淺談廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題

柳曉宇

身份證號：370686198906040416

淺談廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題

柳曉宇

身份證號：370686198906040416

隨著我國經(jīng)濟(jì)體制從計劃經(jīng)濟(jì)向著市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化進(jìn)程加快，現(xiàn)代各種民營工廠遍布我國各地。這就要求在各地進(jìn)行廠房建設(shè)工作，廠房建設(shè)最重要的部分是廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計部分，鑒于此，本文就廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計；常見問題；應(yīng)對方法

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及鋼材自身的諸多優(yōu)點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域已經(jīng)成為了一種重要的結(jié)構(gòu)形式。無論是在工業(yè)建筑還是民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)以其承載力高、施工周期短、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)引領(lǐng)著建筑行業(yè)。有優(yōu)點(diǎn)就有缺點(diǎn)，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的防火性能、抗腐蝕性能就有待提高，因此在技術(shù)控制上需多加留心。鋼結(jié)構(gòu)越來越多的運(yùn)用在工業(yè)廠房建筑中，隨之帶來的問題也越來越多，因此對鋼結(jié)構(gòu)廠房問題的探討顯得尤為重要

1、設(shè)計原則及結(jié)構(gòu)布置

廠房鋼結(jié)構(gòu)平臺的結(jié)構(gòu)布置主要是由工藝設(shè)備配置所決定的，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，既能滿足工藝技術(shù)要求，又能在滿足安全、穩(wěn)定的前提下，能最大程度的做到經(jīng)濟(jì)、適用。獨(dú)立鋼平臺多采用以下布置來滿足結(jié)構(gòu)的承載及穩(wěn)定要求。

1.1 框架—支撐體系

該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為：支撐一般沿結(jié)構(gòu)兩個方向布置，也可在一個方向設(shè)置支撐，另一方向設(shè)計為純框架。該結(jié)構(gòu)支撐主要承擔(dān)水平荷載，通過樓板與剛接框架共同形成了雙重的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。支撐底部的層間位移較小，為彎曲型的豎向構(gòu)件。框架底部的層間位移大，是剪切型的構(gòu)件，這種體系側(cè)向剛度較大、抗震特性良好，在水平力作用下，支撐承受軸向拉、壓應(yīng)力，該結(jié)構(gòu)對增加構(gòu)件強(qiáng)度還是控制變形，都十分有效。

1.2 純框架體系結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)體系承重和抵抗縱橫兩方向的水平力均由框架結(jié)構(gòu)完成。在地震區(qū)時，框架縱、橫梁一般采用與柱剛性連接，形成兩方向的空間體系，該結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、延性均較強(qiáng)。有一定的空間整體作用。該結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是可以形成較大的使用空間，平面布置靈活，可滿足多項(xiàng)使用功能，構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化和定型化，易于施工。

這兩種體系相比較而言，由于框架結(jié)構(gòu)梁柱連接位置節(jié)點(diǎn)域有著較大的剪切變形，而框架柱的腹板、翼緣板、水平加勁板厚度均較薄。同時框架結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)能力主要決定于梁和柱的受彎能力，要增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，只有增加主框架梁、柱構(gòu)件的截面，而過大截面失去了框架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)合理性。對于框架結(jié)構(gòu)設(shè)有支撐和系桿的主要目的之一就是減小柱平面外的計算長度，使節(jié)點(diǎn)域剪切變形隨支撐體系側(cè)向剛度的增加而銳減，從而減小框架柱的截面。

2、廠房結(jié)構(gòu)體系的選型問題

在進(jìn)行廠房結(jié)構(gòu)的方案選擇時，主要從以下幾個方面綜合考慮確定，如技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計分析、建筑節(jié)能設(shè)計以及滿足工藝流程等。其中，格構(gòu)式鋼框架也可選擇，它由析架以及鋼綴條柱構(gòu)成平面框架，并使用雙層保溫壓型鋼板來為墻體以及屋蓋進(jìn)行圍護(hù)。當(dāng)然，柱一網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方案也是必不可少的方案之一。它的特點(diǎn)就是：承重結(jié)構(gòu)主要采用鋼筋混凝土柱或輕鋼，上設(shè)雙層保溫壓型鋼板屋蓋，并以鋼網(wǎng)架為屋蓋承重。墻體則以保溫壓型鋼板或砌體作保溫圍護(hù)。現(xiàn)行方案具有經(jīng)濟(jì)性好、結(jié)構(gòu)輕盈、造價較低、無論外形還是內(nèi)部都較為美觀、安裝和制造周期短等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠符合建設(shè)單位的要求，從而得以順利實(shí)施。但是，已建結(jié)構(gòu)也存在著結(jié)構(gòu)剛度差、耐久性差等其固有的問題。尤其是一些高寒地區(qū)，由于存在長期積雪的可能，剛度問題以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耐久性問題就會表現(xiàn)出來。

3、廠房的地基設(shè)計中常見問題

房屋必有地基，扎實(shí)的地基是安全的保障。在多層的廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果無詳勘的地質(zhì)報告，只憑建設(shè)單位的口頭或籠統(tǒng)的參照附近建筑物的基礎(chǔ)來進(jìn)行設(shè)計，顯然是不負(fù)責(zé)任的行為，更談不上科學(xué)了。為了能夠設(shè)計出安全的地基與基礎(chǔ)，其設(shè)計人員就必須根據(jù)地質(zhì)勘察的資料，對建筑場地進(jìn)行全方位的考察，考察內(nèi)容包括場地基礎(chǔ)的類型、上部的結(jié)構(gòu)、詳細(xì)勘測數(shù)據(jù)等等。對于地基比較軟弱的地方，可以采用換土墊層的措施，不能只憑經(jīng)驗(yàn)來處理，需要有科學(xué)的測量數(shù)據(jù)來進(jìn)行實(shí)測處理。有部分的設(shè)計者對軟弱地基的危害認(rèn)識不足，僅僅簡單的采用砂石作為墊層處理一下，這顯然是不夠的。還需要將墊層的寬度和厚度計算出來，根據(jù)設(shè)計的廠房樓層的高低、地基需要的承載力情況來夯實(shí)地基，需要灌進(jìn)混凝土的地方就得灌。在廠房設(shè)計中對梁柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷進(jìn)行折減計算，根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范采用荷載乘折減系數(shù)來計算其荷載值，再根據(jù)其荷載值來設(shè)計地基的參數(shù)。

4、廠房樓板設(shè)計中常見的問題

廠房樓板設(shè)計中需要注意以下幾個問題：將雙向板當(dāng)成了單向板來設(shè)計。這么做，相當(dāng)于計算與實(shí)際受力狀態(tài)不符，從而會出現(xiàn)一個方向配筋過大，而另一方向僅按構(gòu)造配筋，造成配筋不足，導(dǎo)致樓板出現(xiàn)裂縫；雙向板有效高度取值偏大，雙向板在兩個方向均產(chǎn)生彎矩，由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放的，短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)放在下面，長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面，計算時應(yīng)用兩個方向的各自的有效高度來計算。一般長向的有效高度比短向的有效高度小。有的設(shè)計為圖省事或?qū)Π迨芰φJ(rèn)識不足，而取兩個方向的有效高度一致進(jìn)行配筋計算，致使長跨有效高度偏大，配筋降低，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在安全隱患，甚至出現(xiàn)開縫的現(xiàn)象。

結(jié)束語：

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的質(zhì)量是決定工業(yè)廠房安全性及穩(wěn)定性的重要因素，因此要在考慮工業(yè)廠房工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。此外，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)廠房的過程中要注意充分利用現(xiàn)代科技、信息技術(shù)，并積極融入現(xiàn)代化設(shè)計理念，不斷優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及形式，通過優(yōu)化設(shè)計方案減少鋼材用量，從而實(shí)現(xiàn)降低工程造價及提高建筑質(zhì)量的目的。

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