多层钢结构工业厂房结构设计要点探析

多层钢结构工业厂房结构设计要点探析

徐璈

昆明经济技术开发区建设管理有限公司 云南省昆明市 650231

摘要：近年来，我国建筑行业发展速度较快，钢结构的优势显而易见，比如，有着较好的受荷能力与抗震能力、施工所需周期较短，以及拥有较高的预制率，因此被广泛应用于多个行业。对于数层钢结构厂房的设计，应在前期设计环节建立健全设计理念，有效发挥钢结构的优点。此外，在具体设计中，应严格遵守设计理念，并且有效融合优秀的设计经验，特别要有效把控设计要点。

关键词：钢结构；厂房；结构设计

引言

近年来，钢结构在建筑结构中的应用越来越多，其在材料性能、材料价格以及施工效率等方面具有较多的优势。但是，在钢结构厂房的施工过程中，还存在非常严重的质量问题。出现这些情况主要是由于施工单位过于重视工程的施工进度，忽视了对工程质量的控制，使钢结构厂房施工在质量方面出现了非常多的问题。

1多层钢结构厂房特征

相比于一般钢结构而言，多层钢结构厂房有着较为明显的优势。多层钢结构厂房在满足原材料堆放的同时，也能符合生产设备布置要求，甚至在很大程度上能够满足生产功能的要求。对于多层钢结构厂房来讲，其荷载承受能力介于2.5kN/m²～20kN/m²之间，较一般的钢结构而言，其承受能力明显提升。钢结构厂房不但有悬挂荷载要求，而且有集中荷载要求，在受荷情况方面，复杂程度较大。集中荷载主要基于设备生产过程，源于震动荷载及满载重量；悬挂荷载主要基于工艺管线及运输设备。多层民用钢结构的楼板拥有平面持续性，在结构平面布置方面，具有一定的对称性和规整性。基于生产工艺要求，多层钢结构厂房往往存在一系列的现象，如楼面开洞与错层等。基于此，楼面缺乏一定的完整性，若发生地震，则极容易出现扭转的现象。此外，基于楼面错层现象，会形成短柱组效应。相比于民用钢结构，在生产工艺方面，多层钢结构厂房有着较为独特的要求，通常情况下，层高相对较高，一般处于4m～8m之间。另外，钢结构厂房往往有着较为广阔的内部空间，因此柱网相对较大，一般处于6m～18m之间。对于钢结构厂房来讲，以上这些都是其主要特点，在具体设计时，需要借助不同的方法进行全方位分析，以此在确保顺利生产的同时，达到安全、稳定的要求。

2厂房结构设计要点

2.1材料强度设计要点

材料的选取在很大程度上决定了厂房抗震强度，所以在设计厂房建设方案时，需要从钢结构抗震需求层面出发，合理选取符合强度要求的建设材料。本文以主梁与斜支撑连接节点材料为例，对材料强度参数的设计要点展开研究。其中，连接节点由节点板与舌板、螺栓、角焊缝3部分组成。①节点板与舌板材料强度设计要点。厂房钢结构中，节点板与舌板的毛截面受外拉力影响，容易出现断裂情况。另外，净截面也有可能出现拉断情况，所以此处的材料同样需要具有较强的抗拉能力。②螺栓材料强度设计要点。该类型材料强度的设计，需要保证节点处材料的承压能力和抗剪能力。

2.2防火设计

与混凝土结构相比，钢结构更容易受温度变化的影响，防火能力较弱。因此需要确定工厂的防火危险程度，同时严格遵守有关的防火安全标准和要求；使用防火级钢结构，尽量减少火灾对钢结构的破坏性影响。为了提高钢结构的耐火性，一般在钢结构表面涂耐火涂料涂层，保证钢结构建筑物的耐火性。除此之外，设计师还应进行与预防性工程相应的综合分析，如设计撤离救生梯和安全出口，以确保在发生火灾的情况下，建筑物能够应急疏散人员，以尽量减少火灾造成的损失。

2.3钢结构设计的抗震性能

我国很多地区处于地震带，因此抗震设计尤为重要。钢结构作为抗震性能良好的结构体系，应充分发挥出材料的特性。钢结构构件的抗震性能化设计应根据建筑的抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型和不规则结构构件在整个结构中的作用、使用功能和附属设施功能的要求、投资大小、震后损失和修复的难易程度等，经综合分析，选定其抗震性能目标。

2.4有效设置变形缝

对于钢结构建筑的变形缝设置限值而言，要求并不是很高，而且对混凝土结构的要求较为宽松。但在具体设计时，对于变形缝的设置，相关人员应高度重视，避免因设置得不合理而出现质量问题。一般而言，工业厂房有着较大的规模，若变形缝施工不够规范，或者设置不够合理，很大程度上会直接影响建筑的使用环境，包括外部使用环境及内部使用环境，如变形问题和湿度问题。如果情况较为严重，会直接损坏生产设备，或者导致工厂不能正常运转。所以，在具体设计时，应全面、合理地分析变形缝的设置，在保证厂房质量的同时，确保厂房使用更加安全。

3钢结构在工业厂房结构设计中的改进措施

3.1加强设计的管理

工业厂房的建设是工业生产和管理的一个重要组成部分，工业厂房设计的合理性和科学合理性是正在进行的工业厂房建设的重要要求，在这种情况下，结构材料的强度和耐久性是保证工厂安全和合理性的重要条件，钢结构是工厂最经济、最实用的建筑材料，广泛用于车间、职工宿舍的生产。钢结构本身有许多独特之处，特别是在安全要求方面。无论是承包人、设计人还是设计师，都必须加强监督措施。在评估项目资格时，必须进行全面综合的评估，取消设计不合格的设计人员的权利，对伪造设计师处以严重惩罚。例如在安装过程中的焊接工艺上应当加强管理。工业厂房钢结构中需要大量焊接工程，但由于焊接条件复杂，在施工中很难保证焊接质量。为了保证钢结构中焊接质量，工人必须严格遵守焊接工艺，以达到焊缝设计要求。按照相应的焊接规则，对套管、屋架、梁等做好焊接。应采用一级和二级焊缝，无咬伤，无缝隙，无裂缝，焊后应进行焊缝第一级无损检测。

3.2钢结构厂房钢结构制作与安装的质量控制

若想从整体的层面上提升钢结构制作与安装的质量，让其能够满足国家的相关要求和标准，做好相应的施工质量控制工作非常有必要。首先，在钢结构制作与安装阶段，需要依照精细化的管理要求，明确各个工序质量的控制要点和难点，加大监督力度，做好每道工序的检查，尽可能地规避各类施工质量问题。同时强化培训，每一个施工环节都要做好详细的讲解，了解各个方面的施工质量要求，并且通过加大对焊接电流与电压的把控，对焊缝的外观质量进行提高。其次，为了可以强化成品构件的外观质量，企业可以采取高压无器喷涂的工艺，在运输期间做好监督和管理工作，强化控制力度。针对构件保护方面，结合具体情况有针对性地制订保护措施，保证能够让钢结构的制作与安装质量得到提升。同时，制定奖惩机制，将经济杠杆在质量工作中的作用充分发挥出来，以便制作的精细化程度能够增大，进而为钢结构的制作与安装质量提供保障。

结语

综上所述，在对钢结构进行设计时，应格外重视抗震设计，积极参考优秀的设计案例，促使建筑抗震能力得到提升；若厂房结构较为复杂，可借助多种计算软件，开展相应的复核，进而保证设计结果更加真实、精准；对于设计人员而言，应有效把控设计环节，在满足相关标准的基础上，寻找最佳的平衡点，以便各方都能接受；对于钢结构厂房的设计，应在前期设计环节建立健全设计理念，充分发挥钢结构的优点，特别要有效把控设计要点。

参考文献

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