多层钢结构工业厂房设计分析

2016-02-16陈莹林成孙光跃山东省冶金设计院股份有限公司山东莱芜271104

中国房地产业 2016年6期

文/陈莹、林成、孙光跃山东省冶金设计院股份有限公司　山东莱芜　271104

多层钢结构工业厂房设计分析

文/陈莹、林成、孙光跃山东省冶金设计院股份有限公司山东莱芜271104

随着社会和经济的快速发展，工业发展得到了经济保障，从而工业厂房也如雨后春笋般增长。最近几年，轻钢结构厂房在工业厂房中凭借自身特点、优势脱颖而出。轻钢结构厂房不但展现了钢结构的特点，而且保证了建筑物的安全性，提高了工业建筑效率。本文结合作者经历，以多层钢结构厂房进行讨论分析。

多层钢结构；分析；工业厂房

在改革开放后，中国经济得到极力的发展，工业厂房建设朝着钢结构设计发展，其钢结构厂房凭借其稳定、安全、方便等特点，钢结构可以在工业上大量生产、储存、运输，并且对环境污染小，材料还可以回收利用，在国家倡导绿色环保、节约的政策影响下，得到了工业建筑设计师的青睐。因此多层钢结构厂房在中国大地拔地而起。在我国建筑史上成为新型的建筑类型。

1、多层钢结构工业厂房的特点

1.1其主要使用的材料为工业上的轻钢，轻钢和我们常说的钢材差不多，不但包含了普通钢材的稳定安全性，也具有自身独特性，例如：质量轻，便于运输，另外，对于多层钢结构厂房来说，便是个优势，减轻了工业厂房自身的重量，使建筑物稳定性得到了提高。

1.2另外，钢结构厂房另外独特的优势体现在其主要采用轻型围护结构，使用的材料为夹芯金属板，其钢结构稳定性好，承重高，而且还质量轻，在施工时，可以快速安装，又不像混凝土建筑提前打地基，节省了施工时间。在经济快速发展的今天，效率就是金钱，从而效益得到了提高。

1.3多层钢结构厂房可以根据用户的用途快速的拼装成所需要的结构。充分的结合了厂房实际的用途和作用。可以使层与层之间的空间变得更大。但对其自身的稳定不受影响。

2、多层钢结构工业厂房设计分析

在施工多层钢结构工业厂房时，设计师要考虑全局，不但要考虑厂房的安全性能也要考虑整体的美观。通常，当厂房整体框架出来之后，设计师就要对厂房的重点部位要进行反复计算和论证讨论以及科学分析稳定性。

2.1多层钢结构工业厂房设计理念

2.1.1建筑结构要整体化

一般的钢结构都是在建筑后再结构的而设计顺序，而多层钢结构厂房得力于软件的先进性，设计师可以对整个建筑施行结构一体化设计，现在国外都是基于这样理念，而国内依然根据传统的设计习惯。从而对建筑的风格就很难以保证。另外，国内对围护系统和整体结构分开设计的方法也是不合理的，通常都是组合在一起来设计，才可以保证完整性。

2.1.2截面设计具体化

通常，多层工业钢厂房使用的钢材料种类不易过多，一般不要超过5种，使用的钢材种类越少，对钢材的准备就越充分，一般对于钢材尽量都是统一规格使用。另外，对于C级别的螺栓和厂房支撑杆相连的地方，应注意使用螺栓的最大直径，来保证施工的而合理性。最后对截面厚度要求上，，我们要考虑钢结构的承受系数，另外对于厚度小于4mm的钢板和厚度低于3mm的钢管都不易被采用在钢结构中，应该使用相同钢量级别下截面较大的钢度。

2.2多层钢结构工业厂房设计要求

通常来说，多层钢结构工业厂房的设计要结合自身特点，结合实际需要。在设计过程中要结合结构布置、各项参数、考虑各种影响因素。这样，不但施工效率得到提高，厂房的安全稳定性也得到提高。同时减少了环境的污染，有效的保护了环境。还可以节省材料。符合国家提倡的绿色建筑标准，对企业来说，节省了资金，效益得到了提高。安装方便，使用户走上可持续发展的道路，因此在钢结构厂房设计过程中，主要注意一下几方面。

2.2.1在设计中，对于厂房的结构要求是重要的，担当者保护框架的角色，对厂房的稳定和可靠也有重大影响。所以设计师应该根据厂房的具体尺寸，高度，层数，荷载率等影响因子来考虑比较合适的结构方案。当厂房面积较大、空间大的情况下，我们通常使用框架结构方案。其可以保证空间的满足，也保证了厂房的稳定。当厂房要求层数高的情况下，则多采用框架—剪力墙结构方案。

2.2.2在设计厂房过程中，厂房的长宽方向也需要进行合理的设计和控制要求。要注意抗震能力，一个好的结构比，可以起到保护厂房的作用。为提高厂房的质量，应该设计相应的收缩缝和防震缝，提高厂房的配筋率。

3、多层钢结构工业厂房设计思路

当进行多层钢结构工业厂房设计施工时，设计师不但要对整体结构进行考虑，还要把整体中的重点部位当做重点研究对象。所以，一般当对厂房设计施工过程中，要保证设计思路清晰。多层钢结构工业厂房的重点部位有很多。例如，节点构造、支撑体系、多层钢结构的承受载荷。此处对对中厂房的设计思路中重要的内容展开分析讨论。

3.1厂房结构体系

3.1.1钢架加支撑的组合体系是指把纵向设计钢架与支撑相结合的方式，通过两者的相互作用来承担水平方向上的力，此种组合方式可以保证柱纵向弯距减小，但是对楼层面钢度要求较强，假如柱子间弯距程度不一致，从而导致柱子对整个厂房支撑力度不一样，从而对厂房安全埋下隐患。

3.1.2框架一支撑方式，主要把厂房横向设计成刚接框架，厂房纵向设计成柱一支撑方式，通过采取柱与柱间支撑来共同承担水平方向的荷载。此方式成本较低，但此方式有一弊端，柱间支撑会造成厂房使用受限，不过此方式对纵向较长，横向较短的厂房使用较好一些。

3.1.3纯框架体系，这种形式不同于第一种形式，这种方式一般把厂房纵向和横向都设计成钢接框架，厂房内不采取柱间支撑的方式，从而使厂房空间上使用不受限制，缺点是柱不宜采用工字型柱，而要采用两个方向惯性知差别不人的截而形式(如箱形柱)，使用钢量增加。

3.2楼盖布置思路

楼盖主要承担纵向的荷载，因此，楼盖结构需要具有较强的承载力、强度等，来维持楼盖的作用。通常在多层钢结构工业厂房设计中，采用压型钢板组合以及预制板叠合层组合两种方式来搭造楼盖，可以节约钢结构材料、提高楼盖安全性和经济作用，另外，压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板造价相对较高。因此，多层钢结构工业厂房宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼盖。

3.3节点构造设计思路

通常钢结构节点主要包括柱与柱接头、梁与梁的节点以及梁柱节点。在钢结构厂房中这些重要地方的节点由于受力非常复杂，因此，设计人员保证整体设计思路的原则上应该对这些部位进行有针对性的优化设计来保证厂房安全。