多层钢结构工业厂房设计探讨

多层钢结构工业厂房设计探讨

佘银平

武汉凯迪电力环保有限公司湖北武汉430223

摘要：在工业厂房设计中，其材料的应用成为许多设计人员十分关注的问题。如果工业厂房的材料不适合，就会大大影响工业厂房设计的安全性。在目前的工业厂房设计中，常见的材料是钢。钢的稳定性很高，而且十分耐用，承载力强，十分受到设计人员的青睐。许多多层钢结构的工业产房频繁崛起，满足了中国工业建设的需求。设计人员需要在钢结构的厂房设计中不断优化思路，促进钢结构的稳定，并且使整个厂房看上去十分大方，提高厂房使用的安全性。目前，设计人员需要对支撑体系、节点构造、楼面构造等结构重点进行设计，不断优化参数，从而达到设计的目的。本文分析了多层钢结构工业厂房的设计要点和设计思路。

关键词：多层钢结构；工业厂房；结构设计；设计思路

在工业厂房的设计当中，设计者需要对工业厂房在使用用途当中所需要的坚固性和耐久性以及在工作内容中多样性和复杂性做到充分的考量，这时候钢结构所具有的重量负荷能力便成为了设计者在设计之初的不二选择。多层钢结构和一般的钢结构有所不同，它重量较轻、设计和施工周期都较短，使多层钢结构本身越来越多地应用到了工业厂房的设计当中，并逐渐成为了主流的设计趋势。

1多层钢结构工业厂房的优势

多层钢结构的反义词就是单层钢结构。与多层钢结构相比，单层钢结构的工业厂房功能十分单一，其厂房也不具备多层钢工业厂房的优势。多层钢结构工业厂房大跨度、大荷载、多开洞，能够集中大批量生产，施工工期较短，施工效率较高，能够节省大量的人力和物力。多层钢结构的材料截面积通常比较小，这样就可以在施工的过程中不断为建筑拓展空间。多层钢结构的材料不会破坏和污染环境，材料可回收利用有效起到节能降耗的作用。多层钢结构的工业厂房不仅稳固，使用寿命长，施工周期短，还十分美观大方。

2多层钢结构的设计要点和设计思路

2.1多层钢结构应用于工业厂房建设的设计要点

2.1.1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。

2.1.2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。

2.2多层钢结构工业厂房的设计思路

2.2.1支撑体系

在设计过程中，支撑体系的设计需要高度重视，因为其所起到的作用不容小觑。在原有的支撑体系上，设计人员要做到再创新，考虑到多层钢结构的工业厂房的侧向钢结构的强度较低，不能有效抵抗来自水平方向的荷载，这样就需要以水平方向的支撑体系加以平衡，避免侧向结构因强度低而出现偏差。水平支撑体系还可以有效防震，提升多层钢结构工业厂房的质量。

2.2.2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。

2.2.3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。

2.2.4计算

多层钢结构工业厂房设计离不开多个环节的计算。比如，工业厂房能够承受多少荷载，其结构的稳定性有多强，结构的抗震性能是否符合要求，这些数据都要通过计算机的计算才能够了解。通过计算机可以优化计算步骤，化繁琐为简单，大大提高计算效率，结果也比较准确，符合实际情况。

2.2.5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。

3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。

4结语

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。结合钢结构的优势，找到设计的要点，注意设计中存在的问题，以科学合理的思路开展设计，就可以大大提升工业厂房的质量。

参考文献

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［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．

［3］贺力超．多层钢结构工业厂房结构设计［J］．江苏科技信息，2016．

［4］许建昆．有关多层钢结构工业厂房设计的分析与探讨［J］．科技创新与应用，2015.