1、高层钢结构工业厂房设计【摘要】为了满足工业建筑的发展需要，高层钢结构工业设计显得尤为重要，本文从工业厂房高层钢结构方案选择、高层工业厂房结构设计的注意事项分析，以及钢结构设计的发展方向这三个方面对高层钢结构工业厂房设计进行阐述。 【关键词】高层建筑；钢结构；工业厂房；设计 中图分类号：TU97 文献标识码：A 一、前言 近年来，工业行业的发展越来越快，工业建筑的发展也随之加快，随着钢结构的广泛应用，钢结构的工业建筑设计越来越受到重视，有效提升了土地的利用效率，缓解了企业的发展压力，促进了企业的发展速度和步伐。 二、高层钢结构工业厂房设计 1.高层钢结构工业厂房刚度保证 工业厂房中的钢结构体系具
2、有较好的延性，非常利于建筑的抗震设计。钢结构体系要满足建筑结构使用要求，就必须保证结构中的钢材具有足够的刚度。因此，在高层钢结构工业厂房的设计中，要从结构计算和结构构造两个方面来保证建筑厂房的刚度要求。 （1）结构计算 本工程内厂房没有较为完整的楼层，其建筑空间工作性能较差，在进行厂房设计时，要根据平面框架体系来进行计算，其结构的侧向变形要严格控制。 （2）结构构造 高层钢结构厂房设计的结构构造是要通过加强构造措施，来保证结构关键和薄弱部位，来提升结构设计。结合本工程的实际情况，要从多方面来考虑。 2.钢结构厂房在设计时需要考虑的因素 （1）高层钢结构工业厂房的支撑系统设计原则 高层钢结构工业
3、厂房具有特殊的结构形式，为了保证厂房空间工作性能，要提高建筑结构的整体刚度，要能承受和传递纵向方面的水平力，最大程度的防治杆件产生过大变形，要避免压杆出现失稳，以此来保证结构的整体稳定。设计中要根据厂房的结构形式，设置车间吊车、振动设备、厂房跨度以及厂房的高度、温度区段的长度等等基本情况来设置稳定可靠的支撑系统。在厂房结构中，对每一温度区段要设置较为稳定的柱间支撑系统，要同屋盖的横向水平支撑保持相互协调的布置。 （2）高层钢结构工业厂房抗震设计要点 在进行高层钢结构工业厂房设计时，要考虑厂房的抗震性能。在厂房的总体布置要求上，要将厂房结构刚度和质量进行均匀分布，保证厂房的均匀受力，通过协调变形
4、，来尽量避免厂房因结构的刚度不均匀造成厂房抗震影响。钢结构厂房的横向结构采用钢架或屋架和柱的框架连接，要保证钢结构的受力性能，避免减少横向结构的变形。 （3）高层钢结构工业厂房的防锈蚀设计 由于工业钢结构厂房外部无其他保护措施，都是直接暴露在空气中，因而容易受到空气中的侵蚀介质和在刚结构构件受到外部潮湿环境，产生结构锈蚀或构件损坏等问题。钢结构的锈蚀造成构件截面厚度变薄，同时会在构件饿表层形成局部的锈坑，当修饰时间较长时，锈坑的长期锈蚀，会形成空洞，在结构构件受力较为集中时，会造成结构的过早破坏。因此，在进行高层钢结构工业厂房设计时，钢结构构件的防锈蚀要引起足够的重视。在进行设计时，要考虑厂房
5、的侵蚀介质情况和环境条件，设计中要在厂房布置、结构内部、工艺布置、结构选型、材料选择上来设置相对应的对策和相关措施，以此来保证钢结构厂房的安全。 三、高层工业厂房结构设计的注意事项分析 1.横向控制方面的问题 高层钢结构厂房在设计过程中，一定要注意厂房的横向结构设计。一般高层钢结构厂房的空问跨度都比较大、厂房尺寸不规则、支撑柱体较为缺乏，因此，一定要加强厂房的横向控制。把提高横向控制的整体支撑效果和稳定性作为主要设计方向和目标。一般来说，在高层钢结构厂房实际设计过程中，一定要注意横向框架同纵向框架的布局分析和周期分析，提高纵横向设计的整体抗争能力以及支撑能力，合理的布局不但能够提高建筑的稳定性
6、，还能够提高厂房对自然灾害的抵抗能力，对于减少旋工费用和生产费用也有着非常积极的作用。 2.电梯位置的设定 运输电梯是高层钢结构厂房结构设计中不可缺少的一部分，也是较为重要的工程设计内容。由于工业厂房主要用于产品的生产及制造，因此，运输电梯的工作负担也相对较大。在运输电梯采购过程中，一定要合理计算和评估运输电梯的实际工作效率。挑选能够满足企业运输需求的电梯设备，从而避免生产风险，以及安全事故的发生。电梯井简避免设置在受力复杂或易产生应力集中的拐角部位，防止电梯结构对正常生产工作的影响：运输电梯周围的楼板以及框架要尽量进行加固和保护，要充分考虑到电梯运行对厂房结构的影响，从而有效防止安全事故的发
7、生。 3.尽量减少防震缝以及伸缩缝的设置 防震缝是大型设计项目不可缺少的结构，能够有效减少地震灾害对建筑的影响，减少墙体结构之间的挤压，尤其在地震灾害较为频繁和严重的地区，防震缝的设计尤为重要。但是，对于高层钢结构厂房来说，不宣设置防震缝。如因不设防防震缝出现薄弱部位时，应采取措施提高抗震能力。也不宜设置伸缩缝，当必须设置时，其宽度应符合防震缝的要求。 由于高层钢结构厂房的空间跨度较大，防震缝以及伸缩缝的过多应用，将会影响到建筑的结构安全，从而对建筑的整体性埋下一定的安全隐患。在工程设计过程中，应该每隔 40m 左右的距离设置一道后浇带，且尽量设置在结构受力影响相对较小的地方。 此外，由于高层
8、钢结构厂房的顶部、底部等区域受温度的影响较大。因此，在设计过程中应该加强相关区域的隔热效果，防止温度过高对厂房结构的影响。要适当提升厂房的通风设计，提升厂房整体通风效果，保持室内空气的流通，这样能够保持一个良好的生产环境和工作环境，也能够有效避免火灾事故的发生，确保厂房的安全性能。 4.设计环节的注意事项 高层钢结构厂房建设，一定要重视设计环节，对工程项目的各影响因素进行全面的考虑和分析，做好全面的环境调查工作，并针对相关数据加强厂房的结构质量，提升厂房的结构稳定性和安全性。环境因素包括了周围区域的地质结构、地基属性、气候状况等等，如果区域环境恶劣，风力强劲且降水较多，要加强厂房的抗风性能，提
9、高结构的牢固性。在进行厂房设计时，要做好设计人员同技术人员的沟通与交流工作，在确保厂房结构稳定性的基础上尽量提升厂房的美观性，提高厂房的实用度，提升厂房的使用寿命，避免安全事故的发生。 四、钢结构设计的发展方向 目前，钢结构厂房的应用越来越多，但是造价仍是发展的制约因素。如何设计出安全、用钢量少、施工安装简便的钢结构厂房是设计人员的共同目标，在相同条件下，控制用钢量就可以有效地控制造价，借助计算分析程序，我们可以很好地控制构件的用钢量，但是节点的用钢量或节点的造价需要我们仔细比较才能确定。钢结构设计应考虑当前的国情，即大多数施工安装企业的钢结构制作安装工业化程度不高，构件加工的精度比较低，属于
10、粗放型经营阶段。如果照搬国外的节点型式，全部采用高强螺栓连接是不合适的，首先是成本高，再者制作安装水平跟不上，不仅不能保证质量，还给施工增加了难度。但是，这些企业拥有大量技术熟练的焊接技工，现场焊接的安装水平很高，有丰富的同类工程施工经验因此，在当前采用焊接连接的节点型式仍拥有广阔的市场。 五、结语 随着工业建筑的发展，工业高层建筑逐渐增多，尤其是在钢结构建筑被广泛应用之后，不仅仅是为了追求施工进度，同时是为了建筑美观，钢结构型式大量代替砼框排架，这意味着钢结构建筑将会成为未来高层工业厂房设计的趋势。 参考文献 1杨萍 高层钢结构工业厂房设计 J 沈阳大学学报 -2011年 4 期- 2崔文琪 高层钢结构工业厂房设计 J 城市建设理论研究（电子版） -2013 年 21 期-
