綠色工業(yè)建筑之鋼結構單層工業(yè)廠房結構設計探討

毛穎

（南京揚子石油化工設計工程有限責任公司 210048）

對于單層工業(yè)廠房來說其建筑的模式不是傳統(tǒng)式的建筑而是屬于裝配式建筑，在一定程度是是符合各種標準要求的，是綠色建筑。綠色建筑指的是要極大程度的利用好資源。在節(jié)能環(huán)保問題上最主要的一點就是盡一切可能的對資源進行合理高效的利用。在此過程中，如果能實現(xiàn)資源的可循環(huán)利用則是最為理想的狀態(tài)。建筑資源包括的資源有很多，主要有土地資源、水資源和能源資源等。在這些資源利用的過程中，一定要進行最佳的優(yōu)化手段。對其盡量做到可循環(huán)利用，讓建筑材料發(fā)揮其最大的自身價值。例如，在建筑材料未損壞可以進行使用的情況下在對其進行第二次回收使用。在建筑的質量把控方面，要切實落到實處，增加建筑材料的使用年限，從而間接延長建筑材料的使用效率。

盡可能地減弱建筑材料對于環(huán)境的影響。節(jié)能環(huán)保是指在一定程度上對資源高效利用通俗是指不浪費，可以拆分來看就是節(jié)能和環(huán)保的兩個主題。對于節(jié)能來說，就是對于資源的合理利用。而環(huán)保則是指環(huán)境問題。在施工環(huán)節(jié)中，要盡可能地減少對于環(huán)境的污染，減弱其對于環(huán)境的破壞力度，防止其增加環(huán)境壓力。污染和破壞環(huán)節(jié)主要是包括對于空氣、土壤和水的影響。同時也要注意選址，對于原材料的選擇要盡可能選擇離施工地帶較近的地方，減緩在運輸過程中汽車尾氣給環(huán)境帶來壓力。

一個單層工業(yè)廠房的結構設計必須是安全和適用的，先進的技術，經濟，質量保證和環(huán)保。鋼結構車間的設計需要的材料，結構和方案的結構措施，以滿足運輸，安裝和使用過程中的結構部件的強度，穩(wěn)定性和剛度要求合理選擇。優(yōu)先使用通用和標準化的結構和部件達到綠色環(huán)保的要求。

1 鋼結構單層工業(yè)廠房結構型式選用

鋼結構框架結構是適用于廣泛的應用范圍。除了被用于一般單層工業(yè)廠房，它也可用于大跨度和高度大的提升橋式起重機的工業(yè)廠房。當主要承重結構為單跨或多跨結構、具有輕型屋蓋和輕型外墻、無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1～A5工作級別橋式吊車或3t懸掛式起重機的單層房屋結構采用門市剛架比鋼結構更經濟。當基礎的不均勻變形大時，它是優(yōu)選采用鉸接框架或類似物，其是不敏感的不均勻變形。

單層工業(yè)廠房中對于總柱之間的距離是有一定要求的，在大多的車間柱間距為12m，在中小型的車間柱間距是6～9m之間。

該柱間距合理且經濟。為了使工廠的設計安全可靠，在施工的過程中就要考慮很多方面的問題，比如說技術是否先進、對于施工要求是否方便可行等。這樣進行充分的思考過后才能進行準確的設計。單層工業(yè)設備的合適結構類型和柱間距是合理結構設計的優(yōu)選決定因素。可以進行方案的比較，并比較每單位面積的鋼量以獲得經濟合理性。對于不同的柱間距，在風荷載和起重機載荷的作用下，可以對鋼柱，起重機梁，屋頂和墻架鋼進行綜合分析和比較。但是，過分追求最低鋼材使用指數(shù)作為比較基礎是不合適的。有必要從結構強度，力傳遞的合理性，抗震性能，施工成本以及部件加工的時間和質量控制等方面進行綜合分析。綜合考慮，綜合比較，做出合理的經濟選擇。建筑的平面外觀應規(guī)則而簡單。多跨植物應具有相同的高度和相等的長度。具有相似高度的多跨植物應該被制成相等的高度。如果建筑物復雜或有建筑物房屋，縱向跨度相交，并且有很高的交叉點，那么就需要在設計過程中使用防震接頭。

2 鋼結構單層工業(yè)廠房結構設計節(jié)材建議

精細的結構設計和合理的鋼材節(jié)約可以從以下幾個方面入手：

（1）風荷載值：在計算擱板或剛架和支撐構件時，當高度范圍較大時，可將其分為多個區(qū)段，高度范圍約為5m，并使用相應的風壓高度變化系數(shù)計算風荷載。如果風荷載值范圍太大，則風壓高度變化系數(shù)也將偏向大值，這可能導致大的風荷載。

（2）起重機載荷值：計算框架或剛架時，多臺起重機的垂直載荷和水平載荷的標準值應乘以載荷規(guī)范規(guī)定的縮減系數(shù)；當要定義起重機時，程序將在分析過程中以雙層起重機的特殊方式組合，并獲得正確的計算結果。否則，起重機的組合負荷值將太大，并且用于結構構件的鋼的量將相應地大。

（3）框架或剛架結構的類型：當框架或剛架用于計算時，如果需要進行抗震設計，結構類型參數(shù)可以定義為：燈罩工廠根據(jù)“低延性，高度靈活”的性能設計，2倍的抗震力。在當前鋼結構設計規(guī)范的彈性設計階段，塑料耗能區(qū)外的板的寬厚比可以通過板的厚度與厚度比減小，從而節(jié)省鋼消費。

（4）輕量級保持板：輕質板，如異型鋼板，被盡可能用于屋頂板和外墻板。其自重輕，從而可降低承重結構的橫截面尺寸，節(jié)約鋼材，并促進更合理的基礎。設計和抗震設計規(guī)范。

（5）屋面椽和墻梁：屋面梁和墻梁應為冷彎薄壁鋼構件或高頻焊接H型梁。可以盡可能多地使用連續(xù)成員。當柱間距為12m時，使用壁梁，并且沒有壁柱。

（6）階梯式鋼柱：階梯式鋼柱一般有單級柱（上下柱）和雙級柱（上，中，下柱）。雙層起重機有單級或雙級立柱，單級雙肢格子柱是首選。通常，雙層起重機車間具有較大的提升重量，而下部起重機具有較小的提升重量。當使用單級柱時，上部起重機梁放置在下柱肩梁的頂部并對應于下柱肢，并且力直接傳遞；下部起重機梁可以放在柱子的下腿上。采用雙級格構柱時，上，下吊車梁位于相應的立柱上，上部大噸位起重機載荷通過中柱傳遞到下柱肩梁，力傳遞間接地向下柱，這增加了用于下柱肩梁的鋼的量，并且下柱覆蓋了該區(qū)域。與雙級柱相比，單級柱具有大噸位起重機的直接載荷傳遞力，這在一定程度上可以讓鋼量的使用減少，還能夠與此同時減少下柱的面積。

3 鋼結構單層工業(yè)廠房結構設計材料資源利用分析

對于單層工業(yè)建筑來說其結構時鋼組成的所以其防震體系較高；并且建筑所使用的鋼結構是一種可以循環(huán)使用的材料；鋼結構廠房組件標準化加工，工廠生產，裝配式施工；鋼可以合理地用于高強度鋼；高強度鋼筋可用于混凝土基礎中的鋼筋；預拌混凝土用于基礎現(xiàn)澆混凝土，預拌砂漿用于建筑砂漿。通過以上分析可以看出，它符合綠色工業(yè)建筑物資源利用評價指標。

4 結語

綠色發(fā)展理念已編入國家十三五發(fā)展綱要，發(fā)展綠色建筑成為必然趨勢，符合綠色工業(yè)建筑理念的鋼結構單層工業(yè)廠房將大力發(fā)展。作為設計人員也要為推動綠色建筑做出努力。