防微振设计是电子高端制造厂房结构设计重要内容，微振控制等级是结构设计必须达到的重要指标。电子工业生产厂房中，精密设备受到的各种振动影响，一部分来自于外部，包括道路、铁路交通振动、周边其他工业生产振动、厂区内动力设施振动等，另一部分来自设备所在厂房内，比如厂房内的空调洁净系统、生产所用气体液体的传输系统，以及其他工艺设备甚至是设备自身产生的振动，外部和内部的振动会直接或间接通过基础和主体传至设备，当外界的振动超过了允许振动值时，就会影响加工产品的光洁度、波纹度、垂直度、尺寸精度等等，即使已是振动幅值较低、人体无法感知的的环境振动，也会干扰振动敏感的精密设备和仪器的正常工作。集成电路、显示器、封装测试等电子厂房都有较严格的微振动控制要求，以保证精密设备和仪器能在各种复杂的振动环境下正常工作。这类厂房的结构设计，需要建立一个结构的防微振体系，将设备或仪器所处环境振动影响控制在精密设备或仪器容许振动值范围内。

1、防微振设计

防微振设计是一个系统的复杂的过程，是多学科的交叉。结构设计需要建立防微振体系，一方面，从场地、基础、主体、微振基台等多方面采取综合措施，使其成果达到防微振的等级要求，实现工艺生产的功能。另一方面，防微振体系是多方面的措施，对工程造价影响很大，结构设计所采取的措施应注意合理经济，避免盲目增大投资。

1.1场地选择

建筑结构的防微振综合措施是从场地选择和总平面布置就开始建立。在项目前期选址阶段应对场地环境振动进行调查，鉴于高端技术设备对振动的敏感，选址应远离交通振源及海岸边，包括公路、铁路、机场；调查周边企业生产的设备振动情况，如是否有机械、纺织等大型振动设备的工厂；地质条件也是影响防微振工程造价的重要因素，地质条件较坚硬或基岩较浅的场地有利于防微振控制并减少防微振的投资。选址时，建议对备选场址进行专门的微振素地测量，搜集到所有震源资料和震源数据，根据微振要求和震源数据，提出可能的防微振方案或提出放弃本场地的理由，对厂房的基础形式、结构形式等进行预估，选择有利于防微振及其工程造价的场址。厂区的总平面布置，应尽量将生产厂房置于厂区场地的中央，并与厂区的动力厂房留有足够的距离；厂房建筑的平面布局中生产线布置在厂房的中间核心区，空调、水、电等用房布置于两侧支持区。如图1～图3实际工程所示，核心生厂区均布置于厂房的中间。

1.2地基与基础

防微振建筑的基础措施，常利用建筑的柱下基础结合地坪的处理,构造一个整体厚板。上述3个项目的基础措施相似,以某第8.6代薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD)项目为例,阐述这种防微振建筑基础的做法。

根据地勘报告，该场地土层依次为人工填土一粉质黏土一卵石一全风化泥岩一强风化泥岩（砂岩)一中风化泥岩（或砂岩），根据上部荷载计算，建筑柱下采用桩基，以中风化砂质泥岩(或中风化泥质砂岩)为持力层，中风化基岩坚硬、沉降小,是建筑及微振控制有效的持力层。地勘揭示该厂房位于半填半挖区，场地大部分区域素填土较厚，为6~10m，局部达到12m以上。上层填土为新近填土，未完成自重固结。工程前期,结构设计在填方区对素填土采用了强夯处理，强夯处理根据现场实际情况，强夯影响深度约6~9m。

净化厂房的地坪对沉降和裂缝控制较为严格，在这样的填土厚的场地一般应采用结构地坪，结合防微振措施，将生产区的地坪与柱下桩承台连成一个整体的桩筏厚板，厚板的顶面即为建筑的±0.00平面，板厚500mm，地坪下设置地坪桩，作为结构地坪承载，同时也加大地基基础的刚度，这种较厚的大体积钢筋混凝土底板质量大、刚度大，桩筏基础和地基土紧密接触，具有良好的阻尼值，能明显减弱外界传来的振动。筏板施工后，应在筏板上进行一次微振测量，测试在周边环境振动下，确保底板处已达到设计微振动指标，或根据测试结果加固基础及调整上部结构的方案。

1.3上部结构

上部结构的防微振措施根据厂房的工艺布局及微振等级而不同，防微振的范围、设备所在楼层、净化等级及净化方案均形成结构防微振的不同措施，及结构防微振体系的不同方案。

2、独立的防微振平台：以某探测器工房项目为例

该探测器工房核心生产区以结构缝与厂房其他部分分割开，为一独立的结构单元，该结构单元为大跨度单层钢筋混凝土排架结构，跨度为（23+23.7+23）m。屋面采用钢桁架。其生产楼层为一层（楼层标高即为±0.00），生产层下设技术夹层，技术夹层下挖至-1.8m，即生产区下夹地下技术夹层。其中光刻区、在线测试区、CTZ区需进行微振动控制，控制等级最高为VC-C,其余生产区域无微振控制要求,故上部结构采取了局部设置防微振平台的措施，设置与生产区平台分离的独立的防微振平台。基础厚板上，整个生产区以结构设计钢结构平台架立一层的生产层。一层生产平台在防微振平台处与防微振平台以结构缝分开，隔离生产层设备或人员等的振动。生产层平台板为成品钢平台板，防微振平台楼板采用250mm厚钢筋混凝土板（图4）。

本项目上部结构的防微振措施，采取了隔与防相结合，防微振平台与周围生产平台设缝，隔离周围楼层的振动，独立构建密柱网及斜撑组成的钢平台，同时楼层浇筑250mm厚钢筋混凝土板，加大质量和刚度。该厂房已投人生产5~6年，防微振测试满足要求，采用该方案经济合理。

3、高等级净化厂房楼层的防微振措施

高端电子产品，如芯片、面板的生产层一般面积很大，如本文所述某第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件（TFT-LCD)项目，主厂房核心生产区达到了每层10万平米，高等级的净化要求，需要流程短的气流组织，生产层与下技术夹层需采用垂直直流层型的气流组织，为了保证这种大面积生产区域的洁净度，需要在生产层及其下夹层建立垂直的气流通道，故生产层楼板须留有大量的孔洞，使洁净室的气流通过该回风孔。另外，厂房生产层荷载一般较大，均在10～15kN/m²,局部可能30~40kN/m²，这样，生产层楼板不但要承载生产层的设备与生产荷载，而且还需有满布的回风孔洞以满足洁净室的气流通过，实现暖通净化的要求，由于楼层防微振的要求，楼盖还需要具有足够的刚度，实现较高的微振等级。为此，结构采用的是特殊的楼层带空洞的厚板体系：华夫板或格子梁（图5、图6）。

3.1格子梁实例：某OLED微显示器件生产线项目

该项目生产厂房为钢筋混凝土框架结构，跨度主要为9.6m，两层，层高为6+12m，是年产100万片0OLED生产线，其产品性能高于国外，是高净化等级高防微振等级的生产厂房。生产楼层位于2层，1层为技术下夹层。楼层防微振要求局部达到VC-C。

由于生产工艺，本厂房框架柱网为9.6m×12m,生产所需的9.6m、12.0m的框架柱距,不能满足楼层防微振的要求，需在生产层楼板下增设防微振柱,结构设计在生产区1层的框架柱间增设防微振小柱，柱网主要为4.8m×6.0m，微振小柱为500mm×500mm；楼层防微振设计结合净化回风要求采用格子梁+高架地板，楼层采用双向密肋梁，在格子梁上铺设@600mm的钢梁，钢梁采用HW200x200的H型钢，@600mm是其上铺设成品高架地板的需要，钢梁上架设成品高架地板。在防微振等级要求高的设备和生产线外的区域,格子梁的间距基本为2.4m,在微振等级为VC-C的设备及其生产区域,加密梁间距,结合柱网尺寸，间距为1.2m、1.4m、1.6m。框架梁500mm×800mm、格子梁400mm×800mm。整个生产区由较大梁截面的密肋梁体系构成强大的楼层刚度，保证防微振等级的要求（图7、图8）。

3.2华夫板实例：某第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)项目

本项目是国家解决“少屏”问题，打造千亿级信息产业链的重点项目。该项目规模大，厂房建筑单体建筑面积约60万m²,生产区单层的面积达到10万m²,净化等级和防微振等级高，工艺生产层为2层和4层，防微振楼层高。生产层2、4层的防微振控制等级为VC-C。

由于生产设备和工艺布局的需要，生产楼层框架双向柱距均较大，为双向16.2m或17.4m，这样的大柱网无法满足楼层的防微振要求，本厂房在生产楼层下的技术夹层1层、3层设置防微振柱，在框架柱网间，均匀布置防微振小柱，柱网尺寸为5.4m或5.8m。柱截面为600mm×600mm。楼板采用华夫板，厚度750mm。华夫板采用专用膜壳，施工时，在洞间绑扎洞间梁钢筋，形成洞间钢筋混凝土密肋梁。施工后华夫板膜壳不拆除，固附于楼板混凝土面，不需再施做净化厂房的环氧树脂饰面（图9~图11）。

3.3华夫板和格子梁体系的对比

华夫板和格子梁+高架地板体系都很好地实现了工业厂房高净化等级和高防微振等级的要求，华夫板上可直接涂刷建筑环氧面层作为工作面（图12～图13）。

用上述2个实际工程各取一个框架柱柱网间的实际设计构件，计算一个柱网的楼盖体系配筋量与混凝土量，折算成每1m²的材料用量,如表1所示。

由上可见，华夫板楼板体系每1m²工程量略大于格子梁楼板体系，结构造价上略高于格子梁体系。但华夫板可直接作为生产层楼板，格子梁上仍需架设成品洁净室防静电通风高架地板，该类高架地板以1500型计，工程造价约每平方米1250元，如考虑其上的高架地板费用同时也考虑每个实际工程格子梁加密范围的大小，总体造价格子梁楼板体系仍较大地高于华夫板体系。工程中，如遇上述某TFT-LCD项目这样生产区单层面积达到10万m²，2个生产层即20万m²的大型厂房时，生产区楼面面积大，总造价影响大，应谨慎比对，否则工程总造价会相差上亿元。

尽管在经济对比上，华夫板有较大的优势，但由于芯片、面板等电子高端制造类的净化厂房，对楼面的平整度及裂缝都有严格的要求,华夫板和格子梁上直接做环氧地坪，平整度要求达到2m靠尺2mm，由于格子梁上设高架地板，可由高架地板二次调节，工作面平整度高，故采用华夫板时，则必须严谨管控土建施工，华夫板浇筑施工也必须采取高精度的措施，否则难以达到平整度的要求。另外，由于格子梁上架设高架地板的高度，格子梁体系中的二次配管较华夫板更易于隐蔽，华夫板体系的则全部配置于下技术夹层。

4、结束语

结构的防微振体系是结构防微振措施的总和,根据不同的场地、环境、建筑单体形式、建筑功能布置、工艺布局、工艺微振等级要求等因素,从选址,地基、基础、上部结构、隔与防各方面综合建立,在结构设计保证结构安全的同时,达到生产工艺的防微振要求,其各方面的措施贯穿于结构设计全过程中,并需在施工和安装过程中不断的测试和修正,形成复杂的综合措施;且,防微振作为高端制造电子厂房的工艺首要要求,防微振的设计对土建造价影响极大,结构的防微振设计应结合实际,因地制宜,谨慎比对,选择合理的结构防微振设计方案,作到结构安全、技术先进、运行可靠,从而经济合理、节省造价。