钢结构工业厂房设计分析

文/王全、程锋年 洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司 河南洛阳 471039



钢结构工业厂房设计分析

文/王全、程锋年 洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司 河南洛阳 471039

【摘要】伴随着我们国家的经济不断发展和快速的进步，轻钢结构建筑同样也在建筑行业当中快速的发展。钢结构建筑是继钢筋混凝土建筑之后的最具有着革命性建筑的新发展还有新的应用。轻钢结构建筑的特点都有下面这几个内容：整体的刚度还有抗震的性能比较好、施工的速度比较的快、结构占有的面积比较的小还有承载的能力比较的高，在工业厂房当中，钢结构慢慢的替代了钢筋混凝土结构。虽然说钢结构厂房有着很多的优点，但是，同样也有着防火性能比较的差、容易被腐蚀还有立面不是很容易处理的缺点。我通过文章叙说了钢结构厂房的结构设计要点。

【关键词】钢结构；工业；厂房；结构设计

前言

伴随着经济的快速发展，对于工业厂房的建设要求变得越来越高，对于施工的速度、建筑的灵便性、抗震的能力还有环保的方面都有了更高的要求，而钢结构的工业厂房在这些方面都能够表现出很好的优越性，所以在建筑工程当中得到了比较广泛的应用。

1、钢结构工业厂房的一些优点

1.1施工速度比较快

在现场施工还有安装的速度比较的快，因为钢结构构件能够工厂化批量的进行生产，使用设备下料、焊接、开孔，并且进行表面的处理工作，可以极大的方便现场拼装施工的进行，在很大的程度上减少了施工的时间，而且相应的还能够降低成本。

1.2钢结构工业厂房的质量轻

跟混凝土结构进行相比较，钢结构的主要优势就是质量比较的轻，这样也能够在很大的程度上减少地基的负担，而且混凝土结构的建筑工艺比较的复杂，防震的程度还比较的低，钢结构体系都能够有效的解决这些问题。

1.3材料强度比较高，成本低

钢结构体系使用的材料强度都比较的高，钢结构的工业厂房投资也比较低，钢结构厂房在进行拆迁的时候还比较的方便，可以进行很多次回收利用。

2、钢结构工业厂房设计的特点

钢结构工业厂房的自重比较轻，强度比较大、跨度比较大而且空间也比较的大。在设计的时候，使用最为先进的设计方案，能够充分的将钢材抗震性能好、抗冲击能力强、刚性比较好还有变形的能力比较强的有点发挥出来。而且钢结构工业厂房还能够进行重复再利用，能够节约很多的钢材。

3、工业厂房结构设计的一些基本要求

3.1地震地区的工业厂房应该少设计或者是不设计

防震缝地震地区当中的工业厂房，我们可以通过下面的构造措施还有施工措施来少设置伸缩缝还有防震缝：施工的过程当中，每隔四十米就设置一道后浇带；在温度影响比较大的顶层、底层、山墙还有内纵墙开间的墙体等部位，我们应该适当的提高配筋率；我们要加厚屋面隔热保温层或者是设置架空层形成一个通风屋面。

3.2合理的对于电梯间位置进行布置

多层的工业厂房因为设备还有货物都比较的重，竖向运输的需要，我们就要设置电梯。钢筋混凝土电梯并筒刚度非常的大，应该充分的考虑电梯并筒对于建筑物的偏心影响，在结构的布置上面尽可能的防止电梯并筒布置在建筑物的角部还有端部。

4、工业厂房的结构设计

4.1保温隔热还有防火的设计

钢材拥有着非常好的导热性能，对于钢结构的建筑物，如果不进行相应的保温隔热措施，就很有可能造成大量能源的浪费还有消耗，与此同时，还需要满足工艺性要求还有舒适性的要求。钢材的受热在100摄氏度以上的时候，伴随着温度的不断升高，钢材的抗拉伸的强度就会相应的降低，塑性增大；所以说：当钢结构的表面温度达到了150摄氏度以上的时候，我们必须要进行相应的隔热还有防火的设计，通常的做法包括了下面这两种：

（1）在钢结构外面包上耐火砖、混凝土或者是硬质的防火板材等等。

（2）使用厚涂型的防火涂料，厚度我们要按照《钢结构防火涂料应用技术规程》进行相应的计算。

4.2屋盖支撑系统还有屋面的设计

屋盖支撑系统的布置应该依据着工业厂房的跨度、高度、柱网的布置、屋盖结构的形式、吊车的设计还有吨位的大小、震动设备的情况等方面的条件进行决定。屋面结构设计的重点就是防水工作。屋面的防水设计涉及到了屋面的坡度、天沟的形式、单坡屋面的长度等方面因素。根据着《屋面工程技术规范》的相关规定，屋面坡度最小是百分之五。到目前为止，市面上比较常用的钢结构屋面做法包括了以下两种方式：

（1）双侧彩色压型钢板的里面夹着保温棉，让用量变得很大，但是温差比较的大、单坡长造成的彩钢板热胀冷缩现象很难进行相应的解决。

（2）复合柔性钢屋面的系统，有屋面彩钢板的内板、隔汽层、保温层还有卷材防水层共同的组成。因为最外层铺设了柔性的卷材，整个屋面成为了一个密闭的系统，也不会出现热胀冷缩的情况，但是造价比较的高。

4.3节点的设计

节点结构设计在钢结构设计当中十分的重要，钢结构的设计可以说是杆件设计还有节点设计。在抗震的理论当中，要求强节点弱构件，所以说：钢结构的安全性能在很大程度上是通过节点的结构设计进行决定的。节点的结构设计原则就是构造比较简单、受力比较的明确、传力比较的可靠、容易达到要求。为了节点结构能够更加的安全，我们在施工的时候不能够随便的增加杆件的截面。在进行节点结构设计的时候，我们要合理的对于焊缝进行布置，焊缝的布置应该尽可能的跟杆件型心相互的对称，让其受力比较的合理，减小焊接的变形还有焊接的应力。

4.4温度伸缩缝的相应设置

温度的变化能够引起钢结构工业厂房出现变形的现象，让结构产生了温度应力，温度应力的大小跟柱子的刚度、吊车轨顶标高还有温差有着关系。当工业厂房的平面尺度比较大的时候，为了防止产生比较大的温度应力，我们应该在工业厂房横向或者是纵向设置相应的温度缝，把平面尺度比较大的厂房分成若干个温度区段，温度区段的长度我们可以根据钢结构的设计规范进行。温度的伸缩缝我们通常使用设置双柱的方法进行处理，同样也可以使用设置单柱的方法进行相应的处理，对于纵向温度伸缩缝可以在屋架支座的地方设置上滚动支座，对于横向的温度伸缩缝可以在框架梁跟梁条连接的地方使用椭圆孔欢东的方式或者是槽钢夹板滑动的方式。

结语：

随着经济的快速发展，对于工业厂房的建设要求变得越来越高，对于施工的速度、建筑的灵便性、抗震的能力还有环保的方面都有了更高的要求，而钢结构的工业厂房在这些方面都能够表现出很好的优越性，所以在建筑工程当中得到了比较广泛的应用。总而言之，钢结构工业厂房的设计，我们应该根据其特点进行相应的建筑结构设计，让设计安全又可靠，达到经济合理而且美观大方的效果。

参考文献：

[1]李珊珊.工业厂房钢结构设计的现状及改进措施[J].城市建筑，2014，(06)：65.

[2]高朋.钢结构工业厂房设计及施工问题的探讨[J].科技创新与应用，2014，(14)：211.