單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地震作用闡述

石少雄

中建中環(huán)工程有限公司， 江蘇南京 210000

摘要：本文主要對(duì)單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并基于此，對(duì)其地震作用進(jìn)行了闡述。單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房具有施工周期短、節(jié)能環(huán)保、安全性等特點(diǎn)，能夠滿足目前工業(yè)化生產(chǎn)的需求。對(duì)該結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地震作用進(jìn)行研究，不僅符合綠色環(huán)保的要求，還能夠促進(jìn)我國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);地震作用;分析

在我國工業(yè)化發(fā)展迅速的背景下，對(duì)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地震作用進(jìn)行分析，加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的安全性，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益已經(jīng)刻不容緩了。經(jīng)研究分析，為了盡可能的吸收地震產(chǎn)生的能量，可以采用有良好的韌性與塑性的鋼結(jié)構(gòu)，因此單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房逐漸在工業(yè)化建設(shè)中得到了應(yīng)用。

1 單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，傳統(tǒng)的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)建造已經(jīng)不能滿足社會(huì)的需求，因此對(duì)單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行分析已經(jīng)刻不容緩了。為了使廠房結(jié)構(gòu)承載能力得到一定的提高，目前工業(yè)廠房中非常常見的一種結(jié)構(gòu)形式便是由鋼結(jié)構(gòu)建造而成的，稱為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，該結(jié)構(gòu)廠房相比于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)廠房有著無與倫比的優(yōu)勢(shì)。（如圖 3所示）另外由于單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的建造不僅在一定程度上能夠滿足客戶的需求，還符合我國可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保的理念。因此下面主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房動(dòng)力特性以及鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

1.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房動(dòng)力特性分析

在設(shè)計(jì)單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的過程中，廠房動(dòng)力特性對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著不可忽視的作用，因此在設(shè)計(jì)期間必須利用有限元軟件SPA具體包括的四個(gè)單元分別對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房動(dòng)力特性做好周密的分析，從而對(duì)廠房的空間結(jié)構(gòu)有一定的了解。另外空間結(jié)構(gòu)模型的建立也需要結(jié)合動(dòng)力特性的分析方式，確保劃分具體單元以及網(wǎng)格劃分能夠同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)一步使得單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房中墻面板、屋面板等能夠?qū)崿F(xiàn)自重減輕，并且還能在一定程度上均攤鋼柱梁的重力。最后，振型圖的制定是在分析模型中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及了解廠房的空間結(jié)構(gòu)情況之后確定的，鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中必須考慮扭轉(zhuǎn)變形的現(xiàn)象，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的位移情況進(jìn)行檢測(cè)。

1.2鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

在單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，考慮的因素非常多，必須有效控制廠房的鋼梁、橫縱跨度以及廠房柱網(wǎng)等每個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的部分，從而在一定程度上提高最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。為了保障鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性與穩(wěn)定性，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格按照國家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，另外還需要安排專業(yè)人員定期的進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決施工中遇到的問題，做好維護(hù)工作，為柱網(wǎng)后期維護(hù)奠定良好的基礎(chǔ)，從而保證柱網(wǎng)柱距的統(tǒng)一問題能夠被及時(shí)檢查，進(jìn)而使單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、功能性與經(jīng)濟(jì)性得到充分體現(xiàn)。

2 單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的地震作用分析

上面主要對(duì)單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)為了滿足工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展對(duì)廠房結(jié)構(gòu)提出的要求和標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，完善其中的不足，更新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因此相關(guān)部門必須加大對(duì)單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視力度。另外為了進(jìn)一步提高廠房的安全性，還需要對(duì)其地震作用進(jìn)行研究，抗震對(duì)于任何建筑的重要性都是不言而喻的，因此對(duì)單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的地震作用進(jìn)行分析也是目前必須要完成的任務(wù)。

2.1地震作用的特點(diǎn)和計(jì)算方法分析

在建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)中，地震一直是其影響的重要因素，因此為了使工業(yè)生產(chǎn)廠房的抗震能力得到提升，必須結(jié)合地震的特點(diǎn)（如表 1所示）進(jìn)行分析，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。另外對(duì)于單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房而言，在了解到地震的特點(diǎn)后，還需要確保地震作用計(jì)算到位，這就需要對(duì)其計(jì)算方法進(jìn)行分析。目前，振型分解反應(yīng)譜法、底部剪力法以及時(shí)程分析法等多種方法都可以用于地震作用的計(jì)算，因此需要考慮實(shí)際情況選擇合適的方法，準(zhǔn)確計(jì)算不同時(shí)刻的地震內(nèi)力、變形等情況。

2.2單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的地震作用分析

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)廠房如何在建設(shè)中提高抗震能力進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，因此單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格遵循相關(guān)要求，科學(xué)、合理的開展相關(guān)工作。另外由于該結(jié)構(gòu)廠房有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、跨度大等特點(diǎn)，因此還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析、整理和總結(jié)，從而提高廠房的安全性。

3 總結(jié)

綜上所述，單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房憑借著其使用年限長、節(jié)能環(huán)保、施工工期短以及成本低、自重輕等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為目前工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要方向，因此相關(guān)部門必須加大對(duì)單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及地震作用分析的重視力度，從鋼結(jié)構(gòu)廠房動(dòng)力特性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及地震的特點(diǎn)和計(jì)算出發(fā)，為廠房的穩(wěn)定性和安全性提供保障。

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