多层钢结构工业厂房结构设计分析

多层钢结构工业厂房结构设计分析

杨维

云南驰宏锌锗股份有限公司云南省655011

摘要：在实际开展多层钢结构工业厂房结构设计实务活动过程中，设计人员通常需要采取行之有效的技术措施，充分提升工业厂房建筑的节点构造、框架支撑体系、楼面构造结构等要素的技术表现状态，并积极通过创新钢结构厂房设计工作的实施思路，以及优化基础性技术参数性能表现状态，提升我国工业生产实务领域钢结构厂房的建设运用水平，充分保证实际建设形成的钢结构厂房具备充分且稳定的稳定性、安全性、可靠性等技术应用特点，确保实际建设形成的工业性钢结构厂房具备最优化的安全性能和使用性能。

关键词：多层钢结构；工业厂房；结构设计

一、多层钢结构工业厂房的基础技术特点

1、重量较轻

在实际开展多层钢结构工业厂房设计工作过程中，应当在保证其最佳的预期技术应用性能充分发挥的技术背景下，尽可能多地使用轻质钢材作为建筑施工应用材料，并将这一具备基本性特征的技术指导理念，充分贯穿到上述设计实践工作的完整实施过程之中。之所以要在多层钢结构工业厂房的设计施工过程中尽可能多地使用轻质钢材作为主要建筑施工材料，是因为轻质钢材与其他材料相比较，具有功能接近、质量较轻以及技术性能稳定等优势，能够在保证多层钢结构工业厂房的设计性使用功能充分发挥的技术背景下，有效降低工业钢结构厂房施工作业部分的总体性重量水平。

与此同时，在实际开展针对多层钢结构工业厂房的施工技术设计实践工作过程中，应当在引入运用轻质钢材建筑材料的技术基础之上，逐步引入运用具备轻质性技术特征的维护结构设计方案。在具体开展安装施工作业环节过程中，应当确保实际选取的围护施工材料以夹芯金属板为主要的数量构成部分，且在充分发挥夹芯金属板施工材料在安装施工过程操作简便特征的基础上，有效缩短相关施工活动作业周期的整体持续时间，提升我国多层钢结构工业厂房施工作业活动的质量水准和技术效率水平。

2、钢结构框架部分施工作业周期的持续时间较短

多层钢结构工业厂房施工应用建筑材料具备较高水平的韧性以及较高级别的强度，同时由于其在建筑设计方案的规划形成过程中，本身能够形成数量繁多的标准间建筑结构，因此，其使用功能层次往往能够充分满足我国绝大多数现代工业企业对流水线式生产线的配置和运行使用要求。

多层钢结构工业厂房本身具备鲜明的多层化空间特性，直接确保了相关建筑实体在实际投入使用条件下，能够为其使用者提供充分的生产实践活动空间，因而确保工业企业主体能够将具备较大体积规模的工业生产技术设备安装配置并运行于已经建设形成的多层钢结构工业厂房之中，为我国现代工业企业最佳生产技术发展目标的顺利实现创造支持条件。

二、多层钢结构应用于工业厂房建设的设计要点

1、对结构体系进行简化

多层钢结构体系在工业厂房当中起到了整体框架的作用，并影响到厂房整体性能以及可靠性。因此在厂房结构设计当中，需要充分考虑到结构性能的简化，是否符合厂房在生产过程当中的实际需求。例如一个4000m2的工业厂房想要利用多层钢结构进行建设，层高要求分别为：第一层4.4m、二层标高12m、局部两层为7m和16m、局部一层为10.5m、夹层层高4.5m、建筑总高度22.5m，这就要求在多层钢结构设计中有充分的考量和规划，满足生产设备的承重要求，需要首先在四周设置四根箱型柱，除此之外12m以上的箱型柱形成工字型截面柱，其余框架也要呈工字型，以保证生产工业厂房的承重要求。

2、多层钢结构厂房需要进行横向纵向设计

对多层钢结构厂房进行横向设计，保证厂房用途的多样性；而纵向设计是考量工业厂房本身的安全性能和结构性能而进行的设计，例如是否具有防火性能和防震性能。例如某厂房在进行多层钢结构设计的过程中，需要首先进行荷载的测量，即厂房所处环境当中风向、风力，以及地震强度和地震加速度的测量。将测量结果进行分析，X方向风力作用和地震力作用，Y方向除风力作用和地震力作用外还要考虑恒载作用和活载作用，将标准内力进行考量，进行厂房荷载的测算。

三、多层钢结构应用于工业厂房建设的设计思路

1、节点构造

对于多层钢结构来说，受力关系相对复杂，需要设计者对于节点的构造有全方位的考量和计算。一般来说多层钢结构的节点构造分为三个方面：柱-柱节点；梁-梁节点；柱-梁节点。面对这三个节点的设计当中，设计者可以充分利用施工手段加以设计，使其受力均衡，建筑结构完整。基于现阶段多层钢结构经验考虑，使用频率较多的方法为盖板式、托座式和切缝式这三种方法，当然也有部分设计者为了保证更加牢固选择栓焊连接的方式进行操作。

2、楼盖构造

对于整体的工业厂房来说，楼盖将会承受到纵向载荷。这要求多层钢结构设计中，楼盖要具有强劲的强度构造和承受能力。在对楼盖构造进行设计的时候，设计者可根据工业厂房的建筑地点、周围环境进行实际测量得出结论再进行设计工作。一般来说，为了保障性能，设计者会采用预制板跌合成组合或者压钢板组合两种组合方式进行设计，在楼板的构造中，减少钢材的使用，保证重量控制在一定区间之内，同时还具有非常好的承重性能。

3、焊接工艺

设计者在进行焊接工艺的考量的时候需要先对钢材材质进行分析，选择合适的焊接工艺。一般来说，焊接缝的尺寸不同、钢材材质不同、厂房设计要求的不同都会影响焊接工艺的选择，因此在面对焊接操作时需要优先对整体进行考量。保证厂房设计科学合理。

4、优化多层承受负荷

工业厂房的层数越高，对于多层钢结构的构造就越有利。但是在构造当中也需要考虑到厂房具体的使用环境和生产情景，并且对每一层的具体承受负荷能力做出预估。这时候可以利用软件或者有限元算法来进行测算，通过测算之后在对结构进行设计，保证稳定性。

四、多层钢结构工业厂房设计中应注意的问题

1、注意工业厂房的防震性能

工业厂房的设计首先要考虑到防震问题。因地震而造成的房屋建筑坍塌、损坏者屡见不鲜，这样就必须要考虑到厂房设计的防震性能。如果是在地震多发区，这种性能则更需要认真进行考虑。首先要根据工业厂房所在地的地震历史情况确定厂房的防震系数，具体来讲，需要结合历史数据和专家的预测大致推测出该地的地震等级，这样就可以根据一系列的推测和分析开展厂房的设计，使工业厂房更加符合该地区的实际情况，质量更高，寿命更长，不会轻易因地震而倒塌，进一步降低损坏的概率。

2、结构计算中的注意问题

多层钢结构工业厂房的结构计算需要有十分精确的施工图，这样才能根据图中的结构数据进行进一步计算。可通过计算机对结构进行计算，涉及到的计算部分主要有工业厂房的柱子长度、梁端弯矩宽度的调整幅度、楼面等效荷载的计算、建筑过程中出现的裂缝宽度。这些部位的计算要高度重视。总之，在设计的过程中，一定要注意工业厂房的性能一定要满足实际情况，尽量遵从工艺设计人员的要求和意图进行设计。不过，由于工艺设计人员在实际设计的过程中时常会与设计人员有冲突，所以，在设计之前最好能够进行全方位的交流，这样才能不会违背工艺设计人员的原意，又能够满足设备的要求。如果不进行交流，就很容易出现设计理念的偏差，这样就会加大双方冲突。所以，各部分设计人员最好能够将各自的理念进行充分沟通后再写入方案之中，就可以充分提高施工效率，提高工业厂房的设计质量。对于多层钢结构工业厂房的设计需要结合实际需要，尽量优化各项功能和结构，降低设计不合格的概率，提高工业厂房的使用寿命。对于多层钢结构工业厂房而言，结构体系十分重要，所以设计人员必须要结合工业厂房的相关高度选择最适合的结构体系，并结合实际情况选择。

结束语

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

［1］张莉．有关多层钢结构工业厂房设计分析与探讨［J］．中华民居(下旬刊)，2014(7):70－71．

［2］郑建伟．有关多层钢结构工业厂房设计分析与探讨［J］．中国建筑金属结构，2013(24)．