多層鋼結構工業廠房結構設計要點分析

司守田

摘 要：經濟的快速發展改變了以往的經濟發展模式，經濟運行節奏不斷加快，工業廠房建筑作為工業生產的重要載體也在不斷的優化升級從而為工業生產提供強大的助推力。現今的工業廠房在設計建設的過程中廣泛使用“鋼結構”的工業廠房結構用以取代傳統的鋼筋水泥建筑。多層鋼結構工業廠房采用鋼構件作為廠房的結構主體，并輔助以其他構件所構成的。隨著經濟的快速發展應當積極做好多層鋼結構工業廠房結構特點的分析并在多層鋼結構工業廠房設計過程中不斷優化完善，確保多層鋼結構工業廠房的質量。

關鍵詞：多層鋼結構工業廠房；設計；結構特點

中圖分類號：TU209 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）02-0114-02

Abstract： The rapid development of the economy has changed the past economic development model， and the pace of economic operation has been accelerating. As an important carrier of industrial production， industrial plant building is continuously optimized and upgraded to provide a powerful boost for industrial production. In the process of design and construction of industrial factory building， the "steel structure" is widely used to replace the traditional reinforced concrete building. Steel members are used as the main structure of the multi-story steel structure industrial factory building， and other components are used as the auxiliary components. With the rapid development of economy， we should actively analyze the structural characteristics of multi-story steel structure industrial factory building and optimize and perfect continuously in the process of design of multi-story steel structure industrial factory building， so as to ensure the quality of multistory steel structure industrial factory building.

Keywords： multistory steel structure industrial workshop； design； structure characteristics

前言

鋼結構建筑以其簡約的結構、極快的建設速度以及良好的建設質量在各領域中都有著廣泛的應用。多層鋼結構工業廠房是一種在工業廠房建設領域中應用較多也是應用較為廣泛的一種建筑形式，隨著新技術的不斷發展并應用于多層鋼結構工業廠房的設計和建設領域中不斷完善著多層鋼結構工業廠房設計體系。在多層鋼結構工業廠房的設計過程中還需要注意結合多層鋼結構工業廠房的應用領域及特點進行針對性的優化設計，提升多層鋼結構工業廠房的設計質量，為多層鋼結構工業廠房的使用打下良好的基礎。

1 多層鋼結構工業廠房的結構特點

多層鋼結構工業廠房已經在工業廠房領域中得到了較為廣泛的應用，多層鋼結構工業廠房主要使用多層鋼結構構件來作為廠房建設的主體，在多層鋼結構工業廠房的設計過程中應當做好對于鋼構件間受力點和計算和驗證，以使得多層鋼結構工業廠房能夠滿足其使用所需的承載力要求。同時通過在廠房設計建設中采用多層鋼結構在確保多層鋼結構工業廠房建設質量的同時也有效的降低了工業廠房的資源使用量，實現了資源友好型的綠色建筑設計。新時期在工業廠房的設計過程中需要進一步向多層鋼結構工業廠房的方向發展，提高多層鋼結構工業廠房在工業廠房中的占比，通過良好的設計最大限度地利用多層鋼結構工業廠房大規模、高承載、層多、層高的特點，提高工業廠房的設計質量。多層鋼結構工業廠房主要有以下幾方面的特點：（1）多層鋼結構工業廠房的設計建設規模都較大。現代工業企業大都采用的是綜合性較強的工業設計，主體采用鋼結構作為多層鋼結構工業廠房的建筑主體，周邊包圍輕型的圍護材料，采用這一結構能夠有效的降低多層鋼結構工業廠房的自重從而有效的降低對于地基的要求，提高了多層鋼結構工業廠房的建設速度同時降低了多層鋼結構工業廠房的建設成本。多層鋼結構工業廠房所采用輕型材料多數是以金屬彩鋼或是輕型的鋼或是其他夾層板所組成，內附有保溫隔熱材料。這類材料不但輕且隔熱保溫性也較強、便于安裝且從多層鋼結構工業廠房的外觀上也較為美觀。多層鋼結構工業廠房與傳統的鋼筋混凝土結構的廠房在建造速度、建造成本等方面都有著極為明顯的優勢，多層鋼結構工業廠房的出現大大優化了廠房的結構。多層鋼結構工業廠房主體所使用的鋼構件采用的是模塊化設計、拼裝技術，使用焊接技術作為廠房建設中各構件的主要連接方式。從而大幅提升了廠房的建設速度并降低了建設成本。多層鋼結構工業廠房可以采用多層鋼結構工業廠房方案設計和施工一體化進行的方式，從而實現對于多層鋼結構工業廠房建設周期的有效縮短。同時多層鋼結構工業廠房內部較為簡化，能夠更加合理的對多層鋼結構工業廠房內部的空間進行合理化的應用。（2）在承重方面，多層鋼結構工業廠房由于主體采用了鋼架構能夠有效的提升多層鋼結構工業廠房的承載力。同時在多層鋼結構工業廠房的設計過程中通過對多層鋼結構工業廠房進行三維仿真及受力模擬可以對多層鋼結構工業廠房中的受力部分進行優化。endprint

2 多層鋼結構工業廠房的設計原則和思路

2.1 多層鋼結構工業廠房的設計原則

多層鋼結構工業廠房在廠房架構、材料選擇等多方面都與傳統的鋼筋混凝土廠房有著較大的差別，在多層鋼結構工業廠房的設計之初需要結合工業廠房的設計用途及項目地的地質條件等來做好多層鋼結構工業廠房的設計工作。在多層鋼結構工業廠房的設計過程中借助于專業化的設計軟件展開設計工作，并結合多層鋼結構工業廠房的設計用途及當地的氣候條件等因素來做好多層鋼結構工業廠房周邊圍護材料以及多層鋼結構工業廠房的采光、通風等子部分的設計，確保多層鋼結構工業廠房的設計效果。在多層鋼結構工業廠房的設計過程中應當遵循便于備料的原則，盡量的簡化材料的規格，以多層鋼結構工業廠房所使用的角鋼為例，在設計時盡量選擇同一種規格的角鋼，將多層鋼結構工業廠房整體所使用角鋼的規格盡量控制在5種規格以內。此外，在對多層鋼結構工業廠房進行設計的過程中，在首先滿足廠房使用所需的基礎上應當對多層鋼結構工業廠房內的建筑空間、廠房的結構剛度以及廠房的承載力進行優化，以滿足多層鋼結構工業廠房的使用所需。同時做好對于多層鋼結構工業廠房鋼結構構件截面的優化。在確保多層鋼結構工業廠房用鋼量相同的條件下多層鋼結構工業廠房鋼結構截面能夠具有足夠的剛度。同時在多層鋼結構工業廠房的設計過程中應當注意做好鋼結構截面的計算和控制，控制最小截面的厚度在相關規范所規定的標準范圍內。

2.2 多層鋼結構工業廠房的設計

多層鋼結構工業廠房在設計時應當將多層鋼結構工業廠房分成幾個主要的部分：多層鋼結構工業廠房的支撐結構。設計人員應當確保多層鋼結構工業廠房的四周能具有合理的垂直于水平的支撐，用以保證多層鋼結構工業廠房的抗側力中心能夠與多層鋼結構工業廠房水平中心相重合。而在以中心支撐結構作為支撐體系的多層鋼結構工業廠房設計時，多層鋼結構工業廠房的設計人員需要選擇單斜桿、交叉、人字等的支撐結構作為多層鋼結構工業廠房的支撐結構體系，用以確保多層鋼結構工業廠房的支撐強度。在支撐形式的選擇上應當避免采用K型支撐。如若多層鋼結構工業廠房的中心支撐無法滿足抗震力結構的建造要求，在對多層鋼結構工業廠房進行設計時可以選擇具有良好延展性能以及減輕作用力性能的偏心結構。以確保設計完成后的多層鋼結構工業廠房能夠具有足夠的抗震能力。

樓蓋是多層鋼結構工業廠房中的主要組成部分，在對這一部分進行設計時，多層鋼結構工業廠房的設計人員在設計柱網布置方案時，首先應當滿足多層鋼結構工業廠房的生產所需，在此基礎上通過合理的計算柱距來保障多層鋼結構工業廠房能夠具有良好的經濟性、空間結構以及施工的便利性。對于多層鋼結構工業廠房的樓蓋部分，就形式上可以選用現澆混凝土的壓型鋼板、預制混凝土板或是各類型的型板等，上述各類型的樓蓋都有其相應的優缺點，在選用合理形式的樓蓋時應當結合多層鋼結構工業廠房的建設所需及其他一些影響因素來合理的進行選取。在多層鋼結構工業廠房樓蓋的設計中，現澆混凝土的壓型鋼板是使用較多也是較為廣泛的一種樓蓋形式。

多層鋼結構工業廠房的變形縫主要包括有防震縫、伸縮縫、沉降縫等的三種。上述三種變形縫在是多層鋼結構工業廠房設計時的重點也是難點，在對其進行設計的過程中需要對其引起相應的重視，確保多層鋼結構工業廠房的設計質量。以多層鋼結構工業廠房的伸縮縫為例，現今的廠房大都選取的是大跨距、長距離的結構形式，其所受到的溫度應力一旦超出可控范圍將會引發較為嚴重的變形問題，而變形情況較為嚴重時將容易導致多層鋼結構工業廠房的屋面、墻面等在變形力的作用下拉裂破壞。因此在對多層鋼結構工業廠房伸縮縫進行設計的過程中，多層鋼結構工業廠房的設計人員應當以多層鋼結構工業廠房的基礎頂面作為起點，在多層鋼結構工業廠房的兩個溫度區段分隔的上部結構部位進行設置用以控制上部結構在溫度變形時的變形量，保障多層鋼結構工業廠房的安全。

多層鋼結構工業廠房的結構較為簡單，而這一簡單對多層鋼結構工業廠房的設計而言則需要進行大量的論證、計算，多層鋼結構工業廠房是由鋼構件構成的復雜有機體，各構件的設計與搭接都有著嚴格的要求與規范，在對多層鋼結構工業廠房進行設計時設計人員應當對多層鋼結構工業廠房項目的層高、層數以及廠房的外部環境等因素進行詳細的考慮和分析，并在鋼結構承載力的設計中做好多層鋼結構工業廠房的抗震能力的設計，做好多層鋼結構工業廠房縱向與橫向這兩個方向的鋼結構廠房框架體系的控制。并在多層鋼結構工業廠房的變形縫部位適當的增加配筋，用以提高多層鋼結構工業廠房的結構強度，使得多層鋼結構工業廠房在強度設計方面滿足相應的要求。

3 結束語

多層鋼結構工業廠房在工業及其他領域中有著較為廣泛的應用，同時由于多層鋼結構工業廠房在工程造價、建造速度等多方面的優勢其有著廣闊的發展前景。本文在分析多層鋼結構工業廠房設計特點的基礎上對多層鋼結構工業廠房在設計過程中所需要注意問題進行了分析介紹，做好多層鋼結構工業廠房的規范化設計，確保建設質量。

參考文獻：

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