有關(guān)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計分析與探討

鄒存宇

摘 要：在工業(yè)廠房建設(shè)過程中，一些設(shè)計人員也以此為主要設(shè)計思路，并綜合思考其他各種因素，以設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，從而提高廠房的質(zhì)量、安全性以及經(jīng)濟效益等。本文主要針對多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的特點進(jìn)行探討，并提出多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計思路，以此為相關(guān)設(shè)計人員提供參考。

關(guān)鍵詞：多層鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；設(shè)計

隨著鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù).新產(chǎn)品不斷地被引進(jìn)和應(yīng)用，人們對鋼結(jié)構(gòu)舊的觀念逐漸轉(zhuǎn)變。以工業(yè)廠房為例，采用輕鋼結(jié)構(gòu)體系的工程總造價低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)體系，且工期縮短50%以上，目前在經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)新建工業(yè)廠房已基本采用鋼結(jié)構(gòu)取代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)。隨著人們對鋼結(jié)構(gòu)認(rèn)識的加深和觀念的轉(zhuǎn)變，鋼結(jié)構(gòu)的市場需求會越來越大，從而極大地推動鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

鋼結(jié)構(gòu)以其獨有的承載性、穩(wěn)定性、安全可靠性等性能，深受工業(yè)廠房設(shè)計人員的歡迎，越來越多的多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房拔地而起，成為我國工業(yè)廠房建設(shè)發(fā)展的一種新型建筑類型。在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要提高對支撐體系、節(jié)點構(gòu)造、樓面構(gòu)造等結(jié)構(gòu)布置的重視，并創(chuàng)新設(shè)計思路，優(yōu)化設(shè)計參數(shù)的計算方法，以保證多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房各個部分的穩(wěn)定性、安全性與可靠性，從而保證廠房整體的安全性能與使用性能。

一、多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的特點

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系的主要材料多是采用輕鋼，這種結(jié)構(gòu)材料與其他鋼材料的性能類似，但是其自身重量較小，利用輕鋼作為工業(yè)廠房的主要結(jié)構(gòu)材料，可以有效地降低多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的自重；多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房采用輕型圍護結(jié)構(gòu)，即夾芯金屬板為主要圍護材料，這種材料不僅自重輕，而且其承載力較高，安裝操作便利，對廠房基礎(chǔ)的要求也較低，有效縮短工期，有利于保質(zhì)、按時完工；另外，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房每層的層高受到廠房用途的影響，其層高值都較大，有效增大了廠房的空間，卻不妨礙廠房的結(jié)構(gòu)性能。

二、多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計要點

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的特點決定了廠房設(shè)計需要結(jié)合實際需要，全面考慮各項影響因素，優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置與參數(shù)計算方法，從而避免設(shè)計質(zhì)量不合格造成多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房使用性能下降的問題發(fā)生。因此，在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計中，應(yīng)該從以下要點上著手：（1）在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計中，其結(jié)構(gòu)體系是極其重要的，不僅發(fā)揮著框架的作用，同時也直接影響廠房的安全性與可靠性等。所以，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)實際情況，如廠房的層數(shù)、層高等因素，選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。（2）框架橫向與縱向兩個方向的控制也是很重要的，在設(shè)計過程中，需要注意橫縱向抗震能力大致相同，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性。另外，根據(jù)外界環(huán)境因素，應(yīng)該有選擇地設(shè)計防震縫與收縮縫，適當(dāng)提高配筋率，以利于提高廠房的實際質(zhì)量。

三、多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計思路

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在設(shè)計中，需要將整體設(shè)計與截面設(shè)計整合，優(yōu)化設(shè)計方案，并針對各個設(shè)計要點進(jìn)行詳細(xì)的分析與探討，尤其是支撐體系、節(jié)點構(gòu)造、樓面構(gòu)造等結(jié)構(gòu)的布置，以保證多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而提高廠房整體的性能。

1.支撐體系：與結(jié)構(gòu)體系的作用同等重要，支撐體系也起到支撐、防護等作用，因此，設(shè)計人員需要對支撐體系的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新?？紤]到多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的側(cè)向鋼結(jié)構(gòu)的強度較低，不能有效抵抗來自水平方向的荷載，所以，需要加設(shè)水平支撐體系，以避免側(cè)向結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，同時，還可以有效防震，提高多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房支撐體系的設(shè)計質(zhì)量；

2.節(jié)點構(gòu)造：在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中的節(jié)點主要以柱—柱、梁—梁、梁—柱等處的節(jié)點為主，這些位置的節(jié)點因其受力情況復(fù)雜，所以需要設(shè)計人員在整體設(shè)計思路的指導(dǎo)下，有針對性地對每個節(jié)點進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。一般來說，目前較為常用的節(jié)點方式為是蓋板式、托座式、切縫式等，對于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房可以采用拴焊連結(jié)式，以提高節(jié)點處的穩(wěn)定性與防震性；

3.樓蓋構(gòu)造：樓蓋主要承受來自縱向的荷載，因此，樓蓋構(gòu)造需要具有較強的承載力、強度等，以保證樓蓋的性能。通常在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計中，多是采用壓型鋼板組合以及預(yù)制板疊合層組合兩種方式構(gòu)造樓蓋，并都具有減少鋼結(jié)構(gòu)材料使用量、提高樓蓋使用性能與經(jīng)濟性能的作用；

4.在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計中，需要對廠房所能夠承受的荷載值、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)的抗震性等進(jìn)行計算。因此，設(shè)計人員可以借助計算機，運用相關(guān)軟件與程序以優(yōu)化計算方法，如利用有限元結(jié)構(gòu)分析程序，可以有效提高計算效率，同時對計算結(jié)果的分析也較為精確，為多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計提供有力參考。

四、多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防腐措施

由于鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕給我國國民經(jīng)濟帶來很大損失， 同時還帶來了重大的安全隱患， 所以鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)對于鋼結(jié)構(gòu)的安全性能與耐久性起著極為重要的作用。

1.熱浸鋅。熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600 ℃左右高溫融化的鋅液中， 使鋼構(gòu)件表面附著鋅層， 鋅層厚度對5 m m 以下薄板不得小于6 5μm ， 對厚板不小于8 6μm 。從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點是耐久年限長， 生產(chǎn)工業(yè)化程度高， 質(zhì)量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中， 如輸電線塔.通訊塔.壓型鋼板等。熱浸鋅是在高溫下進(jìn)行的， 對于管形構(gòu)件應(yīng)該讓其兩端開敞；若兩端封閉會造成管內(nèi)空氣膨脹而使封頭板爆裂， 從而造成安全事故； 若一端封閉則鋅液流通不暢， 易在管內(nèi)積存。

2.涂層法。涂層法防腐蝕性一般不如長效防腐蝕方法， 所以用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對易于維護的室外鋼結(jié)構(gòu)采用較多。此方法一次成本低， 但用于戶外時維護成本較高。涂層法的施工第一步是除銹， 優(yōu)質(zhì)的涂層依賴于徹底的除銹， 所以要求高的涂層一般多用噴砂噴丸除銹， 露出金屬的光澤， 除去所有的銹跡和油污， 現(xiàn)場施工的涂層可用手工除銹。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境， 不同的涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性； 涂層一般有底漆（ 層） 和面漆（ 層）之分， 底漆含粉料多， 基料少， 成膜粗糙， 與鋼材粘附力強， 與面漆結(jié)合性好； 面漆則基料多， 成膜有光澤， 能保護底漆不受大氣腐蝕， 并能抗風(fēng)化。

五、結(jié)語

綜上所述，在我國建筑事業(yè)發(fā)展過程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑以其自重輕、高承載性、施工工期短等特點，成為新型的建筑類型，并被廣泛應(yīng)用與工業(yè)廠房建設(shè)中，提高了工業(yè)廠房的安全性能、經(jīng)濟性能以及使用性能。在多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計中，相關(guān)設(shè)計人員需要注重對鋼結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計，并結(jié)合其他各種因素，優(yōu)化整體設(shè)計思路與設(shè)計參數(shù)計算方法，以提高多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計的效率與質(zhì)量。雖然現(xiàn)階段我國在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)建筑過程中，依然存在著不足之處，但是相信，隨著設(shè)計人員不斷地研究與實踐，必將有效客服困難，促進(jìn)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉歌青，石永久，王元清，陳 宏. 多層輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 中國建筑金屬結(jié)構(gòu)， 2002，（08） .

[2]才洪艷. 鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 中小企業(yè)管理與科技， 2011，（06） .

[3]白慧芳. 淺談大型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計思路[J]. 2011，（10） .