摘要:隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展,人們對(duì)建筑建設(shè)的要求也在不斷提高,如不僅要滿足施工速度,還要求具有很好的環(huán)保性、靈活性和抗震性等。同時(shí)隨著各種工藝技術(shù)也在不斷進(jìn)步。鋼結(jié)構(gòu)廠房在這方面就很好的凸顯了其優(yōu)越性,不斷獲得普遍的推廣和使用。本文從鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)入手,詳細(xì)分析了鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。 

關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);廠房;設(shè)計(jì);要點(diǎn) 
  近年來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,對(duì)廠房建筑也提出了更高的要求。而鋼結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、自重輕、施工效率高、耐抗震以及高承載力等多方面優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于廠房的建筑施工中,鋼結(jié)構(gòu)對(duì)建筑領(lǐng)域來(lái)說(shuō)有著至關(guān)重要的作用。 
  隨著社會(huì)的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,在廠房的設(shè)計(jì)中,鋼結(jié)構(gòu)憑借它具有自重輕、造價(jià)低、施工周期短、工廠化程度高、現(xiàn)場(chǎng)工作量小、可回收綠色環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為一種重要的結(jié)構(gòu)形式。因此研究鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理就顯得尤為重要。 
  1鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)勢(shì) 
  應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)廠房具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn): 
  1.1 在實(shí)際施工過(guò)程中具有較快的安裝速度,而鋼結(jié)構(gòu)的組成零件可以進(jìn)行大批量工業(yè)化生產(chǎn),應(yīng)用設(shè)備實(shí)施給料、焊接和開(kāi)孔等作業(yè),并及時(shí)處理好表面結(jié)構(gòu),有利于實(shí)際建設(shè)中的拼裝施工,在一定程度上可以減少施工周期。 
  1.2鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比較,混凝土結(jié)構(gòu)具有較為復(fù)雜的建筑工藝,且不具備較強(qiáng)的防震能力,而鋼結(jié)構(gòu)因自重輕,不但能夠彌補(bǔ)這些缺陷,還可以有效降低了地基承載力。 
  1.3鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)通常會(huì)應(yīng)用具有較高強(qiáng)度的材料,而鋼結(jié)構(gòu)廠房因投資成本不高,且拆遷便利,所以可以反復(fù)回收利用,避免了材料的浪費(fèi),對(duì)環(huán)境起到很好的保護(hù)作用。 
  2鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn) 
  鋼結(jié)構(gòu)廠房是指采用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材,通過(guò)連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的國(guó)際流行的門(mén)式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)體系形式。 
  門(mén)式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房在國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟,受到用戶普遍接受和認(rèn)可,成為目前國(guó)內(nèi)發(fā)展速度最快的一種鋼結(jié)構(gòu)形式。門(mén)式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房可以做成大跨度,大空間,便于內(nèi)部靈活布置和使用。(鋼結(jié)構(gòu)廠房采用門(mén)式剛架體系其單跨度甚至可達(dá)到80米。多跨可達(dá)到180米甚至跨度更大)鋼結(jié)構(gòu)廠房主要是用在不承受大載荷的承重建筑。采用輕型H型鋼(焊接或軋制;變截面或等截面)做成門(mén)形剛架支承,C型、Z型冷彎薄壁型鋼作檁條和墻梁,壓型鋼板或輕質(zhì)夾芯板作屋面、墻面圍護(hù)結(jié)構(gòu),采用高強(qiáng)螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料組裝起來(lái)的門(mén)式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系。 
  鋼結(jié)構(gòu)廠房在全球范圍內(nèi),特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)建筑工程領(lǐng)域中得到更合理、廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)廠房可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房,凈化車(chē)間,倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房,超市,會(huì)館展廳。 
  鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)特點(diǎn):鋼結(jié)構(gòu)廠房自重輕,強(qiáng)度大,跨度大,空間大。設(shè)計(jì)先進(jìn),采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,充分發(fā)揮鋼材抗震性好、抗沖擊性好、剛性好、變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)。而且還可以重復(fù)再利用,可以節(jié)約大量鋼材。結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)潔、輕巧,占用面積小,使用面積大,有效擴(kuò)大了建筑物的內(nèi)部空間,彩鋼夾芯復(fù)合板,金屬壓型板等新型墻體屋面材料圍護(hù),更顯示出建筑的時(shí)代感。安裝快捷,構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn),制作精良,施工安裝簡(jiǎn)便、快捷、安全 
  3鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 
  由于工藝布置的需要,多層廠房通常都會(huì)使用到較大的空間,結(jié)構(gòu)一般會(huì)選擇框架結(jié)構(gòu),在工藝條件允許且層數(shù)較多的狀況下也可選擇框剪結(jié)構(gòu)。在布置結(jié)構(gòu)過(guò)程中應(yīng)滿足以下兩個(gè)方面的要求:①布置柱網(wǎng)時(shí)盡可能呈對(duì)稱(chēng)均勻狀,讓建筑物的剛度和質(zhì)量相吻合,有利于建筑物空間扭轉(zhuǎn)作用的降低,建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要傳力明確,滿足簡(jiǎn)捷規(guī)律的結(jié)構(gòu)原則;②防止發(fā)生應(yīng)力集中、豎向外挑或內(nèi)收、變形凹角以及突變收縮等情況,盡力減少剛度突變現(xiàn)象。 
  3.1鋼結(jié)構(gòu)廠房位于地震區(qū)可不設(shè)防震縫 
  建筑物若處于地震區(qū)域,那么伸縮縫就屬于統(tǒng)一體,因此當(dāng)建筑物發(fā)生較長(zhǎng)狀況時(shí),應(yīng)在施工過(guò)程中每間隔40米就建設(shè)一道800毫米一個(gè)1400毫米寬的后澆帶。此外,溫度均會(huì)對(duì)建筑物的底層、頂層和山墻等部位造成嚴(yán)重影響,應(yīng)合理調(diào)整配筋率,適當(dāng)加厚建筑面的隔熱保溫層,建造結(jié)構(gòu)合理的架空層,以便逐步形成通風(fēng)面,達(dá)到減少設(shè)置防震縫和伸縮縫的目的。 
  3.2鋼結(jié)構(gòu)廠房電梯位置的布設(shè)和框架周期的掌控 
  多層鋼結(jié)構(gòu)廠房因設(shè)備復(fù)雜、貨物重,因此提出豎向運(yùn)輸?shù)囊,而豎向運(yùn)輸均在電梯間實(shí)現(xiàn)。采用鋼筋混凝土實(shí)施建造,會(huì)使電梯井筒具有過(guò)強(qiáng)的剛度,所以在建造過(guò)程中應(yīng)全面考慮到建筑物受電梯井筒的偏心力影響,在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)盡可能不要在建筑物的端部與角部設(shè)置電梯井筒。多層鋼結(jié)構(gòu)廠房因跨度方向的尺寸較大,所以相對(duì)的柱子較少,而柱與柱之間相距方向的尺寸較小,因此具有較多的柱子。通常情況下均會(huì)使用橫向框架進(jìn)行掌控,使得橫向與縱向的抗震能力基本上均相一致,除了有利于抗震之外,還能夠使設(shè)計(jì)更加合理化和經(jīng)濟(jì)化。 
  3.3鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)支撐體系的重點(diǎn) 
  在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房過(guò)程中,要充分考慮到空間工作、整體剛度、承載力以及傳遞縱向水平力等多方面因素,以避免桿件發(fā)生較大情況的變形,防止壓桿失去固有的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)安全的支撐體系時(shí),可按照廠房結(jié)構(gòu)的具體形式、車(chē)間吊車(chē)的建立、廠房實(shí)際高度跨度、溫度區(qū)域長(zhǎng)度以及振動(dòng)設(shè)備等內(nèi)容來(lái)布置,注意要和建筑物的水平支撐點(diǎn)相吻合。 
  3.4鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)耐熱能力的要點(diǎn) 
  在建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)廠房時(shí),其防火能力普遍較差,若鋼材受熱超出100℃,鋼材的實(shí)際抗拉強(qiáng)度會(huì)隨著溫度的不斷升高而迅速下降,塑性則會(huì)逐漸增大。當(dāng)鋼材受熱溫度達(dá)到250℃時(shí),會(huì)稍微提高鋼材的實(shí)際抗拉強(qiáng)度,但塑性卻成降低狀態(tài),發(fā)生藍(lán)脆現(xiàn)象。若鋼材受熱溫度達(dá)到250℃以上時(shí),即會(huì)產(chǎn)生徐變情況。若鋼材受熱溫度高達(dá)500℃,鋼材強(qiáng)度就會(huì)呈負(fù)極降低狀態(tài),最終導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)塌落,所以在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的耐熱能力時(shí),應(yīng)做好充足的了解,并進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn),以確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。 
  3.5鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震性設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 
  在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房做抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:首先,在廠房建設(shè)前要充分考慮加強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的抗震性,以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)變化,雖然鋼材在重力剛性等條件上有抗震的優(yōu)勢(shì),但是在總體布置方面也要力求安全最大化,要求廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度均勻分布,使廠房受力均勻,使其受到外力作用時(shí),可以將作用力均勻抵消,這樣就不會(huì)加劇作用力在剛性弱的地方聚積,給安全造成威肋,同時(shí)還要多采用剛架和橫向結(jié)構(gòu),利用鋼結(jié)構(gòu)的受力性來(lái)減少橫向結(jié)構(gòu)變形。 
  其次,在建設(shè)過(guò)程中要充分考慮杠桿失穩(wěn)的問(wèn)題,鋼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度上可以充分滿足建設(shè)需要,所以要在支撐系統(tǒng)上多做文章,提高廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房尤為重要。 
  最后,在地震作用下,存在著低周疲勞作用,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其對(duì)廠房的影響。對(duì)結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)的設(shè)計(jì),應(yīng)保證節(jié)點(diǎn)的破壞不先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全截面屈服,應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件能進(jìn)入塑性工作,充分吸收地震能量發(fā)揮其抗震能力。 
  綜上所述,在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我們應(yīng)嚴(yán)格按照和采用相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)隨著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的日趨成熟,設(shè)計(jì)師也要緊跟時(shí)代步伐,堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)。只有這樣,才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理,經(jīng)濟(jì)環(huán)保的鋼結(jié)構(gòu)廠房,滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的要求。 
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