对工业厂房结构设计的分析

对工业厂房结构设计的分析

路博

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摘要：厂房作为进行工业活动的场所，其使用价值主要是满足工业生产活动的需要。但随着环境问题的不断出现，绿色、环保已经逐渐深入人心，人们对于资源的利用已经不仅仅是追求最大化的层面。如何在对环境最低程度破坏的基础上开展工业生产活动越来越成为厂房建设的主要标准之一。因此，对于厂房的结构设计是值得我们探讨的问题。

关键词：工业厂房；结构设计；分析

引言

工业在发展，技术在进步，理念在变化。建筑行业也是一个不断发展变化的行业。我们不能固步自封，要紧跟行业潮流，要做到技术常新，理念创新。

1工业厂房钢结构设计的基本特点

现阶段，工业厂房钢结构施工建设的过程中，多使用通过钢板与热扎、冷弯连接的钢结构承重构件，而厂房的设计形式一般是门式钢架轻钢结构体系。这种工业厂房钢结构施工工艺不但具备良好的灵活性，方便建设施工单位根据用户的实际需求来随时对工业厂房钢结构设计体系进行合理恰当的改善，并且因为大大提升了建设结构的承载力，施工人员在建设过程中可借助轻型H型钢，逐步提高工业厂房钢结构的稳定性与安全性。当前，我国工业厂房钢结构建筑施工阶段对此类施工工艺的运用已经较为成熟，在车间、仓库等厂房结构的建设工作中更是随处可见钢结构工业厂房的身影。结合近年的相关数据来看，工业厂房钢结构设计的基本特点表现在如下几方面：首先是强度高和自重轻，适用于空间较大和跨度较大工业厂房设计。同时随着钢结构新技术的研发与应用，工业厂房钢结构受益颇多，刚性和抗震性能得到了显著的改善。另外，科技的发展，新型钢结构材料的投入使用，在工业厂房钢结构的建设施工中可以循环回收利用，不但有效地节约了工业厂房建设施工的成本，还实现了节能环保的社会效益。

2工业厂房结构设计需要注意的问题

2.1生产工艺与结构布置需要协调

对于工业厂房设计而言至关重要，所以应该掌握足够的信息，从而从多方面考虑，采用最合适的方式提升设计效果。在设计结构之前，首先应该做到对厂房工艺生产需求的了解，全面掌握厂房信息，这样设计结构过程中才能够引进更多的工艺，从而满足工业生产的要求。相对应在工艺设计阶段，也应该对结构设计有所了解，明确厂房中什么地方放置什么类型的设备，什么地方可以承受多高的荷载，这些问题都需要在工艺设计阶段全部了解到位。如果在设计过程中，工艺设计和结构设计这两者之间没有做到详细而全面的沟通，没有清楚了解对方的需求，以至于出现不协调的现象，这样就会直接影响厂房的后期使用，在应用方面也会出现矛盾，从而影响使用效果。反之，如果能做到沟通顺利，全方面相辅相成，就会为施工减轻不少负担。

2.2结构计算问题

目前，结构设计的计算是利用计算机软件来完成的，其计算的效率较高，且结果准确，能将设计师从繁琐的理学计算中解救出来，从而更好的参与到结构设计优化、概念设计及构造性措施设计上去，通过多种设计方案的比较、建设成本的分析及构件布置的优化等，可满足建筑结构的经济性和合理性要求，进而提升结构设计的效率。但是在利用计算机进行结构辅助设计的时候，还需对其结果进行复查和验算，这样才可将设计中存在的不合理之处及错误消除，实现结构设计的优化，从而降低结构设计存在的隐患。结构计算方面还需要注意两点：动荷载对于结构产生的影响；钢结构部分对于变形扰度产生的影响。

3工业厂房结构设计的内容

3.1刚架结构设计

门式刚架轻型结构的主要内容基本上由主骨架与支撑结构构成。支撑结构中主要包括墙架与檩条，此支撑系统设计将垂直支承、水平支撑以及刚性拉条、隅撑等均包含在内。

3.2檩条设计

檩条在有效连接螺栓与墙架梁的情况下，与刚架相结合形成空间结构，一方面承担起屋面荷载，另一方面还能够将荷载合理向刚架转移。檩条截面高度与截面宽度必须要控制在一定范围内，恒荷载与活荷载都由檩条来承担，其中，恒荷载主要为屋面、檩条以及支撑总体的重量，而活荷载则将积灰、雪以及风会对工业产房造成的影响均包含在内。

3.3屋面支撑以及柱间支撑

钢结构厂房屋面支撑力正常来讲并不大，为使屋面支撑力得到真正提升，对杆件截面的合理选择就显得尤为关键。相关人员可以采取单角钢来完成交叉斜杆的设计，而对于非交叉斜杆设计来讲，则需尽可能选取双角钢。如果房屋较高，那么屋架跨度也会比较大，此时伴随着风压的不断增加，相关人员需以桁架体系为根据，完成对杆件截面内力的计算。柱间的支撑包括上层支撑与下层支撑，为预防柱间支撑刚度出现过大的情况，进一步避免温度应力增大的后果，在实际计算支撑腹杆的过程之中，相关人员可以根据柔性拉杆来完成。另外，若是吊装作业中使用吊车荷载较小的话，柱间支撑也可采取圆钢来作为材料，若是吊车能承受较大荷载的话，柱间支撑则应采取槽钢材料，角钢也能起到较好的效果。

4工业厂房建筑结构设计优化措施

4.1重视防火设计

钢结构厂房和混凝土结构厂房有着明显区别，钢结构的厂房具有很多的优点，比如强度高、塑性好、施工简单等，同时也存在着一定的缺陷，那就是受温度的影响比较大，防火的能力相对于混凝土结构来说比较差，这也使得钢结构工业厂房面临着巨大的安全隐患。因此，在设计钢结构厂房的时候必须要重视防火设计，同时还在其中加入隔热设计的内容，只有这样才能确保钢结构工业厂房的安全性和可靠性，让工人可以没有后顾之忧的在厂房中开展生产活动。在防火设计的时候要结合生产的类型，以及厂房对防火的实际需要来确定厂房的防火等级，按照相关的要求进行防火设计。目前，钢结构工业厂房防火主要采取的是涂刷防火涂料的方式，以这样的外在干预提高钢结构厂房的耐火强度。在钢结构厂房防火设计的时候，还要做好安全出口的设计工作，确保疏散楼梯可以在钢结构厂房中发挥实质性的作用，一旦发生火灾就能及时的组织生产人员疏散，降低火灾对工业生产造成的影响。

4.2抗震设计

工业厂房建筑结构设计优化需要从全局出发，也就是要在设计筹划阶段就要明确厂房结构质量，选择钢结构就要综合考虑刚配件的受力性能，这也是钢结构厂房设计中最为关键的部分。钢结构厂房在建筑施工的过程中经常会出现这样那样问题，最常见的就是钢结构的稳定性达不到施工的要求，导致整个工业厂房的结构缺乏稳定性。因此，在钢结构工业厂房设计的时候必须要分析地震的影响，在连接钢构件的时候要保证其具有良好的抗拉伸性和强度，还要做好节点的设计工作，让不同的钢构件可以充分发挥自身的作用，这样就能提高钢结构厂房的抗震能力。

结束语

钢结构以其较好的抗震性能、较快的施工速度以及较轻的自重等优势，成为工业厂房设计施工的首选。现阶段，工业市场规模的不断扩大，人们对工业厂房的建设要求也愈发严格。工业建筑除了要具备可靠性和较强的灵便性之外，更需要满足节能环保的理念，这就需要工业厂房钢结构与时俱进，掌握设计工作中的核心要点，以更好地满足时代发展的需要。

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