1、多层钢结构工业厂房设计之我见【摘 要】近年来，随着钢材料研发及应用水平的大幅度提升，钢结构工程的设计与建造技术也逐渐地步入了成熟阶段，钢结构的应用切实为提升各工程的建设水平发挥了极大助力。目前，工业厂房的设计人员也纷纷立足于此态势，开始了对于多层的钢结构厂房的设计工作。本文便以多层钢结构的工业厂房的设计工作作为主题，从厂房特点、设计要点、设计原则与设计思路等方面，针对该工程的设计工作做了整体及局部的分析，以求为其他设计人员提供有效的帮助。 【关键词】多层钢结构；工业长发；设计 我国工业发展水平的不断进步，以及国家生产发展需求的日益提升，极大地推动了工业厂房的建设进度，为多层钢结构的厂房工程设计
2、建造提供了多方面的契机。从多年的钢结构建设工作经验来看，多层钢结构在材料应用、建设便捷性、工程外观、抗震及受力性能、造价、环境保护等方面，均存在着显著的优势，以其作为当前工业厂房的主要结构，不仅是保证工业厂房建筑满足当前人们对于其应用要求的必要措施，也是国家推动新型建筑建设，为工业厂房的设计建造人员提出的必然要求。一、多层钢结构的工业厂房特点与设计要点 1、厂房特点 多层钢结构的工业厂房建造实例证明，以多层钢结构进行建设，可以极大地降低工程的自重以及基础负载，同时提升工程的承力与抗震性能，使工程的建设达到对于资源的有效节约，及对环境的全面保护，是当前绿色建筑的主要代表，应当得到进一步的推广应用
3、。而设计建造人员要想达到对于多层钢结构的进一步有效应用，就必须切实地掌握多层钢结构的工程优点的来源，即多层钢结构建筑的特点。本文下面就具体地从几个方面分析一下多层钢结构的工业厂房设计建造的几个特点： 1）多层钢结构的工业厂房作为大型、大规模的建筑，多以轻型的围护结构作为厂房的主要结构类型，此种围护结构可以有效地使工程的结构自重减轻，且减少工程建设对于地基基础方面的要求。同时，轻型的围护结构普遍是以夹芯的金属板及彩色压型钢板作为结构材料，这种材料不仅具有良好的隔热保温功效及较轻的自重，还便于进行快速安装施工，且建筑的外形较为美观，使传统的砌体围护结构的工业厂房各种缺陷均得到了有效的补足。而且，多
4、层钢结构可以实现现场焊接及湿作业的省略，设计、建造以及施工能够一体化开展，所以，应用此结构作为厂房结构，可以极大地缩短施工周期。 2）多层结构的工业厂房需要承担诸多类型的荷载，比如设备自重（多数的设备自重均可达到数十吨） 、设备振动等几种荷载，以及吊顶、吊车、安装机械等悬挂荷载，需要厂房结构及材料能够具备较高的承力性能，而钢结构作为具备极高承载力的结构材料，可以充分满足工业厂房这一承力要求。同时，工业厂房在使用钢结构作为其结构时，需要对方诸多的原材料与已制作的钢结构等，这就使厂房的活荷载比例极高，而且，各楼层的荷载也相对较高，这都为钢结构厂房的承载力提出了较高的要求。 3）多层工业厂房的层高要
5、求较高，各层楼高散布于 4 到 8 米不等，这就为要求厂房必须具备足够的内部空间，而以钢结构作为多层工业厂房的结构，可以充分应用钢结构的灵活性，在保证厂房基础结构性能的同时尽可能地提高厂房的结构空间，使各层厂房的特殊用途均得到有效保障。 2、设计要点 1）从上文所说多层钢结构的工业厂房各项特点可知，以钢结构作为厂房的主要结构，对于结构体系的要求极高，设计人员在进行设计工作时，必须充分地考虑层高、层数以及外部环境条件等因素，做好对于结构体系的选择。2）设计人员还必须根据工业厂房对于抗震能力的需求，做好从纵向以及横向这两个方面做好对于框架体系的控制，以保证结构体系的稳定性、安全性、经济性，并适当地
6、在收缩缝、防震缝等部位增设配筋，以切实地提高厂房的质量。 二、多层钢结构的工业厂房设计的原则与思路 1、设计原则 1）鉴于多层钢结构的厂房建设与传统建筑结构不同，设计人员必须在进行建造之前，依据工程的具体建设目标与建设条件，选择适当的建设材料，借助于专门的设计软件，同步开展工程设计与结构设计工作，以及主体结构和围护结构的设计工作，以便于保证工程的协调性、统一性及整体性。同时，在材料方面，设计人员应当遵循便于备料的原则，尽可能地控制角钢的品种与规格，使其不超过五种。 2）设计人员对多层钢结构的厂房进行设计，应当很充分考虑建筑的空间、刚度与承载力等要求，努力做好对于钢结构截面的优化设计，即设计人员
7、要尽量较少截面的厚度，以保证用钢量相同时，截面的足够刚度，同时要严格地控制其最小截面，避免厚度超出底限，即不低于 4mm。而且，设计人员还要为需要以 C 级螺旋和支撑杆件进行连接的角钢边长，严格控制其螺旋直径的选择，切实地保证螺旋的最大直径的规范性。 2、设计思路 1）支撑体系的设计。在进行该处设计时，设计人员必须保证各项生产操作在均正常进行的前提下，为厂房的四周合理设置垂直于水平的支撑，保证抗侧力中心实现与地震的水平向作用力之间的近似重合。同时，在以中心支撑结构作为支撑体系时，设计人员适合选择单斜杆、交叉、人字等支撑形式进行支撑，避免采取 K 型的支撑，若中心支撑不足以应对抵抗地震作用力的结
8、构建造需求，其设计人员应当选择具有良好延展性能以及减轻作用力性能的偏心结构，作为强震区域的支撑体系。 2）柱网与楼盖设计。设计人员在设计柱网布置方案时，应当在满足正常的使用需求与生产工艺的基础上，努力遵循经济性、安全性、施工便捷与先进性、技术个性性的原则，合理计算柱距，有效的柱距应当控制为 6m 或者是 6m 倍数。就楼盖设计来讲，目前，设计人员可采取预制的钢筋混凝土板、现浇混凝土的压型钢板、现浇混凝土普通楼板等几种板型，作为楼盖布设的类型，各种板型均有其自身的优缺点，需要设计人员进行综合分析。在多层钢结构的厂房建筑中，应尽量采用现浇混凝土的压型钢板作为楼盖。 3）变形缝的设计。设计人员为多层
9、钢结构的工业厂房设计变形缝，主要就包括防震缝、伸缩缝、沉降缝三种，各种变形缝的设计，都必须要综合考虑多层工业厂房的质量要求。以伸缩缝的设计为例，鉴于多层的厂房多具有较大的长度与宽度，一旦遭遇温度过度变化，楼层结构便会受到温度应力的影响，进而容易出现变形问题，使屋面、墙面等受到拉裂破坏，所以，设计人员应当以基础顶面作为起点，在两个温度区段分隔的上部结构部位进行设置，以便于上部结构在温度发生变化时沿水平方向发生变形，进而避免上部结构变形过度。 4）合理应用设计软件。设计人员在使用设计软件分析厂房的结构内力时，应当严格做到以下几点要求，以便于工业厂房设计实现达到规范化。即：尽量在建模时，设计弹性化的
10、楼板，以适应工业厂房楼板开动较大的需求；在构建梁体总失稳现象的模型时，设计人员可以将主次梁的节点部位设计为铰接的方式，以便于使钢结构梁体的抗扭模量达到设计要求；设计人员在设计柱间的支撑体系时，应当全面考虑用钢量对于支撑框架模型的抗震性能的影响，以便于该厂房的支撑体系在遭遇震害时，切实发挥支撑作用。 三、结语： 多层工业厂房以钢结构作为其主要结构类型，可以有效地提升厂房的各方面的性能，使厂房尽可能高地满足各种使用要求，因此，设计人员在进行设计时，应当努力立足于钢结构的设计要点、原则与思路等，推动钢结构设计工作水平的不断提升，保证多层工业厂房充分达到对于钢结构各项优势的应用。 参考文献： 1戴国义，胡翰. 多层钢结构工业厂房设计初探J. 才智，2012（20） 2覃思. 有关多层钢结构工业厂房设计分析与探讨J. 现代装饰（理论） ，2012（25） 3才洪艳.钢结构在工业厂房设计中的应用J.中小企业管理与科技（下旬刊） ， 2011（06） 4何海荣. 对多层钢结构工业厂房设计理念和设计思路的探讨J. 科技资讯，2010（24） 5张海玲. 多层钢结构工业厂房设计问题分析J. 科技致富向导，2011（40） 6康勇，宋磊，陈相宇. 浅论多层工业厂房的结构设计J. 科技致富向导，2012（41）
