鋼結構廠房

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鋼結構廠房范文第1篇

[關鍵詞]輕鋼結構 廠房 應用

Abstrct：This article gives an introduction to the application of lightweight steel structure for warehouse，and to some points on which importance should be attached in its design，construction and management.Also it develops analyes in economy and technology，and introduces a lot of his own opinion.

Keyword：lightweight steel structure； warehouse； application

70年代前，我國的鋼產量較低，限制了基本建設用鋼量。當前，我國的鋼產量已名列世界前茅。在1997年4月召開的中國建筑金屬結構協會建筑鋼結構委員會97’年會上，提出了“積極、合理、較快速地發展建筑鋼結構”的任務，這對充分發揮鋼結構的優越性和綜合經濟效益，促進我國經濟發展是很重要的。

一、 工程概況

根據工藝要求，廠房采用單層雙跨輕鋼結構剛架梁。6.0m開間，18.0m一跨，廠房內設置兩臺5T電動單梁橋式起重機，吊重高4.5m，牛腿離地高度7.3m。結構平面圖見圖1。

本工程地質條件較好，0.8m雜填土，0.15-0.40m耕（表）土，0.40-4.10m粘土、粉質粘土。粉質粘土層承載力標準值210kpa，可作天然地基持力層。

二、 結構選型布置及材料選用方案探討

開關有限公司現有的機加工車間和油漆車間均為鋼筋砼結構。在結構選型設計時，對輕鋼結構廠房和鋼筋砼廠房的經濟技術比較提供真實的依據。鋼筋砼結構方案采用兩跨18m的單層排架結構，造價1064 元/m2，施工工期至少一年。如果采用鋼筋砼結構廠房，建設投資需304萬元，建設總工期16個月（包括設計），在2001年5月份才能竣工投產。這與業主要求的總投資不要超過200萬元，工期在“兩改”工程中開關柜大規模生產2000年6個月份拉開序幕之前竣工投產有距離。

2.基于鋼筋砼結構廠房有諸多不足，經過方案比較采用輕鋼結構方案。首先，從工期上講是可行的。設計2000年1月底完成，3月20日基礎施工完成，25日鋼結構安裝單位進場，4月20日輕鋼結構安裝完成，5月25日工程完工。其次，通過造價測算，綜合造價715元/m2（含地基處理、地坪、獨立基礎、內墻、輕鋼結構、照明、動力）。輕鋼結構倉庫技術經濟參數見表1。

3.根據以上工藝要求及經濟技術方案比較，選定輕鋼結構廠房是較為理想的方案。該廠房單層兩跨，建筑面積2826m2，跨度為18m（“五州第一跨”的嘉興電廠干煤棚結構跨度為103.5m）。雙跨剛架梁柱，共計14榀，柱距6.0m。檐口離地高度10.3m，屋脊高地高度11.05m，屋面坡度1：12。屋面采用天藍外鋼板的聚氨脂夾芯屋面板，選用卡普隆采光帶間隔布置，每跨屋脊設置天窗通風。廠房平面布置6扇4.2*4.8m（寬*高）的鋁合金卷閘門，2扇0.9*2.1m（寬*高）小門。倉庫四周標高1.2m以下砌240磚墻，內粉水泥砂漿，外粉1：1：6。

結構特點和構件截面

內力計算將空間力系按平面簡化計算，取某一榀剛架為一個計算單位，鋼柱與獨立基礎用地腳螺栓連接埋入地底0.30m，不能視為鉸接。彎矩圖如圖2所示。

1.剛架形式選擇 根據彎距圖，彎矩最大點發生在剛架梁柱接頭處及梁跨中。結構部件采用優化設計，截面與彎距大小趨于一致，整個主剛架如圖3所示。結構使得材料選用較為合理。

設計時考慮到施工時整榀剛架制造、運輸、安裝的難度，故把整榀剛架（分解成3根柱，8根梁等11段）進行單元分解。施工安裝時用高強螺栓連接。

2、檁條、墻梁的選擇 本工程排架柱距為6.0m，檁條梁采用Q235鋼制作的卷邊槽鋼，檁距1.8m左右。

3、圍梁選用 圍梁的作用：傳遞相鄰剛架及吊車行動分配來的荷載，使之成為整體結構。根據計算，采用Φ89*4鋼管梁，其強度、穩定性均能滿足要求。

三、 施工驗收及其它問題的探索

1、廠房面積較大，獨立基礎達50個，主要受力地腳螺栓達252個，為使眾多的螺栓平面誤差控制在±3mm，垂直誤差控制在±5mm，在施工中應注意以下幾點：（1）采用測量儀器測量放樣，每兩榀及數榀剛架之間反復交叉測量校驗控制，從而確保獨立基礎中心位置之間是直角。（2）制作2塊8mm厚定位鋼板，，地腳螺栓加焊兩道固定筋，這樣保證了每只獨立基礎內的每支地腳螺栓位置的相對精確。

2、安裝隊伍的選擇 通過邀請有資格的施工隊伍進行招投標，這樣不僅找到了一家有經驗的施工隊伍，而且在總費用下浮了10%。

3、制造、安裝驗收標準及質檢范圍 廠房土建、鋼結構施工、制造安裝規范仍參照我國頒布的規定執行。剛架結構的首次表面防腐處理采用密閉噴丸，焊縫采用x射線探傷、全相分析。

鋼結構廠房范文第2篇

關鍵詞：輕鋼結構；工業廠房；消防設計

中圖分類號：TU27 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2015）024-000-02

隨著我國工業的發展，大跨度空間結構的需求不斷增加。鋼材作為輕質高強的材料滿足了大跨度空間結構的需求并因此成為應用廣泛的材料。輕鋼結構廠房具有造價成本低、跨度較大、自身重量輕、建設周期短、造型美觀等特點，在現代工廠建設中得到了普遍的應用。但是，輕鋼結構建筑據別較低的耐火等級，而且對防火分區提出了較高的標準，這些都是輕鋼結構工業廠房建設所需要考慮的問題。

一、輕鋼結構工業廠房耐火等級分析

網架、鋼柱等結構是輕鋼結構廠房中比較關鍵的組成部分，組成了廠房的承重部分，對于輕鋼結構廠房外表面通暢選擇鍍鋁鋅鋼板或者彩色鋁鋅鋼板。通過對廠房建設防火規范進行研究發現，輕鋼結構廠房柱、梁的耐火時間最好在15分鐘到30分鐘，但是其耐火等級相對比較低，僅達到四級且尚不能滿足丙類廠房的最低耐火等級。為了解決廠房耐火等級低這一問題，在進行廠房建設時可以建筑物柱、梁的表面增設一層厚度約2cm 厚的LY 防火隔熱涂料或約1.5cm的LG 防火隔熱涂料作為保護層，因為該涂料的耐火時間超過了半小時，最高可達兩個半小時，從而使耐火等級達到三級，并符合規范要求。但是同時需要對輕鋼結構廠房防火涂層的重量進行合理的控制。

二、輕鋼結構廠房防火分區的劃分

目前大部分工業要求廠房采用大空間、大跨度的布置形式，這會提高結構的通透性，而且為機器的設置和工作提供了便利。我國的建筑設計防火規范為了將火災控制在有效范圍內，需要對防火分區給予有效的劃分，此外還要按照規定合理規劃防火分區的面積，最大不得超過三千平。但在實際生活中我國輕鋼結構廠房占地面積較大，大多數都超過了五千平方米，遠遠超過規范所允許的最大面積。在普通的民用建筑中防火分區較易實現，比如在樓梯、門口、大廳等處采用防火卷簾、防火墻、防火門、防火水幕等技術措施進行防火分區，或者設立自動噴水滅火設備，從而大大提高建筑面積。但是其在大跨度輕鋼結構廠房中實現起來比較困難。

1.防火墻與防火分區

輕鋼結構廠房通常選用流水線的作業方式，因此廠房中的所有設備都是有序的加工線。此時就需要做好防火墻的設置，其不僅會造成生產線的中斷，還會導致原料、產品等的運輸困難，最終導致生產活動受限，工廠利益受到損失。

2.防火卷簾與防火分區

在進行民用建筑設計過程中，防火卷簾在防火分區中得到了廣泛的應用，但是大部分工業廠房中防火卷簾不是十分合適。首先，輕鋼結構的設計跨度較大，在進行操作時極易導致卷窗卡在滑槽里，很難進行防火卷簾的收放。其次，防火卷簾的使用需要高昂的費用，從生產成本的角度考慮，工廠業主不會采取這種方式進行防火分區。

3.自動噴水滅火與防火分區

需要將自動噴水滅火裝置安裝到整個車間的各個部位，這樣可以將防火分區面積適當的擴大一倍，從而符合防火規范標準。但是在實際應用過程中，還存在以下兩個方面的問題：（1）《自動噴滅火系統設計規范》中提出，如果大空間建筑物超過8m，一般不鼓勵使用閉式噴頭。我國單層輕鋼結構車間的高度大多都超過了8米。（2）如果將自動噴水滅火裝置安裝到了整個車間內部，此時可以將防火分區面積適當的擴大一倍。但是有的丙類三級單層輕鋼車間面積達9000m2，即使使用了自動噴水滅火裝置防火分區的允許面積只是從3000m2擴大到6000m2，但仍小于9000m2，也就是說擴大一倍的防火分區面積仍不能滿足輕鋼車間的要求。

4.獨立水幕與防火區

在廠房消防設計中最常采用的方式是用獨立的水幕作為防火分隔。用獨立水幕做防火分隔雖然不會將車間截成兩半，也不會產生大跨度防火卷簾的麻煩，但是在現場應用過程中，單獨的水幕分隔同樣存在一定的缺陷。（1）獨立水幕對水的需求量較大，而且水池造價成本高。例如，一個跨度為36m的水幕，其所需供水量為2L/ms，如果持續2小時的消防過程，則會使貯水量達到518m3，此外，室內外消火栓同樣需要貯水量，由此可見獨立水幕的使用需要大量的水，不僅造成水資源的浪費，而且貯水量太大也必將導致消防水池的成本提高。（2）在獨立水幕啟動時，由于水流的沖擊作用可能會給生產設備造成不同程度的損失，有時僅在車間內局部出現小范圍的火災，借助水槍或滅火器就可以解決，但是有些輕鋼結構廠房卻啟動了獨立水幕進行滅火。這種做法也許會造成更大的損失，因此在啟動獨立水幕時應當嚴格掌握水幕的啟動時機，避免失誤動作造成嚴重損失。因此，在對車間獨立水幕進行設計時，一般使用人工手動啟動，這樣可以提高獨立水幕的運行效率。（3）獨立水幕無法定期進行維修，無法進行試水檢驗，從而不能確保整個水幕系統的穩定性。在輕鋼結構廠房設計工程實踐過程中，一些廠房業主為了工廠更夠早日投產，大多都是先安裝生產設備，再安裝消防設備。在水幕安裝完畢后沒有辦法進行試水，無法掌握獨立水幕的實際噴水情況，只有在火災發生時才能進行試水，但這卻起不到預先防火的作用。因此試水的問題僅能采用先進技術給予適當的解決。例如，在設計水幕的過程中，可以將試水閥門和試水管安裝到消防泵房水幕泵的出水管上，這樣可以提高水幕泵的檢查效率。但是，對于車間上方的水幕噴頭與水幕管是否噴水或阻塞無法進行及時的測試。

5.是否設置室內消火栓的問題

根據《建筑設計防火規范》大面積的輕鋼結構廠房可不設置室內消火栓，但根據室內消火栓設置場所的條文解釋，對于具備一、二級耐火等級的廠房，因為內部儲存的可燃物比較少，及時出現火災也不會造成較大的經濟損失。例如，如果火災面積低于100m，而且不會造成較大損失時，在輕鋼結構廠房內部可以選擇不設置消防給水設施。如果果丁、戊類輕鋼結構廠房內部，儲存大量可燃物時，如木箱包裝機器、淬火槽、紙箱包裝燈泡等，需要將消防給水設施安裝到室內。但是丁、戊類輕鋼結構廠房一、二級耐火等級建筑物并沒有進行十分明確的界定，這就導致設計人員理解及把握程度不同，從而在進行建筑物設計使用時較多可燃物的情況。

6.其他解決方案

《建筑設計防火規范》中對四級耐火等級廠房的防火間距進行了規定，要求其保持在18m左右。因此，耐火等級為三級，生產類別為丙類的輕鋼結構廠房可以安裝一個18m寬的防火隔離帶。但是生產設備上經常會放有一些可燃物，例如生產時使用的原料和橡膠傳送帶等，如果出現火災，需要停止機器運轉，并借助水槍或者滅火器等控制火災。但是目前我國建筑消防規范并沒有提到這種做法，所有在輕鋼結構廠房設計中并沒有得到實際的應用，

三、小結

綜上所述，隨著建筑行業的發展，輕鋼結構廠房由于其耐火等級較低、建筑面積較大、火災危害性較大等問題為建筑消防行業帶來了挑戰。因此，需要對消防技術進行改進，以便更好的適應時代步伐，重視輕鋼結構廠房消防基礎上的問題，盡力找到經濟性與安全性兩者之間的平衡點，采取相應的防范措施，保障我國工業廠房的消防安全。

參考文獻：

[1]唐桂斌.輕鋼結構廠房消防設計的若干問題分析[J].城市建設理論研究（電子版），2012（30）.

鋼結構廠房范文第3篇

關鍵詞：鋼結構；屋蓋體系；改造設計；方案比選

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市工業廠房、高層建筑等類似的建筑物數量日益增加，這對建筑物結構的質量安全也提出了更高的要求。鋼結構是一種以鋼制作為主的結構形式，具有造價低、強度高、整體剛性好、自重輕和施工速度快等優點，比較適用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。但是，目前一些鋼結構廠房在檢測過程中存在結構體系不合理、節點做法錯誤和鋼梁承載力不足等不滿足規范的現象，嚴重威脅到鋼結構廠房的質量安全，一旦發生事故，甚至會造成不可挽回的人員傷亡及財產損失。因此，施工人員必須加強鋼結構廠房加固改造設計工作的研究力度，并采取合理的加固改造方案，最大限度確保鋼結構廠房的整體質量安全。

1 工程概況

某生產車間單層輕型鋼結構廠房縱向約為90.5m，橫向一邊長約為50.5m，另一邊長約為44.3m，建筑面積約為4035m2。采用條形基礎，基底標高為-0.700m。

經現場檢測及結構驗算，不滿足規范要求有：（1）屋面檁條間未設置撐桿和拉條；（2）屋架之間未設置水平支撐和系桿；（3）未設置柱間支撐；（4）軸與⑧軸處的排架柱遭撞擊導致局部屈曲。

廠房未經正規設計院設計，對上述不滿足規范要求的結構構件進行加固。

2 屋蓋體系加固優化設計

2.1 加固方案比選

方案一：卸除廠房原有的彩鋼板，代之以預應力混凝土大型屋面板屋面，將屋面板直接焊接在屋架上，板之間用細石混凝土灌縫?；炷链笮臀菝姘宄叽鐬?.5m×7.5m，混凝土屋面板需另設找平和隔熱層，加上鋪小石子的油氈防水層，荷載為2.5～3kN/m2，屋蓋承重結構截面尺寸較大。

方案二：在原廠房基礎上合理增設屋面支撐系統。

就加固后屋蓋體系整體性而言，方案一優于方案二，大型屋面板可有效傳遞水平荷載，但屋面荷載顯著增大，需對屋架和排架柱等多個受力體系進行加固，造成加固成本急劇上升和加固周期延長。在原廠房上合理增設屋面支撐系統，可使廠房滿足空間剛度和整體穩定性，因加固而增加的屋面荷載較小，減小對其他受力體系的影響，且加固成本低、易操作。綜上所述，在對兩方案優缺點進行比較后，決定采用方案二，即在原廠房基礎上合理增設屋面支撐系統，以達到對屋蓋體系加固的目的。

2.2 加固設計

1）增設屋面拉條、斜拉條和檁條撐桿

由于屋面檁條間因未設置拉條、斜拉條和檁條撐桿，各檁條無法組成穩定的受力體系，因此應增設拉條、斜拉條和檁條撐桿。拉條采用圓鋼，通過螺栓與檁條連接。在屋脊和檐撐桿以受壓，撐桿由拉條外套圓鋼管組成。為形成幾何不變體系，應同時增設斜拉條。加固時應注意，由于冷彎薄壁C形檁條自身抗扭轉剛度很弱，在豎向荷載作用下，由于檁條的重心與形心不重合，這就產生了一個扭轉力矩，因此拉條應設在距檁條上翼緣1/3腹板高度的范圍內，使拉條拉力產生抵抗力矩，防止檁條發生扭轉失穩。拉條如圖3所示。拉條作為檁條的側向支撐點，同時受拉和受壓，因此應在屋脊和檐口的檁條間增設。

2）增設屋面水平支撐和系桿

由于生產車間未設置屋面水平支撐和系桿，導致水平風荷載無法有效傳遞，各剛架無法組成空間穩定體系，房屋縱向剛度不足，因此應增設屋面水平支撐和系桿。系桿采用圓鋼管，沿廠房縱向通長設置；水平支撐采用交叉單角鋼，以減小屋架平面外側移。

2.3 驗算加固結果

采用SAP2000軟件進行結構驗算，為簡化計算，取廠房主體結構進行計算，同時對天窗進行簡化處理。在永久荷載、活荷載、雪荷載、積灰荷載、風荷載、水平地震作用下按照SAP2000的工況組合，增設的拉條、系桿和水平支撐承載力均能滿足要求。通過對桿件在有地震參與的最不利工況組合的內力，與無地震參與的最不利工況組合的內力的對比，發現地震對拉條、系桿和水平支撐承載力不起控制作用。

3 柱間支撐加固優化設計

3.1 柱間支撐加固方案選擇

沿廠房每一縱向柱列增設柱間支撐，以保證廠房的縱向穩定和空間剛度，使縱向水平荷載通過柱間支撐傳至基礎。擬在每一縱向柱列的中部和從端部起第二榀框架分別增設柱間支撐，使柱間支撐與屋蓋橫向水平支撐在同一柱距內，具置見圖2。

本工程中生產車間采用單階柱，為使柱間支撐和屋蓋橫向水平支撐形成空間體系，提高廠房縱向剛度，使屋蓋橫向水平支撐與柱間支撐在同一柱間，即每一柱列設置3道上段柱和下段柱柱間支撐；因生產車間采用格構柱，考慮到雙片支撐易使兩個柱肢受力均勻，且支撐斜桿與翼緣節點板焊接時更易操作，上段柱和下段柱柱間支撐均采用雙片支撐；對于上柱因柱距與柱間支撐的高度之比大于2.5，故上段柱柱間支撐采用八字形支撐；對于下柱，因十字形交叉支撐傳力直接、構造簡單，用料較省且剛度大，故下段柱柱間支撐均采用十字形交叉支撐。

3.2 柱間支撐計算

1）荷載計算

（1）縱向風荷載：由廠房一端或兩端的山墻及天窗架端壁傳來的集中風荷載W，并應根據山墻結構包括抗風柱和抗風桁架的布置，分別計算作用在屋架下弦端支座處的風荷載W1，作用于吊車梁頂面處的風荷載W2。

（2）單軌吊車縱向剎車荷載T可按下式計算：

式中：T為同一柱列吊車梁上由2臺起重量最大的單軌吊車所有剎車輪的最大輪壓之和。

（3）作用于每道柱間支撐節點上的縱向水平荷載如圖3所示。

（4）在計算支撐內力時一般都假設節點為鉸接，并忽略偏心影響，當在同一溫度區段內的同一柱列設有兩道以上柱間支撐時，則該柱列的全部縱向水平荷載由該柱列所有支撐共同承擔。

2）柱間支撐截面形式

本工程因車間采用格構柱，考慮到雙片支撐易使兩個柱肢受力均勻，支撐斜桿與翼緣節點板焊接時更易操作，上段柱和下段柱柱間支撐均采用雙片支撐，其截面形式采用等邊或不等邊角鋼。

3.3 計算假定

對永久荷載、活荷載、雪荷載、積灰荷載、風荷載、水平地震作用、單軌吊車剎車作用進行荷載組合，以此驗算結構在各種工況組合下的變形和位移，確定排架柱最大位移和各構件的最不利內力組合，通過對主要構件在無地震參與的工況組合下的內力與有地震參與的工況組合下的內力進行對比，以確定地震是否對廠房的受力起控制作用。

承受水平風荷載面積大小根據軸縱向排架柱列進行位移計算，各行框排架計算均按平面框排架計算，排架柱列為超靜定結構，對格構柱及橫梁均應確定其換算慣性矩，在進行構件剛度計算時，格構柱及橫梁均按等效實腹構件等代。

3.4 計算結果

用SAP2000程序分析此結構，共給出12個振型，前6個振型對結構的地震作用效應起控制作用，取6個振型進行分析計算。振型一：T1=1.98s，振型二：T2=0.56s，振型三：T3=1.19s，振型四：T4=0.67s，振型五：T5=0.55s，振型六：T6=0.47s。在縱向和橫向風荷載組合作用下，生產車間柱頂最大水平位移為32.1mm，小于規范規定的風荷載作用下的變位限值H/500。生產車間在風荷載作用下的變形。地震組合的內力不起控制作用，截面均按非地震的不利組合計算。

4 排架柱加固優化設計

4.1 加固設計方案比選

排架柱下柱距室內地面約1.5m處曾遭撞擊，柱身和綴板局部屈曲影響排架柱的承載力和穩定性。

方案一：增設支撐構件以改變計算簡圖的方法會占據此排架柱與鄰柱的空間，對以后生產造成不便；托梁換柱或托梁截柱的方法工作量大施工復雜，況且此排架柱只是局部屈曲，更換或截斷整根柱會造成不必要的浪費。

方案二：采用在柱身四周外包鋼筋混凝土加固的方法，雖能大幅提高柱身承載力，但會影響被加固柱周圍的使用空間，施工周期長且加固后柱身剛度發生明顯變化，易造成節點板等銜接處焊縫受力不均勻。

方案三：對此排架柱遭撞擊部位周圍加焊鋼板以補強柱截面，可提高鋼柱的承載力，在生產車間不停產的狀態下負荷補強，施工周期短、操作簡單方便，加固后與鄰柱的空間基本無影響。

綜合考慮上述加固方案的優缺點后擬采用方案三，加固做法如圖4所示。

4.2 加固設計分析

1）加固用材

材料強度取值：屋架、柱采用Q235鋼，f=215N/mm2，fv=125N/mm2。

2）承載力計算

采用10mm厚Q235鋼板，焊腳尺寸為hf=6mm的側面角焊縫（ =160N/mm2）。

加固截面強度、排架平面內穩定性、排架平面外穩定性、腹板局部穩定計算滿足要求。取焊縫長度為300mm，屈曲部位上下各150mm。

5 結語

通過探討鋼結構廠房加固改造設計工作，筆者總結出以下幾點結論：①屋蓋體系是確保廠房剛度及穩定性的重要支撐及系桿，加固是需要合理增設屋面支撐；②柱間支撐是廠房縱向的主要抗側力構件，合理增設柱間支撐可以滿足廠房的縱向穩定和空間剛度要求；③本工程排架柱需要采取加焊鋼板補強柱截面的加固方法來提高鋼柱承載力，以滿足鋼結構廠房結構安全的需要。

參考文獻：

鋼結構廠房范文第4篇

【關鍵字】輕鋼結構，廠房設計，分析研究

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

在建筑結構設計中，輕型鋼鋼架的設計是比較常見的，但是，其設計并不是十分的容易。如何進行輕型鋼結構的設計是我們進行設計時首要考慮的問題。但由于目前國內系統的論述輕鋼結構的書籍還比較缺乏，設計人員大都根據《輕型房屋鋼結構技術規程》和《鋼結構設計規范》進行設計，而部分結構設計人員從事設計時間不長，對設計規程、規范理解不夠全面，對輕鋼結構廠房的設計經驗不足，以致在設計中出現技術經濟不合理現象，甚至造成安全隱患。

二、輕鋼結構典型優勢

輕鋼結構屬輕型鋼結構的一種類型，其結構體系，簡言之，是由剛架為承重結構，配套輕型屋蓋和墻體圍護結構，以及相應的支撐系統所組成的結構體系。輕鋼結構和其他材料的結構相比，具有如下優點 。

（一）自重輕

輕鋼框架結構重量比很高，墻厚較薄，因此可以使房屋的跨度達到很大，鋼材可根據不同用途合理分配截面尺寸的高寬比，使用面積較其他結構要提高很多。這種截面模數大，具有優良的力學性能和優越的使用性能，結構強度高。輕鋼結構與混凝土結構相比，自重約為后者的一半 。在工程設計中可以根據實際情況達到個性化的要求 。

（二）結構穩定性好，抗震性能突出

輕鋼框架結構穩定性良好 ，鋼梁、鋼柱組成柔性框架，可充分發揮鋼材強度高、延性好 、塑性變形能力強的特點，以吸收部分地震能量，房屋的抗拉伸、扭曲 、震動的能力得以強化。一般而言，其抗震能力是磚混結構的2倍以上，在高烈度的地震災害后，用于修復的費用減少 。而且適合建造在各種地質條件的地基上，提高了結構的安全可靠性 。

（三）施工速度快

一般情況下，輕鋼框架結構建筑的施工由于設計標準化、定型化，構件加工制作工業化，另外加上現場安裝施工的過程中不受氣候影響，簡單快捷，時間相對鋼混結構住宅縮短工時1／3~1／2，加快了資金周轉，大大提高了投資回報速度 。

三、輕型鋼結構廠房的優化設計

1. 剛架最優柱距的確定

剛架的柱距與剛架的跨度、屋面荷載、檁條形式等因素有關。隨著剛架柱距的增大，剛架用鋼量是逐步下降的，但當柱距增大到一定的數值后，剛架的用鋼量隨著柱距的增大其下降的幅度較為平緩，而其他如檁條、墻梁的用鋼量隨著柱距的增大而增加，就房屋的總用鋼量而言，隨著柱距的增大先下降后上升。大量計算數據表明：一般情況下，門式剛架的最優柱距為6—9 m，柱距不宜超過9m，超過9m屋面檁條與墻梁體系的用鋼量增加太多，綜合造價并不經濟。因此，從綜合分析的角度看，確定合理的柱距才能既節省鋼材，又使設計真正做到定型化、專門化、標準化以及輕型化，從而推動門式剛架輕型房屋結構體系在我國的發展。

2．合理跨度的確定

在設計中，應該根據具體房屋的高度來確定合理的跨度，總體來說，當荷載和柱高一定時，我們在設計中就應適當加大房屋的跨度，這樣一來，剛架的用鋼量整體增加不明顯，但卻很大程度上節省了空間。通過大量計算得出：當檐口高度為7 m、柱距8．5 m，荷載情況完全一致的情況下，跨度在18—48 m之間的剛架單位用鋼量為18～35 kg／m²，當檐口高度為12 m時(其他情況相同)，跨度在18—48 m之間的剛架單位用鋼量(Q235一B)為25—40 kg／m²，因此，在工藝要求允許的情況下，設計人員選擇方案時應選擇較為經濟合理的跨度，不宜盲目追求大跨度。

3. 截面優化設計

實現截面優化的方法主要有兩種：

（一）窮舉法。首先仔細計算和比較各種合理的構件截面形式，并在滿足具體設計要求的情況下，以用鋼量最少或造價最低作為控制條件，得到滿意的截面尺寸。門式剛架常采用變化構件的截面來適應彎矩的變化以達到節約鋼材的目的。除腹板的高度變化外，厚度也可根據需要變化，上、下翼緣可以用不同截面，相鄰單元的翼緣也可采用不同的截面形式。因此，影響整個剛架用鋼量的因素有上、下翼緣寬度、厚度，腹板的厚度，構件大頭、小頭的高度，而且這些因素之間也互相影響，互相不獨立。工程設計從形式上來說，是一種非常嚴格的力學和數學方法的精確運算過程。

（二）用最優化理論。首先可以把問題歸納為一個單目標的問題，用鋼量最少或造價最低最為優化的具體目標函數，應力、位移等可以作為約束條件，最后用我們的數學方法得到最滿意的解。

事實上，結構設計中起重要作用的并不是那些運算方法和數學處理，而是一系列難以用精確的計算解決的、具有主觀色彩的決策問題。所以，完全用最優化理論來解決截面優化設計有很大的復雜性。當設計人員決定了結構形式后，截面優化比較簡單易行的方法是按照構件的內力來調整截面尺寸，經過試算來確定重量最小的截面。這種方法不但計算次數少，而且可以人工干預截面優化范圍，快速的得到比較理想的截面尺寸。

4. 柱腳設計

輕鋼結構柱腳形式有兩種：即鉸接柱腳和剛接柱腳。對于鉸接柱腳，基礎僅受軸心荷載作用，設計相對比較簡單。但部分輕鋼節結構廠房都有吊車，依據《輕鋼結構剛架輕型房屋鋼結構技術規程》規定：用于工業廠房且有5 t以上的橋式吊車時，宜將柱腳設計成剛接；《技術措施結構2003)規定：當設有橋式和梁式吊車時，輕鋼結構剛架柱宜采用等截面構件，柱腳應設計成剛接。因此5 t以上的橋式和梁式吊車的門剛結構柱腳應設計成剛接；3 t及以下懸掛式吊車和無吊車的門剛結構，柱腳才可以設計成鉸接。有較大吊車的房屋，柱頂位移較大，柱腳采用剛接，使得每榀剛架形成超靜定結構，不但能減小柱頂位移而且具有更大的安全儲備。對于高寬比和風荷載較大的無吊車門剛結構，柱腳也宜設計成剛接。

同時當柱底板與混凝土基礎間的摩阻力不足以抵抗全部的水平剪力時柱腳還應設置抗剪鍵，抗剪鍵的設置需要計算。在基礎施工時應留置鍵槽，鍵槽每側寬出抗剪鍵不小于30 mm，底部空隙高度不小于20mm。在柱腳底板和基礎頂面之間留有一定空間，柱腳鉸接時不宜大于50 mm，柱腳剛接時不宜大于100 mm。

五．結束語

近年來，我國的建筑工程建設事業也在快速的發展著，同時由于近些年我國彩色剛的產量的增加，輕型鋼逐漸在建筑工程中的應用越來越普遍，已經成為現代大跨度廠房的首選了。輕型鋼門式鋼架結構在建筑結構設計中是普遍存在的，因為這種結構設計具有很強的優勢，是其他一些建筑結構設計所無法比擬的。但是這種鋼結構設計在某些地區目前還不是很成熟，在建筑工程中的應用不是很好。因此，為了更大范圍的發揮這種結構設計的優勢，確保這種鋼結構設計的質量，我們就需要對該種鋼結構設計進行分析，克服在輕型鋼門式結構設計中存在的問題，掌握其設計技術，使輕型鋼門式結構設計得到更大的發展。

參考文獻：

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[2] 賀劍 門式剛架輕鋼結構廠房的鑒定與加固方法研究同濟大學2008-03-01碩士

[3] 鄒劍強; 付桂宏; 徐克利 設有100/20t吊車的重型鋼結構廠房結構設計建筑結構2006-06-15期刊

[4]徐可心; 楊金澄 淺談輕型門式鋼架結構廠房的設計吉林省土木建筑學會2011年學術年會論文集2011-12-06中國會議

鋼結構廠房范文第5篇

【關鍵詞】鋼結構；廠房；設計；要點

鋼結構已經成為現階段工業廠房設計中主要采用的結構形式，與傳統的廠房結構設計相比，它具有跨度大、重量輕、質量高、施工周期短、柱網布置靈活以及工藝便于銜接等優點，但同時鋼結構廠房也在抗震性、耐熱性、穩定性以及耐腐蝕性等方面存在著一定的缺陷，所以在對其進行設計的過程要采取科學有效的措施，避免鋼結構自身的缺陷給廠房可能造成的隱患，促進鋼結構作用的更好的發揮，提高鋼結構廠房的使用效果。

1 鋼結構廠房的結構設計

由于工藝布置等方面的要求，為了拓展廠房的空間，鋼結構廠房一般會采用框架結構，此外，如果廠房的層數比較多且能達到一定的工藝條件時也能采用框剪結構。鋼結構廠房設計對其結構布置的要求是要對稱均勻地布置柱網，并使廠房的質量中心與剛度中心接近，達到降低廠房空間的扭轉作用的目的。鋼結構廠房的結構體系需要具備規則、簡捷以及傳力明確的特點，防止凹角、收縮以及現應力集中或者由于豎向過多而導致的內收或外挑等現象的出現，提高豎向剛度的穩定性。而在多層廠房中，由于其柱距方向尺寸小，柱子多、跨度方向尺寸大，柱子少的特點，所以一般對其采用橫向控制的方式，實現縱橫向的抗震能力的一致，提高鋼結構廠房的抗震性能，促進鋼結構廠房設計的經濟性和合理性。

2 鋼結構廠房的選址設計

在鋼結構廠房設計中，其選址的設計非常重要，為了提高鋼結構廠房的安全性，延長其使用壽命，應該盡量避免把廠房選址設計在地震區范圍內，當由于某些客觀原因不得不在地震區建設鋼結構廠房時，對于占地較長的房屋設計，要采取積極有效的措施減少伸縮縫和防震縫的設置：要求施工的過程中，在鋼結構受力影響最小的一些區段每隔40m就設置一道后澆帶；而在底層、頂層、山墻以及內縱墻端開間的墻體等一些受溫度影響比較大的廠房部位，需要提高其配筋率，此外，還可以通過設置架空層或者對廠房屋面的隔熱保溫層進行加厚，使其屋面能夠保持良好的通風效果。

3 鋼結構廠房的防火設計

鋼結構廠房的防火性能一般都比較差，所以要對其做好防火隔熱的設計，明確建筑生產火災的危險性分類，并確定合理的廠房耐火等級。廠房生產的火災危險性可以根據《建筑設計防火規范》分為甲、乙、丙、丁、戊五種類型級別，比如，如果明確某項廠房工程的耐火等級為二級，那么就應該根據二級耐火的要求對廠房進行防火涂料的涂刷。在具體的設計過程中，為了實現安全經濟的目的，要在考慮鋼結構廠房構件的耐火極限的前提下，經過科學地比對選擇出最合理的防火保護方法。另一方面，鋼結構廠房設計對廠房的防火分區要進行合理的劃分，嚴格控制住每一個防火分區的面積以及疏散人口數量與疏散距離。鋼結構廠房的設計要提高對疏散人員因素的重視，綜合考慮鋼結構廠房的特點與內部人員的密度，著重設計疏散寬度、疏散距離以及安全疏散路線，為了在火災發生時，廠房內部的人員能夠迅速疏散到安全區域，要在鋼機構廠房設計中設置一些疏散指示標志，保證人們的生命財產安全。

4 鋼結構廠房的防腐設計

鋼結構如果暴露在大氣中很快就會腐蝕，不僅會減小鋼結構廠房構件的截面，還會引起鋼構件的局部出現銹坑，破壞其表面結構，在一定程度上構成了廠房的安全隱患，所以在鋼結構廠房的設計過程中要提高對其構件的防銹蝕問題的關注，為了提高廠房結構的穩定性和安全性，要綜合考慮分析廠房周圍的環境以及侵蝕介質的狀況，在材料選擇、工藝以及總圖布置方面采取積極有效的預防和應對措施。在鋼結構表面涂刷防銹防腐涂料能夠有效防止結構表面的銹蝕，因為金屬表面產生銹蝕的主要原因是保護層透氣，所以要使防腐涂層達到電阻大、附著力強、疏水性好以及涂層足夠厚的要求，對氧氣、水蒸氣以及氯離子的侵蝕起到良好的屏蔽作用，在自然大氣介質作用下的廠房室內的鋼結構，涂刷的防銹防腐涂料的厚度要達到100μm，要求涂兩道面漆，兩道底漆；而對于在工業大氣介質作用下的露天鋼結構，涂刷的防銹防腐涂料的厚度約為150μm ～ 200μm；此外，對酸環境中的鋼結構要涂刷氯磺化防酸漆，用高于C20的混凝土包裹鋼柱柱腳在地面以下的部分，要求它的保護層的厚度要大于50mm。

5 鋼結構廠房的節點設計

鋼結構廠房的節點設計對整個設計具有重要的影響和作用，鋼結構設計就是由桿件設計和節點設計組成的，在對鋼結構廠房的節點進行設計的過程中要堅持安全和經濟的原則，使其符合施工安裝水平的要求，為了增強其結構的抗震性能，要弱化構件的設計而強化節點的設計，所以鋼結構的節點設計在一定程度上決定了其安全性，鋼結構廠房的節點設計要使其達到傳力可靠、受力明確、結構簡單的目標和特點，在對其進行具體設計的過程中，要把桿件內力增加10%，而對于內力較小的桿件，要求其連接焊縫的長度要大于120mm，在施工時不能任意增加桿件的截面，以實現節點構造的安全，在對鋼結構的節點進行設計時，要科學合理的布置焊縫，使其與桿件的形心相對稱，減少焊接應力和焊接變形，實現其受力的合理性。在構件安裝中采用現場焊縫的布置，提高焊縫施焊的效率和質量，不僅為后期的質量檢查提供了便利，還能減少焊縫在立體交叉處的過度集中。

6 鋼結構廠房的立面設計

在鋼結構廠房的設計過程中，其廠房的體型結構由于受到工藝技術的限制，再加上豐富的廠房體型變化加大了鋼結構節點處理的難度，在一定程度上造成了建筑工程造價的提高，在設計鋼結構廠房時經常采取冷色調和跳躍性色彩的裝飾方法，對泛水收邊以及主要出入口進行重點突出，這樣不僅能使鋼結構廠房的立面得以豐富，還在一定程度上集中展現了現代廠房的氣勢。在傳統的鋼筋混凝土結構廠房的設計中，經常采用面磚或者涂料進行外裝修，并用色帶輔助裝修，護墻體則通常采用磚砌體的結構形式，但是由于鋼筋混凝土屋面并沒有達到良好的采光效果，所以需要在墻面設計很多采光窗進行光線的補充，鋼結構廠房與其相比，具有明顯的優越性，為了達到良好的視覺效果和采光效果，在鋼結構廠房的設計中通常采用彩色壓型鋼板的維護墻體結構，避免了因為設置采光窗而給廠房設計效果帶來的消極影響，因為在鋼結構廠房中，線條是其最明顯的風格特征，采光窗的設計會影響其整體的線條造型，鋼結構廠房的屋面因為使用了大量的采光板，所以使得其內部的光線均勻充足，線條流暢優美。

7 結語

綜上所述，在對鋼結構廠房進行設計時，需要把握關注廠房設計的要點，根據鋼結構廠房自身的特點，做好其結構、選址、防火、防腐、節點、立面等方面的設計工作，運用完美的設計減少廠房建筑施工中的困難，實現鋼結構廠房的最佳效果。

參考文獻：

[1]康建強.淺析鋼結構廠房設計[J].商品與質量?建筑與發展，2013（10）.

[2]繆進.淺析鋼結構廠房設計[J].世界華商經濟年鑒?城鄉建設，2013（4）.