼桁架的屋面結(jié)構(gòu)形式也是出于陣列生產(chǎn)車間對(duì)大空間作業(yè)的需求。本文對(duì)這種大型面板廠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了歸納總結(jié)，希望對(duì)今后類似廠房的設(shè)計(jì)能起到一定借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝彥波，李杰.無高架地板的“洞洞板”系統(tǒng)在大面積高潔凈等級(jí)廠房中的應(yīng)用[J].潔凈空調(diào)與技術(shù)，2012，（4）.

作者簡(jiǎn)介：鄧宇強(qiáng)（1983—），男，深圳奧意建筑工程設(shè)計(jì)有限公司工程師，碩士，研究方向：高新科技建筑結(jié)構(gòu)。