淺談鋼結構工業廠房設計

王昱

黑龍江省林業設計研究院

淺談鋼結構工業廠房設計

王昱

黑龍江省林業設計研究院

工業企業在經濟發展的過程中，工業廠房建設有著十分重要的意義。而且隨著社會的發展，人們對廠房建設的要求也越來越高，不僅要求其廠房結構具有極強的靈便性和抗震能力，還要有著一定節能環保功能。因此目前，我國在對工業廠房設計的過程中，都是采用鋼結構材料作為工業廠房的主要結構，本文通過對鋼結構工業廠房的優越性進行簡要的介紹，討論鋼結構廠房設計的特點和基本要求，以供相關人士參考。

鋼結構；工業廠房；設計

目前，在我國建筑行業發展的過程中，鋼結構材料應用得十分的廣泛，這不僅可以有效的提高建筑結構各方面的使用性能，還有利于建筑結構的美觀設計。而在工業廠房設計施工的過程中，人們也將其鋼結構材料應用到其中，并且將鋼結構材料作為主要的建筑承重結構。這樣不僅有效的提高了工業廠房結構的穩定性和可靠性，還加快了鋼材施工的進度。下面我們就對鋼結構工業廠房設計的相關要點進行簡要的介紹。

一、鋼結構工業廠房的優越性

目前，在我國工程廠房設計施工的過程中，人們主要是將鋼結構材料作為其主要的施工材料，其優點主要體現在以下幾個方面：

1、在工業廠房現場施工的過程中，由于鋼結構材料可以進行工業化的批量生產，而且采用的機械設備在施工的過程中在工程施工中可以進行現場拼裝。因此這就大幅度的縮短了工程施工的工期，降低了工程投資成本。

2、將鋼結構材料和混凝土結構材料相比，鋼結構材料有著質量輕，強度高等方面的特點，因此在實際應用的過程中，不僅可以大幅度的降低建筑結構在使用中所產生的荷載，還有效的提高了廠房結構的穩定性和可靠性。而且鋼結構在使用時也有著較強的耐腐蝕性能，這也使得工業廠房結構在使用是不會受到外界環境因素的影響，其結構的穩定性和耐久性出現問題。

3、鋼結構材料在使用的過程中強度比較高，投資成本也比較的，而且還可以多次的回收利用，這就使得鋼結構工業有著良好的環保節能功能，為我國社會經濟的可持續發展打下了扎實的基礎。

二、鋼結構廠房設計特點

目前，我們鋼結構廠房建設施工的過程中，所采用的鋼結構構件主要是由鋼板和熱扎、冷彎連接的鋼結構承重構件。其廠房設計形式屬于門式鋼架輕鋼結構體系。目前，這種施工工藝我國廠房工程建設施工中也已經比較成熟，它不僅良好的靈活性，可以根據用戶的意志來對其鋼結構廠房設計體系進行適當的改進，而且還具有極強的承載能力，施工人員可以采用輕型H型鋼，來對鋼結構工業廠房的穩定性和可靠性進行有效的提高。近年來，我們已經將鋼結構廠房廣泛的應用在工業廠房、車間、倉庫等廠房結構的建設施工當中。

根據相關的數據分析，鋼結構廠房設計的特點主要表現在以下幾個方面：自重輕、強度高，可以適應于跨度大、空間較大的廠房設計當中；而且隨著科學技術的不斷發展，人們也將許多先進的建筑設計方法應用在鋼結構廠房結構設計施工當中，這就使其廠房結構的抗震性能和剛性得到明顯的提高。而且鋼結構材料在實際應用的過程中，我們可以采用多次重復的回收利用，這樣不但節約了工程施工的成本，還有著良好的節能環保作用。

三、工業廠房結構設計的基本要求

多層廠房因為工藝布置的要求，一般都需要大空間，結構通常采用框架結構，在層數較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結構。結構布置的原則是：盡量使柱網對稱均勻布置，使房屋的剛度中心與質量中心相近，以減小房屋的空間扭轉作用，結構體系要求簡捷、規則、傳力明確。避免出現應力集中和變形突變的凹角和收縮，以及豎向變化過多的外挑和內收，力求沿豎向的剛度不突變或少突變。

1、地震區的廠房宜少設或不設防震縫

地震區房屋的伸縮縫是合一的，當房屋較長時，宜采取下列一些構造措施和施工措施以少設伸縮縫及防震縫；施工中，每隔40m設置一道800mm一個1400mm寬的后澆帶，后澆帶的位置設在結構受力影響最小的區段；在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內縱墻端開間的墻體等部位，適當提高配筋率；加厚屋面隔熱保溫層或設置架空層形成通風屋面。

2、合理布置電梯間的位置

多層廠房由于設備、貨物很重，豎向運輸的需要，均要設置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大，應充分考慮電梯井筒對建筑物的偏心影響，在結構布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。

四、鋼結構廠房設計應注意的重要方面

1、鋼結構廠房圖紙設計的重要性

圖紙是工程施工的依據，在鋼結構廠房的設計期間，要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，爭取在施工之前解決問題，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。

2、對鋼結構廠房支撐系統的設計原則

為了保證鋼結構廠房的空間工作，提高其整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止桿件產生過大的變形，避免壓桿失穩，以及保證結構的整體穩定性，應根據廠房結構的形式，車間吊車的設置，振動設備以及廠房的跨度、高度，溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統，并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協調。

3、鋼結構廠房耐熱能力設計的重要性

鋼結構工業廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現藍脆現象；當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象；當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結構塌落。

4、鋼結構廠房抗震性設計的重點

在對鋼結構廠房做抗震設計時應注意：首先，在廠房建設前要充分考慮加強其結構的抗震性，以應對復雜多變的地質變化，雖然鋼材在重力剛性等條件上有抗震的優勢，但是在總體布置方面也要力求安全最大化，要求廠房結構的質量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，使其受到外力作用時，可以將作用力均勻抵消，這樣就不會加劇作用里在剛性弱的地方聚積，給安全造成威脅，同時還要多采用鋼架和橫向結構，利用鋼結構的受力性來減少橫向結構變形。

其次，在建設過程中要充分考慮杠桿失穩的問題，鋼結構在強度上可以充分滿足建設需要，所以要在支撐系統上多做文章，提高廠房結構整體穩定性，對鋼結構廠房尤為重要。

最后，在地震作用下，存在著低周疲勞作用，設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計，應保證節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服，應使結構構件能進入塑性工作，充分吸收地震能量發揮其抗震能力。

五、結束語

由此可見，在鋼結構工業廠房設計的過程中，我們不僅要對鋼結構廠房強度、抗震性能、耐久性等方面性能進行嚴格的要求，還要充分的體現出鋼結構廠房的環保性能，從而有效的提高工業廠房結構的穩定性和可靠性。

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