多层钢结构工业厂房设计方法分析

时间：2024-04-24

刘海

（中铁七局集团武汉工程有限公司，湖北武汉 430000）

在对多层钢结构工业厂房进行设计的过程中，需要对钢结构额焊接特性等问题进行充分考虑，并且要对钢结构特性进行深入分析，进而使设计出来的多层钢结构更具实用性。

1 多层钢结构工业厂房的设计原则

在对多层钢结构工业厂房进行设计的过程中，相关工作人员应该严格遵循对多层钢结构工业厂房的设计原则，具体有以下几点。

1.1 建筑结构整体化原则

在对传统钢结构工业厂房进行设计的时候，通常都会采取先进行建筑设计后进行结构设计的原则，这种设计方式并不是建筑结构一体化设计，所以并不适用于设计多层钢结构工业厂房。在对多层钢结构工业厂房进行实际设计的过程中，首先应该选择更先进的设计软件，并且要围绕轻型材料展开设计，进而实现建筑设计与结构设计一体化设计目标。

1.2 截面设计的优化原则

在对多层钢结构工业厂房进行设计的过程中，需要优先选择具有较大刚度的截面，也就是厚度薄的大截面，但是也需要对设计规范中强调的最小截面设计要求进行满足[1]。在对支撑杆架进行选择的时候，需要对C 级螺栓连接支撑杆件的直径进行合理确定；同时，在对多层钢结构工业厂房的角钢类型进行设计时，尽量不要多于5 类，进而时采购更加方便。

2 多层钢结构工业厂房的设计方法分析

2.1 柱网布置

柱网布置是多层钢结构工业厂房的设计方法之一。在对多层钢结构柱网进行布置的过程中，需要遵守四点原则：其一，正常生产厂房的使用需求一定要得到满足，进而保证正常工艺生产过程不会受到干扰，同时还要与厂房的整体建筑风格相协调；其二，采取高效化施工方法进行布置，也就是在保证施工质量的前提下提升施工效率；其三，要对多层钢结构工业厂房设计中的影响工程造价因素进行充分考虑，使经济合理性需求得到满足；其四，对多层钢结构工业厂房建筑后期的技术革新需求进行满足，进而推动多层钢结构工业厂房建筑更好的发展[2]。

2.2 结构体系

在对多层钢结构工业厂房进行设计的过程中，通常会用到的结构体系有三种，即框架支撑体系、纯框架体系以及钢架加支撑的混合体系[3]。1）框架支撑体系，主要采用横向刚接框架设计以及纵向柱支撑设计，并且该种体系具有很好的经济效益，适合长矩形规则的多层钢结构工业厂房建筑。2）纯框架体系，主要是厂房内没有柱间进行支撑，进而形成纵横向的钢结框架型体系；其主要优点为空间占比小。3）架加支撑的混合体系，主要是采用横向刚接框架设计以及纵向钢架支撑混合类型，可以有效避免水平力带来的影响，也可以有效避免柱体纵向弯矩带来的影响。在对多层钢结构工业厂房进行实际设计的过程中，所涉及的空间框架应该是弓形或者箱型柱的组合，但是该空间框架的侧向刚度比较小，所以需要多设计支撑结构[4]。

2.3 结构楼板的选用

在对多层钢结构工业厂房进行实际的过程中，厂房的楼板刚度以及承载力需要谨慎设计，需要根据工程现场的实际情况对结构楼板形式进行选择，通常有压型钢板组合结构以及预制板叠层组合结构楼板这两种类型。1）关于压型钢板组合结构楼板，主要是需要将钢板敷设在钢梁的上方，利用螺栓进行连接，同时还需要浇筑混凝土；2）关于预制板叠层组合结构楼板，主要是需要将钢筋混凝土薄板敷设在钢梁的上方，同时也需要浇筑混凝土；由于不需要使用压型钢板，所以可以在一定程度上降低钢材的消耗量，进而保证多层钢结构工业厂房的整体施工造价得到有效控制[5]。

2.4 多层钢结构工业厂房的设计实例

以下以用于冶炼电石的对多层钢结构工业厂房设计为例，建筑面积大概需要5400 平方米，通过对实际环境以及设计需求的分析可以得到，屋面要采用薄壁c 型钢双拼檩条型；维护结构需要使用外挂夹芯板形式；结构楼板则为钢筋混凝土结构；梁柱节点需要使用栓焊型连结；建筑基础与柱体间则是使用刚性连接；最后多层钢结构工业厂房的框架柱选择工字型柱体，这样可以使多层钢结构工业厂房的整体经济性要求得到满足。从多层钢结构工业厂房建筑工程的实际情况着手,对钢结构设置以及相关参数的计算方式进行优化，对框架横向和纵向性能以及布置进而有效控制；为了能够保证多层钢结构工业厂房建筑的结构稳定性，需要对各方向的抗震能力进行准确衡量，还需要设计收缩缝和防震缝，这样可以更好的提升多层钢结构工业厂房设计的质量。