多層工業廠房結構設計分析

摘要：經濟的快速發展改變了以往的經濟發展模式，經濟運行節奏不斷加快，工業廠房建筑作為工業生產的重要載體也在不斷的優化升級從而為工業生產提供強大的助推力。現今的工業廠房在設計建設的過程中廣泛使用“鋼結構”的工業廠房結構用以取代傳統的鋼筋水泥建筑。多層鋼結構工業廠房采用鋼構件作為廠房的結構主體，并輔助以其他構件所構成的。隨著經濟的快速發展應當積極做好多層鋼結構工業廠房結構特點的分析并在多層鋼結構工業廠房設計過程中不斷優化完善，確保多層鋼結構工業廠房的質量。

關鍵詞：多層鋼結構工業廠房;設計;結構特點

對于多層鋼結構工業廠房而言，從其設計到施工的每一個環節都非常重要。設計環節作為源頭，要求設計人員采取相應的對策，來為多層鋼的穩定性、可靠性和安全性提供相應的支撐，進而為廠房整體的實用性能奠定堅實的基礎。因此，文章以多層鋼結構工業廠房為論述對象，從其優勢、特點、設計要點、案例分析等方面進行了詳細的分析，希望能夠為今后相關內容的研究提供一定的參考依據。

一、多層鋼結構工業廠房的優勢

多層鋼結構的反義詞就是單層鋼結構。與多層鋼結構相比，單層鋼結構的工業廠房功能十分單一，其廠房也不具備多層鋼工業廠房的優勢。多層鋼結構工業廠房大跨度、大荷載、多開洞，能夠集中大批量生產，施工工期較短，施工效率較高，能夠節省大量的人力和物力。多層鋼結構的材料截面積通常比較小，這樣就可以在施工的過程中不斷為建筑拓展空間。多層鋼結構的材料不會破壞和污染環境，材料可回收利用有效起到節能降耗的作用。多層鋼結構的工業廠房不僅穩固，使用壽命長，施工周期短，還十分美觀大方。

二、多層鋼結構工業廠房的特點

（一）層高較高及其柱網尺寸大

工業廠房比普通的民用建筑的層高更高，通常民用建筑的層高的二倍相當于一個工業廠房的層高。在工業生產中會采用許多大型的機械設備，因此必須要求工業廠房具有較高的層高，實現安全生產。所以，工業廠房的層高不會按照普通民用珠住宅層高的方式去設計，而且柱子之間的間距很大。

（二）集中和懸掛荷載較多

在工業生產中，需要多次、頻繁使用各種各樣的大型機械設備。使用這些設備的時候，需要注意其運作產生的振動對廠房造成的影響。大型設備比較沉重，使用時會所產生的振動會對工業廠房的結構帶來很多考驗，比如振動產生的集中荷載，通常荷載會很高，而這正是多層鋼結構工業廠房所具備的特點。另外，一些大型的機械設備所產生的懸掛荷載也會給工業廠房設計帶來一定的難點，而這恰恰是多層鋼結構工業廠房所具備的優勢。

（三）施工周期較短

傳統的工業廠房一般采用鋼筋混凝土等作為其建筑材料，多層鋼結構的工業廠房所使用的材料具有一體化功效，結合了設計、施工于一體，這樣就不會出現其他的作業環節，能夠大大縮短施工周期，還會保障施工現場以良好的環境。

三、多層鋼結構工業廠房設計注意的問題

（一）注意工業廠房的防震性能

無論何種類型的工業廠房，在進行設計時首先要考慮到安全性問題，只有安全問題得到保障，后續的一系列生產活動才能繼續進行。結合當前工業廠房面臨的不安全因素，地震是必須要重視的。地震發生是，房屋建筑容易發生坍塌、損壞，這就不得不使工業廠房結構設計時防震性能上下功夫。特別是地處地震多發區的工業廠房，應當根據歷史情況確定廠房的防震系數，結合歷史數據和專家的預測大致推測出當地可能出現的最大等級的地震，多層鋼結構工業廠房的結構設計應以最高等級地震為標準進行設計，使得設計出的多層鋼結構工業廠房能夠符合當地的實際情況，不會輕易因地震的發生而出現坍塌、損壞。

（二）結構計算中要注意的問題

多層鋼結構工業廠房結構設計時，必須要進行結構計算，同過結構計算使得設計出來的工業廠房各項參數數據更加精確，從而廠房的施工提供科學的參考。多層鋼結構工業廠房結構計算的內容很多，如柱子的長度計算、梁端彎矩寬度的調整幅度計算、各部位的荷載計算、可能出現的裂縫寬度計算等。如果對于上述結構的計算工作沒有到位，那么就容易導致后期施工時缺乏準確的數據作為參考，施工質量和安全存在威脅。在進行結構計算的時候，施工人員與設計人員要積極地交流與溝通，在結構計算時達成共識，避免因結構計算環節出現理念偏差，導致雙方矛盾的出現，有效的雙方溝通能保證工業廠房設計質量。

四、多層鋼結構工業廠房的設計案例

（一）工程概況

某多層鋼結構工業廠房，總建筑面積5000m²。其中，第一層標高4.7m，第二層標高10.7m，夾層高度3.4m，建筑總高度為18.8m。在對該多層鋼結構工業廠房進行設計的時候，必須要考慮承重的要求，因為在廠房的四周布置了4根箱形柱，將各柱與縱向之間的距離控制在7.4m。另外，考慮到經濟性的要求，箱形的高度子在12m以上，應當要采用工字型截面柱，其他的框架也選擇工字型。還有，屋面采用的是“C”型鋼檁條薄壁，外掛夾芯板作為墻面的板面，樓面則選擇的是現澆混凝土。

（二）設計方案

綜合考慮各方面因素之后，結合該工業企業廠房生產的實際要求，設計人員進行設計工作，設計的過程具體包括如下：（1）荷載的計算：經過調查分析之后，了解到該工業且有所在區域的基本風壓為0.3kN/m²，地震最大烈度為7級，地震加速度為0.1g，阻尼比為0.35;（2）確定荷載工程狀況：該多層鋼結構工業廠房設計時，將“X”方向的地震力作用與風力作用，并且對恒載作用與活載作用下的標準力進行了充分的考慮;（3）建立起STS空間模型，通過主要的數據計算軟件satwe計算完成框架桿件的強度、穩定、自振周期、節點強度等。

五、結語

綜上所述，多層鋼結構工業廠房是目前十分熱門的建筑。采用鋼結構可以大大提升工業廠房的性能，并且更加輕便，承載力更強，施工工期短，施工效率高。多層鋼結構的工業廠房作為目前比較流行的建筑，其設計的要點成為許多設計人員高度重視的問題。如何優化廠房結構體系和設計思路，提升參數計算的準確度，需要設計人員認真思考和摸索。

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作者簡介：姓名：張森（1985.05--），性別：男，籍貫：遼寧省 錦州市，學歷：本科，畢業于福州大學，現有職稱：中級工程師，研究方向：結構設計。