有关多层钢结构工业厂房设计分析与探讨

邹存宇

摘 要：在工业厂房建设过程中，一些设计人员也以此为主要设计思路，并综合思考其他各种因素，以设计出优质的多层钢结构工业厂房，从而提高厂房的质量、安全性以及经济效益等。本文主要针对多层钢结构工业厂房的特点进行探讨，并提出多层钢结构工业厂房的设计思路，以此为相关设计人员提供参考。

关键词：多层钢结构；工业厂房；设计

随着钢结构新技术.新产品不断地被引进和应用，人们对钢结构旧的观念逐渐转变。以工业厂房为例，采用轻钢结构体系的工程总造价低于钢筋混凝土结构或砖混结构体系，且工期缩短50%以上，目前在经济发达地区新建工业厂房已基本采用钢结构取代钢筋混凝土结构或砖混结构。随着人们对钢结构认识的加深和观念的转变，钢结构的市场需求会越来越大，从而极大地推动钢结构的发展。

钢结构以其独有的承载性、稳定性、安全可靠性等性能，深受工业厂房设计人员的欢迎，越来越多的多层钢结构工业厂房拔地而起，成为我国工业厂房建设发展的一种新型建筑类型。在多层钢结构工业厂房的设计过程中，设计人员需要提高对支撑体系、节点构造、楼面构造等结构布置的重视，并创新设计思路，优化设计参数的计算方法，以保证多层钢结构工业厂房各个部分的稳定性、安全性与可靠性，从而保证厂房整体的安全性能与使用性能。

一、多层钢结构工业厂房的特点

多层钢结构工业厂房结构体系的主要材料多是采用轻钢，这种结构材料与其他钢材料的性能类似，但是其自身重量较小，利用轻钢作为工业厂房的主要结构材料，可以有效地降低多层钢结构工业厂房的自重；多层钢结构工业厂房采用轻型围护结构，即夹芯金属板为主要围护材料，这种材料不仅自重轻，而且其承载力较高，安装操作便利，对厂房基础的要求也较低，有效缩短工期，有利于保质、按时完工；另外，多层钢結构工业厂房每层的层高受到厂房用途的影响，其层高值都较大，有效增大了厂房的空间，却不妨碍厂房的结构性能。

二、多层钢结构工业厂房的设计要点

多层钢结构工业厂房的特点决定了厂房设计需要结合实际需要，全面考虑各项影响因素，优化结构布置与参数计算方法，从而避免设计质量不合格造成多层钢结构工业厂房使用性能下降的问题发生。因此，在多层钢结构工业厂房设计中，应该从以下要点上着手：（1）在多层钢结构工业厂房设计中，其结构体系是极其重要的，不仅发挥着框架的作用，同时也直接影响厂房的安全性与可靠性等。所以，设计人员应该根据实际情况，如厂房的层数、层高等因素，选择适宜的结构体系。（2）框架横向与纵向两个方向的控制也是很重要的，在设计过程中，需要注意横纵向抗震能力大致相同，以保证结构的稳定性与经济性。另外，根据外界环境因素，应该有选择地设计防震缝与收缩缝，适当提高配筋率，以利于提高厂房的实际质量。

三、多层钢结构工业厂房的设计思路

多层钢结构工业厂房在设计中，需要将整体设计与截面设计整合，优化设计方案，并针对各个设计要点进行详细的分析与探讨，尤其是支撑体系、节点构造、楼面构造等结构的布置，以保证多层钢结构工业厂房结构的稳定性，从而提高厂房整体的性能。

1.支撑体系：与结构体系的作用同等重要，支撑体系也起到支撑、防护等作用，因此，设计人员需要对支撑体系的设计进行优化与创新。考虑到多层钢结构工业厂房的侧向钢结构的强度较低，不能有效抵抗来自水平方向的荷载，所以，需要加设水平支撑体系，以避免侧向结构发生位移，同时，还可以有效防震，提高多层钢结构工业厂房支撑体系的设计质量；

2.节点构造：在多层钢结构工业厂房中的节点主要以柱—柱、梁—梁、梁—柱等处的节点为主，这些位置的节点因其受力情况复杂，所以需要设计人员在整体设计思路的指导下，有针对性地对每个节点进行优化设计。一般来说，目前较为常用的节点方式为是盖板式、托座式、切缝式等，对于多层钢结构工业厂房可以采用拴焊连结式，以提高节点处的稳定性与防震性；

3.楼盖构造：楼盖主要承受来自纵向的荷载，因此，楼盖构造需要具有较强的承载力、强度等，以保证楼盖的性能。通常在多层钢结构工业厂房设计中，多是采用压型钢板组合以及预制板叠合层组合两种方式构造楼盖，并都具有减少钢结构材料使用量、提高楼盖使用性能与经济性能的作用；

4.在多层钢结构工业厂房设计中，需要对厂房所能够承受的荷载值、结构构件的稳定性、结构的抗震性等进行计算。因此，设计人员可以借助计算机，运用相关软件与程序以优化计算方法，如利用有限元结构分析程序，可以有效提高计算效率，同时对计算结果的分析也较为精确，为多层钢结构工业厂房的设计提供有力参考。

四、多层钢结构工业厂房的防腐措施

由于钢结构的腐蚀给我国国民经济带来很大损失， 同时还带来了重大的安全隐患， 所以钢结构防腐技术对于钢结构的安全性能与耐久性起着极为重要的作用。

1.热浸锌。热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600 ℃左右高温融化的锌液中， 使钢构件表面附着锌层， 锌层厚度对5 m m 以下薄板不得小于6 5μm ， 对厚板不小于8 6μm 。从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长， 生产工业化程度高， 质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中， 如输电线塔.通讯塔.压型钢板等。热浸锌是在高温下进行的， 对于管形构件应该让其两端开敞；若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂， 从而造成安全事故； 若一端封闭则锌液流通不畅， 易在管内积存。

2.涂层法。涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法， 所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构采用较多。此方法一次成本低， 但用于户外时维护成本较高。涂层法的施工第一步是除锈， 优质的涂层依赖于彻底的除锈， 所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈， 露出金属的光泽， 除去所有的锈迹和油污， 现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑周围的环境， 不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性； 涂层一般有底漆（ 层） 和面漆（ 层）之分， 底漆含粉料多， 基料少， 成膜粗糙， 与钢材粘附力强， 与面漆结合性好； 面漆则基料多， 成膜有光泽， 能保护底漆不受大气腐蚀， 并能抗风化。

五、结语

综上所述，在我国建筑事业发展过程中，钢结构建筑以其自重轻、高承载性、施工工期短等特点，成为新型的建筑类型，并被广泛应用与工业厂房建设中，提高了工业厂房的安全性能、经济性能以及使用性能。在多层钢结构工业厂房设计中，相关设计人员需要注重对钢结构体系的设计，并结合其他各种因素，优化整体设计思路与设计参数计算方法，以提高多层钢结构工业厂房设计的效率与质量。虽然现阶段我国在设计钢结构建筑过程中，依然存在着不足之处，但是相信，随着设计人员不断地研究与实践，必将有效客服困难，促进多层钢结构工业厂房设计的进一步发展。

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