研究钢结构厂房设计

研究钢结构厂房设计

[摘要]随着我国社会主义经济的迅猛发展以及工艺技术的不断进步，对建筑形式也提出了越来越高的要求。钢结构厂房的产生是现代化发展的需要，其在建筑行业中具有较高的使用度，广泛应用于世界各地。本文简要叙述了钢结构厂房的优势以及在设计过程中的主要特点，阐述了在设计钢结构厂房中的重要内容，说明了钢结构厂房的设计应与实际施工相结合，才能有效减少施工的难度，实现最终预设的效果。

【关键词】钢结构；厂房；设计

近年来，随着我国社会主义经济的迅猛发展，对厂房建筑也提出了更高的要求。而钢结构具有环保、自重轻、施工效率高、耐抗震以及高承载力等多方面优点，因此广泛应用于厂房的建筑施工中，钢结构对建筑领域来说有着至关重要的作用。

1.钢结构厂房的优势

应用钢结构建设厂房具有以下几个方面的特点：①在实际施工过程中具有较快的安装速度，而钢结构的组成零件可以进行大批量工业化生产，应用设备实施给料、焊接和开孔等作业，并及时处理好表面结构，有利于实际建设中的拼装施工，在一定程度上可以减少施工周期。②钢结构与混凝土结构相比较，混凝土结构具有较为复杂的建筑工艺，且不具备较强的防震能力，而钢结构因自重轻，不但能够弥补这些缺陷，还可以有效降低了地基承载力。③钢结构系统通常会应用具有较高强度的材料，而钢结构厂房因投资成本不高，且拆迁便利，所以可以反复回收利用，避免了材料的浪费，对环境起到很好的保护作用[1]。

2.钢结构厂房设计的主要特点

钢结构厂房在世界各地均得到普遍使用，尤其是在发达国家应用更为广泛。钢结构厂房通常适用于仓储库房、工业厂房、会馆展厅、净化车间以及超市，其设计的主要特点有以下几个方面：①具有较大的空间和跨度，且建筑质量轻，强度极高；②设计一般选用最先进方法，可充分满足钢材对抗冲击性、变形能力、抗震性以及刚性等多方面要求；③钢结构建筑能够反复利用，且搬动迁移十分便利，避免了大量钢材的浪费，保护环境不受到污染；④钢结构独特且轻巧，实际占用面积小，应用面积广，增加了建筑物内的使用空间；⑤组成零件标准，制作精良，安装方便快速，有效缩短了施工工期，减少投资成本；⑥具有较高的防火性和较强的防腐蚀性。

3.钢结构厂房设计的主要内容

由于工艺布置的需要，多层厂房通常都会使用到较大的空间，结构一般会选择框架结构，在工艺条件允许且层数较多的状况下也可选择框剪结构。在布置结

构过程中应满足以下两个方面的要求：①布置柱网时尽可能呈对称均匀状，让建筑物的刚度和质量相吻合，有利于建筑物空间扭转作用的降低，建筑结构系统要传力明确，满足简捷规律的结构原则；②防止发生应力集中、竖向外挑或内收、变形凹角以及突变收缩等情况，尽力减少刚度突变现象。

3.1钢结构厂房位于地震区可不设防震缝

建筑物若处于地震区域，那么伸缩缝就属于统一体，因此当建筑物发生较长状况时，应在施工过程中每间隔40米就建设一道800毫米一个1400毫米宽的后浇带。此外，温度均会对建筑物的底层、顶层和山墙等部位造成严重影响，应合理调整配筋率，适当加厚建筑面的隔热保温层，建造结构合理的架空层，以便逐步形成通风面，达到减少设置防震缝和伸缩缝的目的。

3.2钢结构厂房电梯位置的布设和框架周期的掌控

多层钢结构厂房因设备复杂、货物重，因此提出竖向运输的要求，而竖向运输均在电梯间实现。采用钢筋混凝土实施建造，会使电梯井筒具有过强的刚度，所以在建造过程中应全面考虑到建筑物受电梯井筒的偏心力影响，在设计结构时尽可能不要在建筑物的端部与角部设置电梯井筒。多层钢结构厂房因跨度方向的尺寸较大，所以相对的柱子较少，而柱与柱之间相距方向的尺寸较小，因此具有较多的柱子[2]。通常情况下均会使用横向框架进行掌控，使得横向与纵向的抗震能力基本上均相一致，除了有利于抗震之外，还能够使设计更加合理化和经济化。

3.3钢结构厂房设计支撑体系的重点

在设计钢结构厂房过程中，要充分考虑到空间工作、整体刚度、承载力以及传递纵向水平力等多方面因素，以避免杆件发生较大情况的变形，防止压杆失去固有的稳定性，实现整体结构的安全性、可靠性和稳定性。在设计安全的支撑体系时，可按照厂房结构的具体形式、车间吊车的建立、厂房实际高度跨度、温度区域长度以及振动设备等内容来布置，注意要和建筑物的水平支撑点相吻合[3]。

3.4钢结构厂房设计耐热能力的要点

在建设钢结构厂房时，其防火能力普遍较差，若钢材受热超出100℃，钢材的实际抗拉强度会随着温度的不断升高而迅速下降，塑性则会逐渐增大。当钢材受热温度达到250℃时，会稍微提高钢材的实际抗拉强度，但塑性却成降低状态，发生蓝脆现象。若钢材受热温度达到250℃以上时，即会产生徐变情况。若钢材受热温度高达500℃，钢材强度就会呈负极降低状态，最终导致钢结构塌落，所以在设计钢结构的耐热能力时，应做好充足的了解，并进行多次反复试验，以确保结构的安全性和可靠性。

3.5钢结构厂房设计抗震能力

在钢结构厂房施工建造前，应对结构的实际抗震性做综合考虑，有利于解决日后复杂多变的地质问题。设计厂房结构时一定要将刚度与质量呈均匀分布，并应用钢结构固有的受力性来降低横向结构的变形程度。同时还要尽可能实现钢结构对强度的要求，以确保杠杆不会失稳，从而有效提高整个钢结构厂房的安全性和稳定性[4]。在发生地震的情况下，会出现低周疲劳影响，在设计过程中应充分考虑到其对厂房造成的影响。设计抗震性对于钢结构厂方来说具有至关重要的作用。

综上所述，在设计钢结构厂房时，应选择与之相关的主要设计标准，真正实现厂房结构的合理化，并实行精确的计算，保证各项资料的准确性，最后将钢结构厂房的设计和实际施工相结合，在不同程度上均可以有效降低施工的难度，以达到最佳的建筑效果。

参考文献

[1]李志勇，戴建琪.探讨在厂房中门式刚架轻型钢结构的设计思路[J].四川建材，2009，（06）：54-56.

[2]白新玲，陈耀华.浅谈门式刚架轻钢结构设计中的若干问题[J].黑龙江科技信息， 2011，（11）：98-100.

[3]赵永江.轻型门式钢架厂房结构设计要点探讨[J].中国城市经济，2011，（09）：167-168.

[4]林攀举.浅谈门式钢架轻型房屋钢结构设计[J].科技资讯，2010，（21）：73-74.