多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

司守田

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展改變了以往的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)奏不斷加快，工業(yè)廠房建筑作為工業(yè)生產(chǎn)的重要載體也在不斷的優(yōu)化升級(jí)從而為工業(yè)生產(chǎn)提供強(qiáng)大的助推力。現(xiàn)今的工業(yè)廠房在設(shè)計(jì)建設(shè)的過(guò)程中廣泛使用“鋼結(jié)構(gòu)”的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)用以取代傳統(tǒng)的鋼筋水泥建筑。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房采用鋼構(gòu)件作為廠房的結(jié)構(gòu)主體，并輔助以其他構(gòu)件所構(gòu)成的。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展應(yīng)當(dāng)積極做好多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析并在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷優(yōu)化完善，確保多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房；設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU209 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(jié)構(gòu)建筑以其簡(jiǎn)約的結(jié)構(gòu)、極快的建設(shè)速度以及良好的建設(shè)質(zhì)量在各領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房是一種在工業(yè)廠房建設(shè)領(lǐng)域中應(yīng)用較多也是應(yīng)用較為廣泛的一種建筑形式，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展并應(yīng)用于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)和建設(shè)領(lǐng)域中不斷完善著多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)體系。在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要注意結(jié)合多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的應(yīng)用領(lǐng)域及特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)質(zhì)量，為多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的使用打下良好的基礎(chǔ)。

1 多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房已經(jīng)在工業(yè)廠房領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房主要使用多層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件來(lái)作為廠房建設(shè)的主體，在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做好對(duì)于鋼構(gòu)件間受力點(diǎn)和計(jì)算和驗(yàn)證，以使得多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房能夠滿足其使用所需的承載力要求。同時(shí)通過(guò)在廠房設(shè)計(jì)建設(shè)中采用多層鋼結(jié)構(gòu)在確保多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)也有效的降低了工業(yè)廠房的資源使用量，實(shí)現(xiàn)了資源友好型的綠色建筑設(shè)計(jì)。新時(shí)期在工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要進(jìn)一步向多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的方向發(fā)展，提高多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在工業(yè)廠房中的占比，通過(guò)良好的設(shè)計(jì)最大限度地利用多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房大規(guī)模、高承載、層多、層高的特點(diǎn)，提高工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)質(zhì)量。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房主要有以下幾方面的特點(diǎn)：（1）多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)建設(shè)規(guī)模都較大。現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)大都采用的是綜合性較強(qiáng)的工業(yè)設(shè)計(jì)，主體采用鋼結(jié)構(gòu)作為多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建筑主體，周邊包圍輕型的圍護(hù)材料，采用這一結(jié)構(gòu)能夠有效的降低多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的自重從而有效的降低對(duì)于地基的要求，提高了多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建設(shè)速度同時(shí)降低了多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建設(shè)成本。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房所采用輕型材料多數(shù)是以金屬彩鋼或是輕型的鋼或是其他夾層板所組成，內(nèi)附有保溫隔熱材料。這類材料不但輕且隔熱保溫性也較強(qiáng)、便于安裝且從多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的外觀上也較為美觀。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的廠房在建造速度、建造成本等方面都有著極為明顯的優(yōu)勢(shì)，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的出現(xiàn)大大優(yōu)化了廠房的結(jié)構(gòu)。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房主體所使用的鋼構(gòu)件采用的是模塊化設(shè)計(jì)、拼裝技術(shù)，使用焊接技術(shù)作為廠房建設(shè)中各構(gòu)件的主要連接方式。從而大幅提升了廠房的建設(shè)速度并降低了建設(shè)成本。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房可以采用多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房方案設(shè)計(jì)和施工一體化進(jìn)行的方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)周期的有效縮短。同時(shí)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房?jī)?nèi)部較為簡(jiǎn)化，能夠更加合理的對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房?jī)?nèi)部的空間進(jìn)行合理化的應(yīng)用。（2）在承重方面，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房由于主體采用了鋼架構(gòu)能夠有效的提升多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的承載力。同時(shí)在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進(jìn)行三維仿真及受力模擬可以對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中的受力部分進(jìn)行優(yōu)化。endprint

2 多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)原則和思路

2.1 多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)原則

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在廠房架構(gòu)、材料選擇等多方面都與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土廠房有著較大的差別，在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)之初需要結(jié)合工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)用途及項(xiàng)目地的地質(zhì)條件等來(lái)做好多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)工作。在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中借助于專業(yè)化的設(shè)計(jì)軟件展開(kāi)設(shè)計(jì)工作，并結(jié)合多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)用途及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等因素來(lái)做好多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房周邊圍護(hù)材料以及多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的采光、通風(fēng)等子部分的設(shè)計(jì)，確保多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)效果。在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)遵循便于備料的原則，盡量的簡(jiǎn)化材料的規(guī)格，以多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房所使用的角鋼為例，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇同一種規(guī)格的角鋼，將多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房整體所使用角鋼的規(guī)格盡量控制在5種規(guī)格以內(nèi)。此外，在對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在首先滿足廠房使用所需的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房?jī)?nèi)的建筑空間、廠房的結(jié)構(gòu)剛度以及廠房的承載力進(jìn)行優(yōu)化，以滿足多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的使用所需。同時(shí)做好對(duì)于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的優(yōu)化。在確保多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房用鋼量相同的條件下多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)截面能夠具有足夠的剛度。同時(shí)在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意做好鋼結(jié)構(gòu)截面的計(jì)算和控制，控制最小截面的厚度在相關(guān)規(guī)范所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.2 多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)將多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房分成幾個(gè)主要的部分：多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的支撐結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)確保多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)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(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗側(cè)力中心能夠與多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房水平中心相重合。而在以中心支撐結(jié)構(gòu)作為支撐體系的多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)時(shí)，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)人員需要選擇單斜桿、交叉、人字等的支撐結(jié)構(gòu)作為多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的支撐結(jié)構(gòu)體系，用以確保多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的支撐強(qiáng)度。在支撐形式的選擇上應(yīng)當(dāng)避免采用K型支撐。如若多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的中心支撐無(wú)法滿足抗震力結(jié)構(gòu)的建造要求，在對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)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(jié)構(gòu)。以確保設(shè)計(jì)完成后的多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房能夠具有足夠的抗震能力。

樓蓋是多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中的主要組成部分，在對(duì)這一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)柱網(wǎng)布置方案時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)滿足多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的生產(chǎn)所需，在此基礎(chǔ)上通過(guò)合理的計(jì)算柱距來(lái)保障多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房能夠具有良好的經(jīng)濟(jì)性、空間結(jié)構(gòu)以及施工的便利性。對(duì)于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的樓蓋部分，就形式上可以選用現(xiàn)澆混凝土的壓型鋼板、預(yù)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(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)，在選用合理形式的樓蓋時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建設(shè)所需及其他一些影響因素來(lái)合理的進(jìn)行選取。在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房樓蓋的設(shè)計(jì)中，現(xiàn)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(jié)構(gòu)工業(yè)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(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)時(shí)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)其引起相應(yīng)的重視，確保多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)質(zhì)量。以多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的伸縮縫為例，現(xiàn)今的廠房大都選取的是大跨距、長(zhǎng)距離的結(jié)構(gòu)形式，其所受到的溫度應(yīng)力一旦超出可控范圍將會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的變形問(wèn)題，而變形情況較為嚴(yán)重時(shí)將容易導(dǎo)致多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的屋面、墻面等在變形力的作用下拉裂破壞。因此在對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房伸縮縫進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)以多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的基礎(chǔ)頂面作為起點(diǎn)，在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的兩個(gè)溫度區(qū)段分隔的上部結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行設(shè)置用以控制上部結(jié)構(gòu)在溫度變形時(shí)的變形量，保障多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的安全。

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，而這一簡(jiǎn)單對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)而言則需要進(jìn)行大量的論證、計(jì)算，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房是由鋼構(gòu)件構(gòu)成的復(fù)雜有機(jī)體，各構(gòu)件的設(shè)計(jì)與搭接都有著嚴(yán)格的要求與規(guī)范，在對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房項(xiàng)目的層高、層數(shù)以及廠房的外部環(huán)境等因素進(jìn)行詳細(xì)的考慮和分析，并在鋼結(jié)構(gòu)承載力的設(shè)計(jì)中做好多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震能力的設(shè)計(jì)，做好多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房縱向與橫向這兩個(gè)方向的鋼結(jié)構(gòu)廠房框架體系的控制。并在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的變形縫部位適當(dāng)?shù)脑黾优浣睿靡蕴岣叨鄬愉摻Y(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在強(qiáng)度設(shè)計(jì)方面滿足相應(yīng)的要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在工業(yè)及其他領(lǐng)域中有著較為廣泛的應(yīng)用，同時(shí)由于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在工程造價(jià)、建造速度等多方面的優(yōu)勢(shì)其有著廣闊的發(fā)展前景。本文在分析多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要注意問(wèn)題進(jìn)行了分析介紹，做好多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的規(guī)范化設(shè)計(jì)，確保建設(shè)質(zhì)量。

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