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多层钢结构工业厂房结构设计要点

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《莱钢科技》2017年第4期

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

前言

钢结构建筑以其简约的结构、极快的建设速度以及良好的建设质量在各领域中都有着广泛的应用。多层钢结构工业厂房是一种在工业厂房建设领域中应用较多也是应用较为广泛的一种建筑形式,随着新技术的不断发展并应用于多层钢结构工业厂房的设计和建设领域中不断完善着多层钢结构工业厂房设计体系。在多层钢结构工业厂房的设计过程中还需要注意结合多层钢结构工业厂房的应用领域及特点进行针对性的优化设计,提升多层钢结构工业厂房的设计质量,为多层钢结构工业厂房的使用打下良好的基础。

1多层钢结构工业厂房的结构特点

多层钢结构工业厂房已经在工业厂房领域中得到了较为广泛的应用,多层钢结构工业厂房主要使用多层钢结构构件来作为厂房建设的主体,在多层钢结构工业厂房的设计过程中应当做好对于钢构件间受力点和计算和验证,以使得多层钢结构工业厂房能够满足其使用所需的承载力要求。同时通过在厂房设计建设中采用多层钢结构在确保多层钢结构工业厂房建设质量的同时也有效的降低了工业厂房的资源使用量,实现了资源友好型的绿色建筑设计。新时期在工业厂房的设计过程中需要进一步向多层钢结构工业厂房的方向发展,提高多层钢结构工业厂房在工业厂房中的占比,通过良好的设计最大限度地利用多层钢结构工业厂房大规模、高承载、层多、层高的特点,提高工业厂房的设计质量。

多层钢结构工业厂房主要有以下几方面的特点:

(1)多层钢结构工业厂房的设计建设规模都较大。现代工业企业大都采用的是综合性较强的工业设计,主体采用钢结构作为多层钢结构工业厂房的建筑主体,周边包围轻型的围护材料,采用这一结构能够有效的降低多层钢结构工业厂房的自重从而有效的降低对于地基的要求,提高了多层钢结构工业厂房的建设速度同时降低了多层钢结构工业厂房的建设成本。多层钢结构工业厂房所采用轻型材料多数是以金属彩钢或是轻型的钢或是其他夹层板所组成,内附有保温隔热材料。这类材料不但轻且隔热保温性也较强、便于安装且从多层钢结构工业厂房的外观上也较为美观。多层钢结构工业厂房与传统的钢筋混凝土结构的厂房在建造速度、建造成本等方面都有着极为明显的优势,多层钢结构工业厂房的出现大大优化了厂房的结构。多层钢结构工业厂房主体所使用的钢构件采用的是模块化设计、拼装技术,使用焊接技术作为厂房建设中各构件的主要连接方式。从而大幅提升了厂房的建设速度并降低了建设成本。多层钢结构工业厂房可以采用多层钢结构工业厂房方案设计和施工一体化进行的方式,从而实现对于多层钢结构工业厂房建设周期的有效缩短。同时多层钢结构工业厂房内部较为简化,能够更加合理的对多层钢结构工业厂房内部的空间进行合理化的应用。

(2)在承重方面,多层钢结构工业厂房由于主体采用了钢架构能够有效的提升多层钢结构工业厂房的承载力。同时在多层钢结构工业厂房的设计过程中通过对多层钢结构工业厂房进行三维仿真及受力模拟可以对多层钢结构工业厂房中的受力部分进行优化。

2多层钢结构工业厂房的设计原则和思路

2.1多层钢结构工业厂房的设计原则

多层钢结构工业厂房在厂房架构、材料选择等多方面都与传统的钢筋混凝土厂房有着较大的差别,在多层钢结构工业厂房的设计之初需要结合工业厂房的设计用途及项目地的地质条件等来做好多层钢结构工业厂房的设计工作。在多层钢结构工业厂房的设计过程中借助于专业化的设计软件展开设计工作,并结合多层钢结构工业厂房的设计用途及当地的气候条件等因素来做好多层钢结构工业厂房周边围护材料以及多层钢结构工业厂房的采光、通风等子部分的设计,确保多层钢结构工业厂房的设计效果。在多层钢结构工业厂房的设计过程中应当遵循便于备料的原则,尽量的简化材料的规格,以多层钢结构工业厂房所使用的角钢为例,在设计时尽量选择同一种规格的角钢,将多层钢结构工业厂房整体所使用角钢的规格尽量控制在5种规格以内。此外,在对多层钢结构工业厂房进行设计的过程中,在首先满足厂房使用所需的基础上应当对多层钢结构工业厂房内的建筑空间、厂房的结构刚度以及厂房的承载力进行优化,以满足多层钢结构工业厂房的使用所需。同时做好对于多层钢结构工业厂房钢结构构件截面的优化。在确保多层钢结构工业厂房用钢量相同的条件下多层钢结构工业厂房钢结构截面能够具有足够的刚度。同时在多层钢结构工业厂房的设计过程中应当注意做好钢结构截面的计算和控制,控制最小截面的厚度在相关规范所规定的标准范围内。

2.2多层钢结构工业厂房的设计

多层钢结构工业厂房在设计时应当将多层钢结构工业厂房分成几个主要的部分:多层钢结构工业厂房的支撑结构。设计人员应当确保多层钢结构工业厂房的四周能具有合理的垂直于水平的支撑,用以保证多层钢结构工业厂房的抗侧力中心能够与多层钢结构工业厂房水平中心相重合。而在以中心支撑结构作为支撑体系的多层钢结构工业厂房设计时,多层钢结构工业厂房的设计人员需要选择单斜杆、交叉、人字等的支撑结构作为多层钢结构工业厂房的支撑结构体系,用以确保多层钢结构工业厂房的支撑强度。在支撑形式的选择上应当避免采用K型支撑。如若多层钢结构工业厂房的中心支撑无法满足抗震力结构的建造要求,在对多层钢结构工业厂房进行设计时可以选择具有良好延展性能以及减轻作用力性能的偏心结构。以确保设计完成后的多层钢结构工业厂房能够具有足够的抗震能力。楼盖是多层钢结构工业厂房中的主要组成部分,在对这一部分进行设计时,多层钢结构工业厂房的设计人员在设计柱网布置方案时,首先应当满足多层钢结构工业厂房的生产所需,在此基础上通过合理的计算柱距来保障多层钢结构工业厂房能够具有良好的经济性、空间结构以及施工的便利性。对于多层钢结构工业厂房的楼盖部分,就形式上可以选用现浇混凝土的压型钢板、预制混凝土板或是各类型的型板等,上述各类型的楼盖都有其相应的优缺点,在选用合理形式的楼盖时应当结合多层钢结构工业厂房的建设所需及其他一些影响因素来合理的进行选取。在多层钢结构工业厂房楼盖的设计中,现浇混凝土的压型钢板是使用较多也是较为广泛的一种楼盖形式。多层钢结构工业厂房的变形缝主要包括有防震缝、伸缩缝、沉降缝等的三种。

上述三种变形缝在是多层钢结构工业厂房设计时的重点也是难点,在对其进行设计的过程中需要对其引起相应的重视,确保多层钢结构工业厂房的设计质量。以多层钢结构工业厂房的伸缩缝为例,现今的厂房大都选取的是大跨距、长距离的结构形式,其所受到的温度应力一旦超出可控范围将会引发较为严重的变形问题,而变形情况较为严重时将容易导致多层钢结构工业厂房的屋面、墙面等在变形力的作用下拉裂破坏。因此在对多层钢结构工业厂房伸缩缝进行设计的过程中,多层钢结构工业厂房的设计人员应当以多层钢结构工业厂房的基础顶面作为起点,在多层钢结构工业厂房的两个温度区段分隔的上部结构部位进行设置用以控制上部结构在温度变形时的变形量,保障多层钢结构工业厂房的安全。多层钢结构工业厂房的结构较为简单,而这一简单对多层钢结构工业厂房的设计而言则需要进行大量的论证、计算,多层钢结构工业厂房是由钢构件构成的复杂有机体,各构件的设计与搭接都有着严格的要求与规范,在对多层钢结构工业厂房进行设计时设计人员应当对多层钢结构工业厂房项目的层高、层数以及厂房的外部环境等因素进行详细的考虑和分析,并在钢结构承载力的设计中做好多层钢结构工业厂房的抗震能力的设计,做好多层钢结构工业厂房纵向与横向这两个方向的钢结构厂房框架体系的控制。并在多层钢结构工业厂房的变形缝部位适当的增加配筋,用以提高多层钢结构工业厂房的结构强度,使得多层钢结构工业厂房在强度设计方面满足相应的要求。

3结束语

多层钢结构工业厂房在工业及其他领域中有着较为广泛的应用,同时由于多层钢结构工业厂房在工程造价、建造速度等多方面的优势其有着广阔的发展前景。本文在分析多层钢结构工业厂房设计特点的基础上对多层钢结构工业厂房在设计过程中所需要注意问题进行了分析介绍,做好多层钢结构工业厂房的规范化设计,确保建设质量。

参考文献:

[1]张海玲.多层钢结构工业厂房设计问题分析[J].科技致富向导,2011(29):232.

[2]覃思.有关多层钢结构工业厂房设计分析与探讨[J].现代装饰:理论,2012(8):99.

[3]辛晓山.钢结构框架体系在工业厂房中的应用以及最优方案设计[J].价值工程,2011,30(28):112.

作者:司守田 单位:中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司综合保障部

莱钢科技杂志责任编辑:张雨    阅读:人次