多层工业厂房结构设计分析

摘要：经济的快速发展改变了以往的经济发展模式，经济运行节奏不断加快，工业厂房建筑作为工业生产的重要载体也在不断的优化升级从而为工业生产提供强大的助推力。现今的工业厂房在设计建设的过程中广泛使用“钢结构”的工业厂房结构用以取代传统的钢筋水泥建筑。多层钢结构工业厂房采用钢构件作为厂房的结构主体，并辅助以其他构件所构成的。随着经济的快速发展应当积极做好多层钢结构工业厂房结构特点的分析并在多层钢结构工业厂房设计过程中不断优化完善，确保多层钢结构工业厂房的质量。

关键词：多层钢结构工业厂房;设计;结构特点

对于多层钢结构工业厂房而言，从其设计到施工的每一个环节都非常重要。设计环节作为源头，要求设计人员采取相应的对策，来为多层钢的稳定性、可靠性和安全性提供相应的支撑，进而为厂房整体的实用性能奠定坚实的基础。因此，文章以多层钢结构工业厂房为论述对象，从其优势、特点、设计要点、案例分析等方面进行了详细的分析，希望能够为今后相关内容的研究提供一定的参考依据。

一、多层钢结构工业厂房的优势

多层钢结构的反义词就是单层钢结构。与多层钢结构相比，单层钢结构的工业厂房功能十分单一，其厂房也不具备多层钢工业厂房的优势。多层钢结构工业厂房大跨度、大荷载、多开洞，能够集中大批量生产，施工工期较短，施工效率较高，能够节省大量的人力和物力。多层钢结构的材料截面积通常比较小，这样就可以在施工的过程中不断为建筑拓展空间。多层钢结构的材料不会破坏和污染环境，材料可回收利用有效起到节能降耗的作用。多层钢结构的工业厂房不仅稳固，使用寿命长，施工周期短，还十分美观大方。

二、多层钢结构工业厂房的特点

（一）层高较高及其柱网尺寸大

工业厂房比普通的民用建筑的层高更高，通常民用建筑的层高的二倍相当于一个工业厂房的层高。在工业生产中会采用许多大型的机械设备，因此必须要求工业厂房具有较高的层高，实现安全生产。所以，工业厂房的层高不会按照普通民用珠住宅层高的方式去设计，而且柱子之间的间距很大。

（二）集中和悬挂荷载较多

在工业生产中，需要多次、频繁使用各种各样的大型机械设备。使用这些设备的时候，需要注意其运作产生的振动对厂房造成的影响。大型设备比较沉重，使用时会所产生的振动会对工业厂房的结构带来很多考验，比如振动产生的集中荷载，通常荷载会很高，而这正是多层钢结构工业厂房所具备的特点。另外，一些大型的机械设备所产生的悬挂荷载也会给工业厂房设计带来一定的难点，而这恰恰是多层钢结构工业厂房所具备的优势。

（三）施工周期较短

传统的工业厂房一般采用钢筋混凝土等作为其建筑材料，多层钢结构的工业厂房所使用的材料具有一体化功效，结合了设计、施工于一体，这样就不会出现其他的作业环节，能够大大缩短施工周期，还会保障施工现场以良好的环境。

三、多层钢结构工业厂房设计注意的问题

（一）注意工业厂房的防震性能

无论何种类型的工业厂房，在进行设计时首先要考虑到安全性问题，只有安全问题得到保障，后续的一系列生产活动才能继续进行。结合当前工业厂房面临的不安全因素，地震是必须要重视的。地震发生是，房屋建筑容易发生坍塌、损坏，这就不得不使工业厂房结构设计时防震性能上下功夫。特别是地处地震多发区的工业厂房，应当根据历史情况确定厂房的防震系数，结合历史数据和专家的预测大致推测出当地可能出现的最大等级的地震，多层钢结构工业厂房的结构设计应以最高等级地震为标准进行设计，使得设计出的多层钢结构工业厂房能够符合当地的实际情况，不会轻易因地震的发生而出现坍塌、损坏。

（二）结构计算中要注意的问题

多层钢结构工业厂房结构设计时，必须要进行结构计算，同过结构计算使得设计出来的工业厂房各项参数数据更加精确，从而厂房的施工提供科学的参考。多层钢结构工业厂房结构计算的内容很多，如柱子的长度计算、梁端弯矩宽度的调整幅度计算、各部位的荷载计算、可能出现的裂缝宽度计算等。如果对于上述结构的计算工作没有到位，那么就容易导致后期施工时缺乏准确的数据作为参考，施工质量和安全存在威胁。在进行结构计算的时候，施工人员与设计人员要积极地交流与沟通，在结构计算时达成共识，避免因结构计算环节出现理念偏差，导致双方矛盾的出现，有效的双方沟通能保证工业厂房设计质量。

四、多层钢结构工业厂房的设计案例

（一）工程概况

某多层钢结构工业厂房，总建筑面积5000m²。其中，第一层标高4.7m，第二层标高10.7m，夹层高度3.4m，建筑总高度为18.8m。在对该多层钢结构工业厂房进行设计的时候，必须要考虑承重的要求，因为在厂房的四周布置了4根箱形柱，将各柱与纵向之间的距离控制在7.4m。另外，考虑到经济性的要求，箱形的高度子在12m以上，应当要采用工字型截面柱，其他的框架也选择工字型。还有，屋面采用的是“C”型钢檩条薄壁，外挂夹芯板作为墙面的板面，楼面则选择的是现浇混凝土。

（二）设计方案

综合考虑各方面因素之后，结合该工业企业厂房生产的实际要求，设计人员进行设计工作，设计的过程具体包括如下：（1）荷载的计算：经过調查分析之后，了解到该工业且有所在区域的基本风压为0.3kN/m²，地震最大烈度为7级，地震加速度为0.1g，阻尼比为0.35;（2）确定荷载工程状况：该多层钢结构工业厂房设计时，将“X”方向的地震力作用与风力作用，并且对恒载作用与活载作用下的标准力进行了充分的考虑;（3）建立起STS空间模型，通过主要的数据计算软件satwe计算完成框架杆件的强度、稳定、自振周期、节点强度等。

五、结语

综上所述，多层钢结构工业厂房是目前十分热门的建筑。采用钢结构可以大大提升工业厂房的性能，并且更加轻便，承载力更强，施工工期短，施工效率高。多层钢结构的工业厂房作为目前比较流行的建筑，其设计的要点成为许多设计人员高度重视的问题。如何优化厂房结构体系和设计思路，提升参数计算的准确度，需要设计人员认真思考和摸索。

参考文献：

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[2]司守田.多层钢结构工业厂房结构设计要点分析[J].科技创新与应用，2018（02）：114-115.

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作者简介：姓名：张森（1985.05--），性别：男，籍贯：辽宁省 锦州市，学历：本科，毕业于福州大学，现有职称：中级工程师，研究方向：结构设计。