邱志剛

（山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程設(shè)計(jì)中心，山西 太原 030001）

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過(guò)程中，隨著工業(yè)施工水平和工業(yè)設(shè)計(jì)理念不斷提升，工業(yè)廠房的施工質(zhì)量得到明顯增強(qiáng)。由于鋼結(jié)構(gòu)自身的質(zhì)量較輕、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易變形等特點(diǎn)，在工業(yè)廠房中和大型場(chǎng)館中得到廣泛的運(yùn)用。

1 在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 鋼結(jié)構(gòu)開(kāi)間大

在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)的布置不僅具有靈活性，還能從根本上滿足工業(yè)廠房設(shè)計(jì)對(duì)于大空間的要求。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)重量小

在工業(yè)廠房建設(shè)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)重量輕，可以減少對(duì)地基的壓力。鋼結(jié)構(gòu)體系可以通過(guò)抗震性低和復(fù)雜的建筑工程更好地解決混凝土構(gòu)造物的劣等性。冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。在住宅建筑施工過(guò)程中，可以提高建筑的耐腐蝕性。

1.3 提高施工效率

在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)過(guò)程中，制造商在制造鋼結(jié)構(gòu)件時(shí)，采用高強(qiáng)度的機(jī)械化生產(chǎn)制造鋼材，可以提高鋼結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量和精度。并且，相關(guān)人員也將運(yùn)輸工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)組件的每個(gè)建筑的施工現(xiàn)場(chǎng)，并在裝配的過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)組件必須修復(fù)過(guò)程中螺栓和固定。

1.4 良好的抗震性

鋼筋結(jié)構(gòu)的韌性和可塑性較高，因此在處理地震災(zāi)害時(shí)效果更好，高質(zhì)量的抗震救災(zāi)可以有效地減少地震災(zāi)害。關(guān)于動(dòng)態(tài)負(fù)荷，鋼鐵構(gòu)造物也因質(zhì)量?jī)?yōu)良，往往能承受8級(jí)地震而更受歡迎，也在容易發(fā)生地震的地區(qū)加強(qiáng)普及。

2 鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)

2.1 主要應(yīng)用的設(shè)計(jì)地方

鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要用于這些地方：工業(yè)廠房的屋頂：針對(duì)屋面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要是由于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在這些地方可以增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)主體的穩(wěn)定性。而工業(yè)廠房的屋頂除了穩(wěn)定性，還需要耐熱性，在大部分的工業(yè)廠房里，需要進(jìn)行的都是一些大規(guī)模熱化反應(yīng)的過(guò)程，而鋼材本身的特性就剛好決定了采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屋頂是非常適合的。在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要注意的不只是針對(duì)屋面結(jié)構(gòu)支撐效果的設(shè)計(jì)，支撐點(diǎn)設(shè)計(jì)好了，同時(shí)對(duì)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)也是如此。屋面作為整個(gè)廠房里相對(duì)重要的結(jié)構(gòu)，它的穩(wěn)定性和其他方面的設(shè)計(jì)，都是需要注意的地方。例如，屋面的防水、排水方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就需要進(jìn)行著重的分析和判斷，以防止它出現(xiàn)滲漏的問(wèn)題。工業(yè)廠房的柱子：工業(yè)廠房的柱子很多時(shí)候都是通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)的組織架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)的。而對(duì)于工業(yè)廠房來(lái)說(shuō)，柱子的承重量和承重的強(qiáng)度，也是設(shè)計(jì)師需要非常關(guān)注的地方。在工業(yè)設(shè)計(jì)上面來(lái)說(shuō)，柱結(jié)構(gòu)一般分為：截面柱、階梯型柱子和分離式的柱子等3種形式的柱子。

2.2 抗震設(shè)計(jì)

雖然鋼結(jié)構(gòu)本身的抗震能力較一般結(jié)構(gòu)強(qiáng)，但為進(jìn)一步提升工業(yè)廠房整體的抗震性能，避免結(jié)構(gòu)變形、失穩(wěn)等問(wèn)題的出現(xiàn)，需提高對(duì)抗震設(shè)計(jì)的重視程度。首先應(yīng)保證設(shè)計(jì)的廠房鋼結(jié)構(gòu)具有較好的均勻性，使廠房整體受力均勻，比如用鋼架為基礎(chǔ)對(duì)廠房鋼結(jié)構(gòu)橫向與豎向結(jié)構(gòu)合理布局。比如為避免因溫差變化太大而產(chǎn)生太大的溫度應(yīng)力，從而引起結(jié)構(gòu)變形問(wèn)題可在內(nèi)部設(shè)置溫度伸縮縫，明確溫度區(qū)域長(zhǎng)度，選擇單柱或雙柱方式進(jìn)行設(shè)置。此外，為提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房整體抗拉強(qiáng)度與強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)形式、車間吊車設(shè)置、振動(dòng)設(shè)備以及廠房高度、長(zhǎng)度等進(jìn)行支撐體系的合理設(shè)置。常見(jiàn)的支撐體系有柱間支撐和屋蓋支撐兩種。柱間支撐與屋蓋支撐系統(tǒng)需協(xié)調(diào)設(shè)置，一般選擇溫度區(qū)中部設(shè)置下柱支撐，使車梁等構(gòu)件隨溫度變化向兩端自由伸縮。在進(jìn)行上柱支撐設(shè)置時(shí)，為提高鋼結(jié)構(gòu)上部縱向的剛度，使其能承受縱向上的地震作用和風(fēng)力，要求在溫度區(qū)段的兩端柱之間設(shè)置上柱支撐。屋蓋支撐系統(tǒng)包括橫縱向支撐、垂直支撐和系桿結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行該系統(tǒng)設(shè)置時(shí)首先要充分考慮工業(yè)廠房的高度、跨度等，然后根據(jù)柱網(wǎng)布置結(jié)構(gòu)和屋蓋結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理設(shè)置。

2.3 隅撐合理設(shè)置

對(duì)單層鋼結(jié)構(gòu)廠房支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，隅撐的功能是最大限度避免柱內(nèi)側(cè)翼緣和梁下翼緣穩(wěn)定性較差的情況，剛架斜梁可以承擔(dān)其壓力變化不固定，鋼結(jié)構(gòu)廠房整體穩(wěn)定性得不到保證，可以應(yīng)用隅撐，在最大程度上確保穩(wěn)定度滿足標(biāo)準(zhǔn)。在連接恒荷載同活荷載的基礎(chǔ)上，梁上下翼緣都會(huì)受到壓力，可以實(shí)現(xiàn)將檁條同鋼梁進(jìn)行連接，確保支撐的穩(wěn)定性。在受到風(fēng)力影響時(shí)，下翼緣在缺乏平面外支撐的情況下就比較容易失去穩(wěn)定性，在下翼緣可以設(shè)置支撐。右翼緣屈曲的情況發(fā)生，主要是壓力較大造成，對(duì)其重視程度不夠的話，門式剛架也會(huì)有出現(xiàn)破壞、倒塌的情況，作為施工人員應(yīng)該對(duì)斜梁下翼緣支撐結(jié)構(gòu)的重要性加強(qiáng)認(rèn)識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

文章對(duì)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題進(jìn)行分析，總結(jié)了工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的方面，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)、強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)以及鋼結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)等，并提出了工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要策略，例如要合理選取鋼材、加強(qiáng)穩(wěn)定設(shè)計(jì)、提高鋼材的耐火性和防腐蝕性，還要確保關(guān)鍵連接節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量，避免出現(xiàn)偏差。只有從這些方面入手，才能夠確保工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加安全穩(wěn)定。