綠色工業(yè)建筑之鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

毛穎

（南京揚(yáng)子石油化工設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司 210048）

對(duì)于單層工業(yè)廠房來(lái)說(shuō)其建筑的模式不是傳統(tǒng)式的建筑而是屬于裝配式建筑，在一定程度是是符合各種標(biāo)準(zhǔn)要求的，是綠色建筑。綠色建筑指的是要極大程度的利用好資源。在節(jié)能環(huán)保問(wèn)題上最主要的一點(diǎn)就是盡一切可能的對(duì)資源進(jìn)行合理高效的利用。在此過(guò)程中，如果能實(shí)現(xiàn)資源的可循環(huán)利用則是最為理想的狀態(tài)。建筑資源包括的資源有很多，主要有土地資源、水資源和能源資源等。在這些資源利用的過(guò)程中，一定要進(jìn)行最佳的優(yōu)化手段。對(duì)其盡量做到可循環(huán)利用，讓建筑材料發(fā)揮其最大的自身價(jià)值。例如，在建筑材料未損壞可以進(jìn)行使用的情況下在對(duì)其進(jìn)行第二次回收使用。在建筑的質(zhì)量把控方面，要切實(shí)落到實(shí)處，增加建筑材料的使用年限，從而間接延長(zhǎng)建筑材料的使用效率。

盡可能地減弱建筑材料對(duì)于環(huán)境的影響。節(jié)能環(huán)保是指在一定程度上對(duì)資源高效利用通俗是指不浪費(fèi)，可以拆分來(lái)看就是節(jié)能和環(huán)保的兩個(gè)主題。對(duì)于節(jié)能來(lái)說(shuō)，就是對(duì)于資源的合理利用。而環(huán)保則是指環(huán)境問(wèn)題。在施工環(huán)節(jié)中，要盡可能地減少對(duì)于環(huán)境的污染，減弱其對(duì)于環(huán)境的破壞力度，防止其增加環(huán)境壓力。污染和破壞環(huán)節(jié)主要是包括對(duì)于空氣、土壤和水的影響。同時(shí)也要注意選址，對(duì)于原材料的選擇要盡可能選擇離施工地帶較近的地方，減緩在運(yùn)輸過(guò)程中汽車尾氣給環(huán)境帶來(lái)壓力。

一個(gè)單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須是安全和適用的，先進(jìn)的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量保證和環(huán)保。鋼結(jié)構(gòu)車間的設(shè)計(jì)需要的材料，結(jié)構(gòu)和方案的結(jié)構(gòu)措施，以滿足運(yùn)輸，安裝和使用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度，穩(wěn)定性和剛度要求合理選擇。優(yōu)先使用通用和標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)和部件達(dá)到綠色環(huán)保的要求。

1 鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)型式選用

鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)是適用于廣泛的應(yīng)用范圍。除了被用于一般單層工業(yè)廠房，它也可用于大跨度和高度大的提升橋式起重機(jī)的工業(yè)廠房。當(dāng)主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨結(jié)構(gòu)、具有輕型屋蓋和輕型外墻、無(wú)橋式吊車或有起重量不大于20t的A1～A5工作級(jí)別橋式吊車或3t懸掛式起重機(jī)的單層房屋結(jié)構(gòu)采用門市剛架比鋼結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟(jì)。當(dāng)基礎(chǔ)的不均勻變形大時(shí)，它是優(yōu)選采用鉸接框架或類似物，其是不敏感的不均勻變形。

單層工業(yè)廠房中對(duì)于總柱之間的距離是有一定要求的，在大多的車間柱間距為12m，在中小型的車間柱間距是6～9m之間。

該柱間距合理且經(jīng)濟(jì)。為了使工廠的設(shè)計(jì)安全可靠，在施工的過(guò)程中就要考慮很多方面的問(wèn)題，比如說(shuō)技術(shù)是否先進(jìn)、對(duì)于施工要求是否方便可行等。這樣進(jìn)行充分的思考過(guò)后才能進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)。單層工業(yè)設(shè)備的合適結(jié)構(gòu)類型和柱間距是合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)選決定因素。可以進(jìn)行方案的比較，并比較每單位面積的鋼量以獲得經(jīng)濟(jì)合理性。對(duì)于不同的柱間距，在風(fēng)荷載和起重機(jī)載荷的作用下，可以對(duì)鋼柱，起重機(jī)梁，屋頂和墻架鋼進(jìn)行綜合分析和比較。但是，過(guò)分追求最低鋼材使用指數(shù)作為比較基礎(chǔ)是不合適的。有必要從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，力傳遞的合理性，抗震性能，施工成本以及部件加工的時(shí)間和質(zhì)量控制等方面進(jìn)行綜合分析。綜合考慮，綜合比較，做出合理的經(jīng)濟(jì)選擇。建筑的平面外觀應(yīng)規(guī)則而簡(jiǎn)單。多跨植物應(yīng)具有相同的高度和相等的長(zhǎng)度。具有相似高度的多跨植物應(yīng)該被制成相等的高度。如果建筑物復(fù)雜或有建筑物房屋，縱向跨度相交，并且有很高的交叉點(diǎn)，那么就需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用防震接頭。

2 鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)材建議

精細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合理的鋼材節(jié)約可以從以下幾個(gè)方面入手：

（1）風(fēng)荷載值：在計(jì)算擱板或剛架和支撐構(gòu)件時(shí)，當(dāng)高度范圍較大時(shí)，可將其分為多個(gè)區(qū)段，高度范圍約為5m，并使用相應(yīng)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)計(jì)算風(fēng)荷載。如果風(fēng)荷載值范圍太大，則風(fēng)壓高度變化系數(shù)也將偏向大值，這可能導(dǎo)致大的風(fēng)荷載。

（2）起重機(jī)載荷值：計(jì)算框架或剛架時(shí)，多臺(tái)起重機(jī)的垂直載荷和水平載荷的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以載荷規(guī)范規(guī)定的縮減系數(shù)；當(dāng)要定義起重機(jī)時(shí)，程序?qū)⒃诜治鲞^(guò)程中以雙層起重機(jī)的特殊方式組合，并獲得正確的計(jì)算結(jié)果。否則，起重機(jī)的組合負(fù)荷值將太大，并且用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼的量將相應(yīng)地大。

（3）框架或剛架結(jié)構(gòu)的類型：當(dāng)框架或剛架用于計(jì)算時(shí)，如果需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)類型參數(shù)可以定義為：燈罩工廠根據(jù)“低延性，高度靈活”的性能設(shè)計(jì)，2倍的抗震力。在當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的彈性設(shè)計(jì)階段，塑料耗能區(qū)外的板的寬厚比可以通過(guò)板的厚度與厚度比減小，從而節(jié)省鋼消費(fèi)。

（4）輕量級(jí)保持板：輕質(zhì)板，如異型鋼板，被盡可能用于屋頂板和外墻板。其自重輕，從而可降低承重結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸，節(jié)約鋼材，并促進(jìn)更合理的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。

（5）屋面椽和墻梁：屋面梁和墻梁應(yīng)為冷彎薄壁鋼構(gòu)件或高頻焊接H型梁。可以盡可能多地使用連續(xù)成員。當(dāng)柱間距為12m時(shí)，使用壁梁，并且沒有壁柱。

（6）階梯式鋼柱：階梯式鋼柱一般有單級(jí)柱（上下柱）和雙級(jí)柱（上，中，下柱）。雙層起重機(jī)有單級(jí)或雙級(jí)立柱，單級(jí)雙肢格子柱是首選。通常，雙層起重機(jī)車間具有較大的提升重量，而下部起重機(jī)具有較小的提升重量。當(dāng)使用單級(jí)柱時(shí)，上部起重機(jī)梁放置在下柱肩梁的頂部并對(duì)應(yīng)于下柱肢，并且力直接傳遞；下部起重機(jī)梁可以放在柱子的下腿上。采用雙級(jí)格構(gòu)柱時(shí)，上，下吊車梁位于相應(yīng)的立柱上，上部大噸位起重機(jī)載荷通過(guò)中柱傳遞到下柱肩梁，力傳遞間接地向下柱，這增加了用于下柱肩梁的鋼的量，并且下柱覆蓋了該區(qū)域。與雙級(jí)柱相比，單級(jí)柱具有大噸位起重機(jī)的直接載荷傳遞力，這在一定程度上可以讓鋼量的使用減少，還能夠與此同時(shí)減少下柱的面積。

3 鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料資源利用分析

對(duì)于單層工業(yè)建筑來(lái)說(shuō)其結(jié)構(gòu)時(shí)鋼組成的所以其防震體系較高；并且建筑所使用的鋼結(jié)構(gòu)是一種可以循環(huán)使用的材料；鋼結(jié)構(gòu)廠房組件標(biāo)準(zhǔn)化加工，工廠生產(chǎn)，裝配式施工；鋼可以合理地用于高強(qiáng)度鋼；高強(qiáng)度鋼筋可用于混凝土基礎(chǔ)中的鋼筋；預(yù)拌混凝土用于基礎(chǔ)現(xiàn)澆混凝土，預(yù)拌砂漿用于建筑砂漿。通過(guò)以上分析可以看出，它符合綠色工業(yè)建筑物資源利用評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

綠色發(fā)展理念已編入國(guó)家十三五發(fā)展綱要，發(fā)展綠色建筑成為必然趨勢(shì)，符合綠色工業(yè)建筑理念的鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房將大力發(fā)展。作為設(shè)計(jì)人員也要為推動(dòng)綠色建筑做出努力。