淺談廠房鋼結構設計常見問題

柳曉宇

身份證號：370686198906040416

淺談廠房鋼結構設計常見問題

柳曉宇

身份證號：370686198906040416

隨著我國經濟體制從計劃經濟向著市場經濟的轉化進程加快，現代各種民營工廠遍布我國各地。這就要求在各地進行廠房建設工作，廠房建設最重要的部分是廠房結構設計部分，鑒于此，本文就廠房鋼結構設計常見問題展開探討，以期為相關工作起到參考作用。

廠房；結構設計；常見問題；應對方法

隨著國家經濟的發展以及鋼材自身的諸多優點，鋼結構在建筑領域已經成為了一種重要的結構形式。無論是在工業建筑還是民用建筑中，鋼結構以其承載力高、施工周期短、綜合效益高等優點引領著建筑行業。有優點就有缺點，與鋼筋混凝土結構相比，鋼結構的防火性能、抗腐蝕性能就有待提高，因此在技術控制上需多加留心。鋼結構越來越多的運用在工業廠房建筑中，隨之帶來的問題也越來越多，因此對鋼結構廠房問題的探討顯得尤為重要

1、設計原則及結構布置

廠房鋼結構平臺的結構布置主要是由工藝設備配置所決定的，合理的結構設計，既能滿足工藝技術要求，又能在滿足安全、穩定的前提下，能最大程度的做到經濟、適用。獨立鋼平臺多采用以下布置來滿足結構的承載及穩定要求。

1.1 框架—支撐體系

該結構的特點為：支撐一般沿結構兩個方向布置，也可在一個方向設置支撐，另一方向設計為純框架。該結構支撐主要承擔水平荷載，通過樓板與剛接框架共同形成了雙重的抗側力結構體系。支撐底部的層間位移較小，為彎曲型的豎向構件。框架底部的層間位移大，是剪切型的構件，這種體系側向剛度較大、抗震特性良好，在水平力作用下，支撐承受軸向拉、壓應力，該結構對增加構件強度還是控制變形，都十分有效。

1.2 純框架體系結構

該結構體系承重和抵抗縱橫兩方向的水平力均由框架結構完成。在地震區時，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，該結構側向剛度、延性均較強。有一定的空間整體作用。該結構主要特點是可以形成較大的使用空間，平面布置靈活，可滿足多項使用功能，構件易于標準化和定型化，易于施工。

這兩種體系相比較而言，由于框架結構梁柱連接位置節點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。同時框架結構體系的抗側能力主要決定于梁和柱的受彎能力，要增強結構的抗側剛度，只有增加主框架梁、柱構件的截面，而過大截面失去了框架結構的經濟合理性。對于框架結構設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，使節點域剪切變形隨支撐體系側向剛度的增加而銳減，從而減小框架柱的截面。

2、廠房結構體系的選型問題

在進行廠房結構的方案選擇時，主要從以下幾個方面綜合考慮確定，如技術經濟分析、結構設計分析、建筑節能設計以及滿足工藝流程等。其中，格構式鋼框架也可選擇，它由析架以及鋼綴條柱構成平面框架，并使用雙層保溫壓型鋼板來為墻體以及屋蓋進行圍護。當然，柱一網架結構方案也是必不可少的方案之一。它的特點就是：承重結構主要采用鋼筋混凝土柱或輕鋼，上設雙層保溫壓型鋼板屋蓋，并以鋼網架為屋蓋承重。墻體則以保溫壓型鋼板或砌體作保溫圍護。現行方案具有經濟性好、結構輕盈、造價較低、無論外形還是內部都較為美觀、安裝和制造周期短等優點，并且能夠符合建設單位的要求，從而得以順利實施。但是，已建結構也存在著結構剛度差、耐久性差等其固有的問題。尤其是一些高寒地區，由于存在長期積雪的可能，剛度問題以及圍護結構的耐久性問題就會表現出來。

3、廠房的地基設計中常見問題

房屋必有地基，扎實的地基是安全的保障。在多層的廠房結構設計中，如果無詳勘的地質報告，只憑建設單位的口頭或籠統的參照附近建筑物的基礎來進行設計，顯然是不負責任的行為，更談不上科學了。為了能夠設計出安全的地基與基礎，其設計人員就必須根據地質勘察的資料，對建筑場地進行全方位的考察，考察內容包括場地基礎的類型、上部的結構、詳細勘測數據等等。對于地基比較軟弱的地方，可以采用換土墊層的措施，不能只憑經驗來處理，需要有科學的測量數據來進行實測處理。有部分的設計者對軟弱地基的危害認識不足，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，根據設計的廠房樓層的高低、地基需要的承載力情況來夯實地基，需要灌進混凝土的地方就得灌。在廠房設計中對梁柱和基礎的負荷進行折減計算，根據現行設計規范采用荷載乘折減系數來計算其荷載值，再根據其荷載值來設計地基的參數。

4、廠房樓板設計中常見的問題

廠房樓板設計中需要注意以下幾個問題：將雙向板當成了單向板來設計。這么做，相當于計算與實際受力狀態不符，從而會出現一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋不足，導致樓板出現裂縫；雙向板有效高度取值偏大，雙向板在兩個方向均產生彎矩，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。有的設計為圖省事或對板受力認識不足，而取兩個方向的有效高度一致進行配筋計算，致使長跨有效高度偏大，配筋降低，使結構構件存在安全隱患，甚至出現開縫的現象。

結束語：

綜上所述，鋼結構設計工作的質量是決定工業廠房安全性及穩定性的重要因素，因此要在考慮工業廠房工程實際情況的基礎上優化鋼結構設計工作。此外，在設計鋼結構廠房的過程中要注意充分利用現代科技、信息技術，并積極融入現代化設計理念，不斷優化鋼結構設計方法及形式，通過優化設計方案減少鋼材用量，從而實現降低工程造價及提高建筑質量的目的。

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[3]龔燕喬.輕型鋼結構門式鋼架設計中常見問題與解決措施[J].科技風 ,2012,(02)：130-131.