钢结构厂房

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钢结构厂房范文第1篇

[关键词]轻钢结构 厂房 应用

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，我国的钢产量较低，限制了基本建设用钢量。当前，我国的钢产量已名列世界前茅。在1997年4月召开的中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会97’年会上，提出了“积极、合理、较快速地发展建筑钢结构”的任务，这对充分发挥钢结构的优越性和综合经济效益，促进我国经济发展是很重要的。

一、 工程概况

根据工艺要求，厂房采用单层双跨轻钢结构刚架梁。6.0m开间，18.0m一跨，厂房内设置两台5T电动单梁桥式起重机，吊重高4.5m，牛腿离地高度7.3m。结构平面图见图1。

本工程地质条件较好，0.8m杂填土，0.15-0.40m耕（表）土，0.40-4.10m粘土、粉质粘土。粉质粘土层承载力标准值210kpa，可作天然地基持力层。

二、 结构选型布置及材料选用方案探讨

开关有限公司现有的机加工车间和油漆车间均为钢筋砼结构。在结构选型设计时，对轻钢结构厂房和钢筋砼厂房的经济技术比较提供真实的依据。钢筋砼结构方案采用两跨18m的单层排架结构，造价1064 元/m2，施工工期至少一年。如果采用钢筋砼结构厂房，建设投资需304万元，建设总工期16个月（包括设计），在2001年5月份才能竣工投产。这与业主要求的总投资不要超过200万元，工期在“两改”工程中开关柜大规模生产2000年6个月份拉开序幕之前竣工投产有距离。

2.基于钢筋砼结构厂房有诸多不足，经过方案比较采用轻钢结构方案。首先，从工期上讲是可行的。设计2000年1月底完成，3月20日基础施工完成，25日钢结构安装单位进场，4月20日轻钢结构安装完成，5月25日工程完工。其次，通过造价测算，综合造价715元/m2（含地基处理、地坪、独立基础、内墙、轻钢结构、照明、动力）。轻钢结构仓库技术经济参数见表1。

3.根据以上工艺要求及经济技术方案比较，选定轻钢结构厂房是较为理想的方案。该厂房单层两跨，建筑面积2826m2，跨度为18m（“五州第一跨”的嘉兴电厂干煤棚结构跨度为103.5m）。双跨刚架梁柱，共计14榀，柱距6.0m。檐口离地高度10.3m，屋脊高地高度11.05m，屋面坡度1：12。屋面采用天蓝外钢板的聚氨脂夹芯屋面板，选用卡普隆采光带间隔布置，每跨屋脊设置天窗通风。厂房平面布置6扇4.2*4.8m（宽*高）的铝合金卷闸门，2扇0.9*2.1m（宽*高）小门。仓库四周标高1.2m以下砌240砖墙，内粉水泥砂浆，外粉1：1：6。

结构特点和构件截面

内力计算将空间力系按平面简化计算，取某一榀刚架为一个计算单位，钢柱与独立基础用地脚螺栓连接埋入地底0.30m，不能视为铰接。弯矩图如图2所示。

1.刚架形式选择 根据弯距图，弯矩最大点发生在刚架梁柱接头处及梁跨中。结构部件采用优化设计，截面与弯距大小趋于一致，整个主刚架如图3所示。结构使得材料选用较为合理。

设计时考虑到施工时整榀刚架制造、运输、安装的难度，故把整榀刚架（分解成3根柱，8根梁等11段）进行单元分解。施工安装时用高强螺栓连接。

2、檩条、墙梁的选择 本工程排架柱距为6.0m，檩条梁采用Q235钢制作的卷边槽钢，檩距1.8m左右。

3、围梁选用 围梁的作用：传递相邻刚架及吊车行动分配来的荷载，使之成为整体结构。根据计算，采用Φ89*4钢管梁，其强度、稳定性均能满足要求。

三、 施工验收及其它问题的探索

1、厂房面积较大，独立基础达50个，主要受力地脚螺栓达252个，为使众多的螺栓平面误差控制在±3mm，垂直误差控制在±5mm，在施工中应注意以下几点：（1）采用测量仪器测量放样，每两榀及数榀刚架之间反复交叉测量校验控制，从而确保独立基础中心位置之间是直角。（2）制作2块8mm厚定位钢板，，地脚螺栓加焊两道固定筋，这样保证了每只独立基础内的每支地脚螺栓位置的相对精确。

2、安装队伍的选择 通过邀请有资格的施工队伍进行招投标，这样不仅找到了一家有经验的施工队伍，而且在总费用下浮了10%。

3、制造、安装验收标准及质检范围 厂房土建、钢结构施工、制造安装规范仍参照我国颁布的规定执行。刚架结构的首次表面防腐处理采用密闭喷丸，焊缝采用x射线探伤、全相分析。

钢结构厂房范文第2篇

关键词：轻钢结构；工业厂房；消防设计

中图分类号：TU27 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）024-000-02

随着我国工业的发展，大跨度空间结构的需求不断增加。钢材作为轻质高强的材料满足了大跨度空间结构的需求并因此成为应用广泛的材料。轻钢结构厂房具有造价成本低、跨度较大、自身重量轻、建设周期短、造型美观等特点，在现代工厂建设中得到了普遍的应用。但是，轻钢结构建筑据别较低的耐火等级，而且对防火分区提出了较高的标准，这些都是轻钢结构工业厂房建设所需要考虑的问题。

一、轻钢结构工业厂房耐火等级分析

网架、钢柱等结构是轻钢结构厂房中比较关键的组成部分，组成了厂房的承重部分，对于轻钢结构厂房外表面通畅选择镀铝锌钢板或者彩色铝锌钢板。通过对厂房建设防火规范进行研究发现，轻钢结构厂房柱、梁的耐火时间最好在15分钟到30分钟，但是其耐火等级相对比较低，仅达到四级且尚不能满足丙类厂房的最低耐火等级。为了解决厂房耐火等级低这一问题，在进行厂房建设时可以建筑物柱、梁的表面增设一层厚度约2cm 厚的LY 防火隔热涂料或约1.5cm的LG 防火隔热涂料作为保护层，因为该涂料的耐火时间超过了半小时，最高可达两个半小时，从而使耐火等级达到三级，并符合规范要求。但是同时需要对轻钢结构厂房防火涂层的重量进行合理的控制。

二、轻钢结构厂房防火分区的划分

目前大部分工业要求厂房采用大空间、大跨度的布置形式，这会提高结构的通透性，而且为机器的设置和工作提供了便利。我国的建筑设计防火规范为了将火灾控制在有效范围内，需要对防火分区给予有效的划分，此外还要按照规定合理规划防火分区的面积，最大不得超过三千平。但在实际生活中我国轻钢结构厂房占地面积较大，大多数都超过了五千平方米，远远超过规范所允许的最大面积。在普通的民用建筑中防火分区较易实现，比如在楼梯、门口、大厅等处采用防火卷帘、防火墙、防火门、防火水幕等技术措施进行防火分区，或者设立自动喷水灭火设备，从而大大提高建筑面积。但是其在大跨度轻钢结构厂房中实现起来比较困难。

1.防火墙与防火分区

轻钢结构厂房通常选用流水线的作业方式，因此厂房中的所有设备都是有序的加工线。此时就需要做好防火墙的设置，其不仅会造成生产线的中断，还会导致原料、产品等的运输困难，最终导致生产活动受限，工厂利益受到损失。

2.防火卷帘与防火分区

在进行民用建筑设计过程中，防火卷帘在防火分区中得到了广泛的应用，但是大部分工业厂房中防火卷帘不是十分合适。首先，轻钢结构的设计跨度较大，在进行操作时极易导致卷窗卡在滑槽里，很难进行防火卷帘的收放。其次，防火卷帘的使用需要高昂的费用，从生产成本的角度考虑，工厂业主不会采取这种方式进行防火分区。

3.自动喷水灭火与防火分区

需要将自动喷水灭火装置安装到整个车间的各个部位，这样可以将防火分区面积适当的扩大一倍，从而符合防火规范标准。但是在实际应用过程中，还存在以下两个方面的问题：（1）《自动喷灭火系统设计规范》中提出，如果大空间建筑物超过8m，一般不鼓励使用闭式喷头。我国单层轻钢结构车间的高度大多都超过了8米。（2）如果将自动喷水灭火装置安装到了整个车间内部，此时可以将防火分区面积适当的扩大一倍。但是有的丙类三级单层轻钢车间面积达9000m2，即使使用了自动喷水灭火装置防火分区的允许面积只是从3000m2扩大到6000m2，但仍小于9000m2，也就是说扩大一倍的防火分区面积仍不能满足轻钢车间的要求。

4.独立水幕与防火区

在厂房消防设计中最常采用的方式是用独立的水幕作为防火分隔。用独立水幕做防火分隔虽然不会将车间截成两半，也不会产生大跨度防火卷帘的麻烦，但是在现场应用过程中，单独的水幕分隔同样存在一定的缺陷。（1）独立水幕对水的需求量较大，而且水池造价成本高。例如，一个跨度为36m的水幕，其所需供水量为2L/ms，如果持续2小时的消防过程，则会使贮水量达到518m3，此外，室内外消火栓同样需要贮水量，由此可见独立水幕的使用需要大量的水，不仅造成水资源的浪费，而且贮水量太大也必将导致消防水池的成本提高。（2）在独立水幕启动时，由于水流的冲击作用可能会给生产设备造成不同程度的损失，有时仅在车间内局部出现小范围的火灾，借助水枪或灭火器就可以解决，但是有些轻钢结构厂房却启动了独立水幕进行灭火。这种做法也许会造成更大的损失，因此在启动独立水幕时应当严格掌握水幕的启动时机，避免失误动作造成严重损失。因此，在对车间独立水幕进行设计时，一般使用人工手动启动，这样可以提高独立水幕的运行效率。（3）独立水幕无法定期进行维修，无法进行试水检验，从而不能确保整个水幕系统的稳定性。在轻钢结构厂房设计工程实践过程中，一些厂房业主为了工厂更够早日投产，大多都是先安装生产设备，再安装消防设备。在水幕安装完毕后没有办法进行试水，无法掌握独立水幕的实际喷水情况，只有在火灾发生时才能进行试水，但这却起不到预先防火的作用。因此试水的问题仅能采用先进技术给予适当的解决。例如，在设计水幕的过程中，可以将试水阀门和试水管安装到消防泵房水幕泵的出水管上，这样可以提高水幕泵的检查效率。但是，对于车间上方的水幕喷头与水幕管是否喷水或阻塞无法进行及时的测试。

5.是否设置室内消火栓的问题

根据《建筑设计防火规范》大面积的轻钢结构厂房可不设置室内消火栓，但根据室内消火栓设置场所的条文解释，对于具备一、二级耐火等级的厂房，因为内部储存的可燃物比较少，及时出现火灾也不会造成较大的经济损失。例如，如果火灾面积低于100m，而且不会造成较大损失时，在轻钢结构厂房内部可以选择不设置消防给水设施。如果果丁、戊类轻钢结构厂房内部，储存大量可燃物时，如木箱包装机器、淬火槽、纸箱包装灯泡等，需要将消防给水设施安装到室内。但是丁、戊类轻钢结构厂房一、二级耐火等级建筑物并没有进行十分明确的界定，这就导致设计人员理解及把握程度不同，从而在进行建筑物设计使用时较多可燃物的情况。

6.其他解决方案

《建筑设计防火规范》中对四级耐火等级厂房的防火间距进行了规定，要求其保持在18m左右。因此，耐火等级为三级，生产类别为丙类的轻钢结构厂房可以安装一个18m宽的防火隔离带。但是生产设备上经常会放有一些可燃物，例如生产时使用的原料和橡胶传送带等，如果出现火灾，需要停止机器运转，并借助水枪或者灭火器等控制火灾。但是目前我国建筑消防规范并没有提到这种做法，所有在轻钢结构厂房设计中并没有得到实际的应用，

三、小结

综上所述，随着建筑行业的发展，轻钢结构厂房由于其耐火等级较低、建筑面积较大、火灾危害性较大等问题为建筑消防行业带来了挑战。因此，需要对消防技术进行改进，以便更好的适应时代步伐，重视轻钢结构厂房消防基础上的问题，尽力找到经济性与安全性两者之间的平衡点，采取相应的防范措施，保障我国工业厂房的消防安全。

参考文献：

[1]唐桂斌.轻钢结构厂房消防设计的若干问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（30）.

钢结构厂房范文第3篇

关键词：钢结构；屋盖体系；改造设计；方案比选

随着我国城市化进程的不断加快，城市工业厂房、高层建筑等类似的建筑物数量日益增加，这对建筑物结构的质量安全也提出了更高的要求。钢结构是一种以钢制作为主的结构形式，具有造价低、强度高、整体刚性好、自重轻和施工速度快等优点，比较适用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。但是，目前一些钢结构厂房在检测过程中存在结构体系不合理、节点做法错误和钢梁承载力不足等不满足规范的现象，严重威胁到钢结构厂房的质量安全，一旦发生事故，甚至会造成不可挽回的人员伤亡及财产损失。因此，施工人员必须加强钢结构厂房加固改造设计工作的研究力度，并采取合理的加固改造方案，最大限度确保钢结构厂房的整体质量安全。

1 工程概况

某生产车间单层轻型钢结构厂房纵向约为90.5m，横向一边长约为50.5m，另一边长约为44.3m，建筑面积约为4035m2。采用条形基础，基底标高为-0.700m。

经现场检测及结构验算，不满足规范要求有：（1）屋面檩条间未设置撑杆和拉条；（2）屋架之间未设置水平支撑和系杆；（3）未设置柱间支撑；（4）轴与⑧轴处的排架柱遭撞击导致局部屈曲。

厂房未经正规设计院设计，对上述不满足规范要求的结构构件进行加固。

2 屋盖体系加固优化设计

2.1 加固方案比选

方案一：卸除厂房原有的彩钢板，代之以预应力混凝土大型屋面板屋面，将屋面板直接焊接在屋架上，板之间用细石混凝土灌缝。混凝土大型屋面板尺寸为1.5m×7.5m，混凝土屋面板需另设找平和隔热层，加上铺小石子的油毡防水层，荷载为2.5～3kN/m2，屋盖承重结构截面尺寸较大。

方案二：在原厂房基础上合理增设屋面支撑系统。

就加固后屋盖体系整体性而言，方案一优于方案二，大型屋面板可有效传递水平荷载，但屋面荷载显著增大，需对屋架和排架柱等多个受力体系进行加固，造成加固成本急剧上升和加固周期延长。在原厂房上合理增设屋面支撑系统，可使厂房满足空间刚度和整体稳定性，因加固而增加的屋面荷载较小，减小对其他受力体系的影响，且加固成本低、易操作。综上所述，在对两方案优缺点进行比较后，决定采用方案二，即在原厂房基础上合理增设屋面支撑系统，以达到对屋盖体系加固的目的。

2.2 加固设计

1）增设屋面拉条、斜拉条和檩条撑杆

由于屋面檩条间因未设置拉条、斜拉条和檩条撑杆，各檩条无法组成稳定的受力体系，因此应增设拉条、斜拉条和檩条撑杆。拉条采用圆钢，通过螺栓与檩条连接。在屋脊和檐撑杆以受压，撑杆由拉条外套圆钢管组成。为形成几何不变体系，应同时增设斜拉条。加固时应注意，由于冷弯薄壁C形檩条自身抗扭转刚度很弱，在竖向荷载作用下，由于檩条的重心与形心不重合，这就产生了一个扭转力矩，因此拉条应设在距檩条上翼缘1/3腹板高度的范围内，使拉条拉力产生抵抗力矩，防止檩条发生扭转失稳。拉条如图3所示。拉条作为檩条的侧向支撑点，同时受拉和受压，因此应在屋脊和檐口的檩条间增设。

2）增设屋面水平支撑和系杆

由于生产车间未设置屋面水平支撑和系杆，导致水平风荷载无法有效传递，各刚架无法组成空间稳定体系，房屋纵向刚度不足，因此应增设屋面水平支撑和系杆。系杆采用圆钢管，沿厂房纵向通长设置；水平支撑采用交叉单角钢，以减小屋架平面外侧移。

2.3 验算加固结果

采用SAP2000软件进行结构验算，为简化计算，取厂房主体结构进行计算，同时对天窗进行简化处理。在永久荷载、活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、水平地震作用下按照SAP2000的工况组合，增设的拉条、系杆和水平支撑承载力均能满足要求。通过对杆件在有地震参与的最不利工况组合的内力，与无地震参与的最不利工况组合的内力的对比，发现地震对拉条、系杆和水平支撑承载力不起控制作用。

3 柱间支撑加固优化设计

3.1 柱间支撑加固方案选择

沿厂房每一纵向柱列增设柱间支撑，以保证厂房的纵向稳定和空间刚度，使纵向水平荷载通过柱间支撑传至基础。拟在每一纵向柱列的中部和从端部起第二榀框架分别增设柱间支撑，使柱间支撑与屋盖横向水平支撑在同一柱距内，具置见图2。

本工程中生产车间采用单阶柱，为使柱间支撑和屋盖横向水平支撑形成空间体系，提高厂房纵向刚度，使屋盖横向水平支撑与柱间支撑在同一柱间，即每一柱列设置3道上段柱和下段柱柱间支撑；因生产车间采用格构柱，考虑到双片支撑易使两个柱肢受力均匀，且支撑斜杆与翼缘节点板焊接时更易操作，上段柱和下段柱柱间支撑均采用双片支撑；对于上柱因柱距与柱间支撑的高度之比大于2.5，故上段柱柱间支撑采用八字形支撑；对于下柱，因十字形交叉支撑传力直接、构造简单，用料较省且刚度大，故下段柱柱间支撑均采用十字形交叉支撑。

3.2 柱间支撑计算

1）荷载计算

（1）纵向风荷载：由厂房一端或两端的山墙及天窗架端壁传来的集中风荷载W，并应根据山墙结构包括抗风柱和抗风桁架的布置，分别计算作用在屋架下弦端支座处的风荷载W1，作用于吊车梁顶面处的风荷载W2。

（2）单轨吊车纵向刹车荷载T可按下式计算：

式中：T为同一柱列吊车梁上由2台起重量最大的单轨吊车所有刹车轮的最大轮压之和。

（3）作用于每道柱间支撑节点上的纵向水平荷载如图3所示。

（4）在计算支撑内力时一般都假设节点为铰接，并忽略偏心影响，当在同一温度区段内的同一柱列设有两道以上柱间支撑时，则该柱列的全部纵向水平荷载由该柱列所有支撑共同承担。

2）柱间支撑截面形式

本工程因车间采用格构柱，考虑到双片支撑易使两个柱肢受力均匀，支撑斜杆与翼缘节点板焊接时更易操作，上段柱和下段柱柱间支撑均采用双片支撑，其截面形式采用等边或不等边角钢。

3.3 计算假定

对永久荷载、活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、水平地震作用、单轨吊车刹车作用进行荷载组合，以此验算结构在各种工况组合下的变形和位移，确定排架柱最大位移和各构件的最不利内力组合，通过对主要构件在无地震参与的工况组合下的内力与有地震参与的工况组合下的内力进行对比，以确定地震是否对厂房的受力起控制作用。

承受水平风荷载面积大小根据轴纵向排架柱列进行位移计算，各行框排架计算均按平面框排架计算，排架柱列为超静定结构，对格构柱及横梁均应确定其换算惯性矩，在进行构件刚度计算时，格构柱及横梁均按等效实腹构件等代。

3.4 计算结果

用SAP2000程序分析此结构，共给出12个振型，前6个振型对结构的地震作用效应起控制作用，取6个振型进行分析计算。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。在纵向和横向风荷载组合作用下，生产车间柱顶最大水平位移为32.1mm，小于规范规定的风荷载作用下的变位限值H/500。生产车间在风荷载作用下的变形。地震组合的内力不起控制作用，截面均按非地震的不利组合计算。

4 排架柱加固优化设计

4.1 加固设计方案比选

排架柱下柱距室内地面约1.5m处曾遭撞击，柱身和缀板局部屈曲影响排架柱的承载力和稳定性。

方案一：增设支撑构件以改变计算简图的方法会占据此排架柱与邻柱的空间，对以后生产造成不便；托梁换柱或托梁截柱的方法工作量大施工复杂，况且此排架柱只是局部屈曲，更换或截断整根柱会造成不必要的浪费。

方案二：采用在柱身四周外包钢筋混凝土加固的方法，虽能大幅提高柱身承载力，但会影响被加固柱周围的使用空间，施工周期长且加固后柱身刚度发生明显变化，易造成节点板等衔接处焊缝受力不均匀。

方案三：对此排架柱遭撞击部位周围加焊钢板以补强柱截面，可提高钢柱的承载力，在生产车间不停产的状态下负荷补强，施工周期短、操作简单方便，加固后与邻柱的空间基本无影响。

综合考虑上述加固方案的优缺点后拟采用方案三，加固做法如图4所示。

4.2 加固设计分析

1）加固用材

材料强度取值：屋架、柱采用Q235钢，f=215N/mm2，fv=125N/mm2。

2）承载力计算

采用10mm厚Q235钢板，焊脚尺寸为hf=6mm的侧面角焊缝（ =160N/mm2）。

加固截面强度、排架平面内稳定性、排架平面外稳定性、腹板局部稳定计算满足要求。取焊缝长度为300mm，屈曲部位上下各150mm。

5 结语

通过探讨钢结构厂房加固改造设计工作，笔者总结出以下几点结论：①屋盖体系是确保厂房刚度及稳定性的重要支撑及系杆，加固是需要合理增设屋面支撑；②柱间支撑是厂房纵向的主要抗侧力构件，合理增设柱间支撑可以满足厂房的纵向稳定和空间刚度要求；③本工程排架柱需要采取加焊钢板补强柱截面的加固方法来提高钢柱承载力，以满足钢结构厂房结构安全的需要。

参考文献：

钢结构厂房范文第4篇

【关键字】轻钢结构，厂房设计，分析研究

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

在建筑结构设计中，轻型钢钢架的设计是比较常见的，但是，其设计并不是十分的容易。如何进行轻型钢结构的设计是我们进行设计时首要考虑的问题。但由于目前国内系统的论述轻钢结构的书籍还比较缺乏，设计人员大都根据《轻型房屋钢结构技术规程》和《钢结构设计规范》进行设计，而部分结构设计人员从事设计时间不长，对设计规程、规范理解不够全面，对轻钢结构厂房的设计经验不足，以致在设计中出现技术经济不合理现象，甚至造成安全隐患。

二、轻钢结构典型优势

轻钢结构属轻型钢结构的一种类型，其结构体系，简言之，是由刚架为承重结构，配套轻型屋盖和墙体围护结构，以及相应的支撑系统所组成的结构体系。轻钢结构和其他材料的结构相比，具有如下优点 。

（一）自重轻

轻钢框架结构重量比很高，墙厚较薄，因此可以使房屋的跨度达到很大，钢材可根据不同用途合理分配截面尺寸的高宽比，使用面积较其他结构要提高很多。这种截面模数大，具有优良的力学性能和优越的使用性能，结构强度高。轻钢结构与混凝土结构相比，自重约为后者的一半 。在工程设计中可以根据实际情况达到个性化的要求 。

（二）结构稳定性好，抗震性能突出

轻钢框架结构稳定性良好 ，钢梁、钢柱组成柔性框架，可充分发挥钢材强度高、延性好 、塑性变形能力强的特点，以吸收部分地震能量，房屋的抗拉伸、扭曲 、震动的能力得以强化。一般而言，其抗震能力是砖混结构的2倍以上，在高烈度的地震灾害后，用于修复的费用减少 。而且适合建造在各种地质条件的地基上，提高了结构的安全可靠性 。

（三）施工速度快

一般情况下，轻钢框架结构建筑的施工由于设计标准化、定型化，构件加工制作工业化，另外加上现场安装施工的过程中不受气候影响，简单快捷，时间相对钢混结构住宅缩短工时1／3~1／2，加快了资金周转，大大提高了投资回报速度 。

三、轻型钢结构厂房的优化设计

1. 刚架最优柱距的确定

刚架的柱距与刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关。随着刚架柱距的增大，刚架用钢量是逐步下降的，但当柱距增大到一定的数值后，刚架的用钢量随着柱距的增大其下降的幅度较为平缓，而其他如檩条、墙梁的用钢量随着柱距的增大而增加，就房屋的总用钢量而言，随着柱距的增大先下降后上升。大量计算数据表明：一般情况下，门式刚架的最优柱距为6—9 m，柱距不宜超过9m，超过9m屋面檩条与墙梁体系的用钢量增加太多，综合造价并不经济。因此，从综合分析的角度看，确定合理的柱距才能既节省钢材，又使设计真正做到定型化、专门化、标准化以及轻型化，从而推动门式刚架轻型房屋结构体系在我国的发展。

2．合理跨度的确定

在设计中，应该根据具体房屋的高度来确定合理的跨度，总体来说，当荷载和柱高一定时，我们在设计中就应适当加大房屋的跨度，这样一来，刚架的用钢量整体增加不明显，但却很大程度上节省了空间。通过大量计算得出：当檐口高度为7 m、柱距8．5 m，荷载情况完全一致的情况下，跨度在18—48 m之间的刚架单位用钢量为18～35 kg／m²，当檐口高度为12 m时(其他情况相同)，跨度在18—48 m之间的刚架单位用钢量(Q235一B)为25—40 kg／m²，因此，在工艺要求允许的情况下，设计人员选择方案时应选择较为经济合理的跨度，不宜盲目追求大跨度。

3. 截面优化设计

实现截面优化的方法主要有两种：

（一）穷举法。首先仔细计算和比较各种合理的构件截面形式，并在满足具体设计要求的情况下，以用钢量最少或造价最低作为控制条件，得到满意的截面尺寸。门式刚架常采用变化构件的截面来适应弯矩的变化以达到节约钢材的目的。除腹板的高度变化外，厚度也可根据需要变化，上、下翼缘可以用不同截面，相邻单元的翼缘也可采用不同的截面形式。因此，影响整个刚架用钢量的因素有上、下翼缘宽度、厚度，腹板的厚度，构件大头、小头的高度，而且这些因素之间也互相影响，互相不独立。工程设计从形式上来说，是一种非常严格的力学和数学方法的精确运算过程。

（二）用最优化理论。首先可以把问题归纳为一个单目标的问题，用钢量最少或造价最低最为优化的具体目标函数，应力、位移等可以作为约束条件，最后用我们的数学方法得到最满意的解。

事实上，结构设计中起重要作用的并不是那些运算方法和数学处理，而是一系列难以用精确的计算解决的、具有主观色彩的决策问题。所以，完全用最优化理论来解决截面优化设计有很大的复杂性。当设计人员决定了结构形式后，截面优化比较简单易行的方法是按照构件的内力来调整截面尺寸，经过试算来确定重量最小的截面。这种方法不但计算次数少，而且可以人工干预截面优化范围，快速的得到比较理想的截面尺寸。

4. 柱脚设计

轻钢结构柱脚形式有两种：即铰接柱脚和刚接柱脚。对于铰接柱脚，基础仅受轴心荷载作用，设计相对比较简单。但部分轻钢节结构厂房都有吊车，依据《轻钢结构刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定：用于工业厂房且有5 t以上的桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接；《技术措施结构2003)规定：当设有桥式和梁式吊车时，轻钢结构刚架柱宜采用等截面构件，柱脚应设计成刚接。因此5 t以上的桥式和梁式吊车的门刚结构柱脚应设计成刚接；3 t及以下悬挂式吊车和无吊车的门刚结构，柱脚才可以设计成铰接。有较大吊车的房屋，柱顶位移较大，柱脚采用刚接，使得每榀刚架形成超静定结构，不但能减小柱顶位移而且具有更大的安全储备。对于高宽比和风荷载较大的无吊车门刚结构，柱脚也宜设计成刚接。

同时当柱底板与混凝土基础间的摩阻力不足以抵抗全部的水平剪力时柱脚还应设置抗剪键，抗剪键的设置需要计算。在基础施工时应留置键槽，键槽每侧宽出抗剪键不小于30 mm，底部空隙高度不小于20mm。在柱脚底板和基础顶面之间留有一定空间，柱脚铰接时不宜大于50 mm，柱脚刚接时不宜大于100 mm。

五．结束语

近年来，我国的建筑工程建设事业也在快速的发展着，同时由于近些年我国彩色刚的产量的增加，轻型钢逐渐在建筑工程中的应用越来越普遍，已经成为现代大跨度厂房的首选了。轻型钢门式钢架结构在建筑结构设计中是普遍存在的，因为这种结构设计具有很强的优势，是其他一些建筑结构设计所无法比拟的。但是这种钢结构设计在某些地区目前还不是很成熟，在建筑工程中的应用不是很好。因此，为了更大范围的发挥这种结构设计的优势，确保这种钢结构设计的质量，我们就需要对该种钢结构设计进行分析，克服在轻型钢门式结构设计中存在的问题，掌握其设计技术，使轻型钢门式结构设计得到更大的发展。

参考文献：

[1] 白洪源; 余洋 关于轻钢厂房结构设计的几处解惑工程建设与设计2011-08-20期刊

[2] 贺剑 门式刚架轻钢结构厂房的鉴定与加固方法研究同济大学2008-03-01硕士

[3] 邹剑强; 付桂宏; 徐克利 设有100/20t吊车的重型钢结构厂房结构设计建筑结构2006-06-15期刊

[4]徐可心; 杨金澄 浅谈轻型门式钢架结构厂房的设计吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集2011-12-06中国会议

钢结构厂房范文第5篇

【关键词】钢结构；厂房；设计；要点

钢结构已经成为现阶段工业厂房设计中主要采用的结构形式，与传统的厂房结构设计相比，它具有跨度大、重量轻、质量高、施工周期短、柱网布置灵活以及工艺便于衔接等优点，但同时钢结构厂房也在抗震性、耐热性、稳定性以及耐腐蚀性等方面存在着一定的缺陷，所以在对其进行设计的过程要采取科学有效的措施，避免钢结构自身的缺陷给厂房可能造成的隐患，促进钢结构作用的更好的发挥，提高钢结构厂房的使用效果。

1 钢结构厂房的结构设计

由于工艺布置等方面的要求，为了拓展厂房的空间，钢结构厂房一般会采用框架结构，此外，如果厂房的层数比较多且能达到一定的工艺条件时也能采用框剪结构。钢结构厂房设计对其结构布置的要求是要对称均匀地布置柱网，并使厂房的质量中心与刚度中心接近，达到降低厂房空间的扭转作用的目的。钢结构厂房的结构体系需要具备规则、简捷以及传力明确的特点，防止凹角、收缩以及现应力集中或者由于竖向过多而导致的内收或外挑等现象的出现，提高竖向刚度的稳定性。而在多层厂房中，由于其柱距方向尺寸小，柱子多、跨度方向尺寸大，柱子少的特点，所以一般对其采用横向控制的方式，实现纵横向的抗震能力的一致，提高钢结构厂房的抗震性能，促进钢结构厂房设计的经济性和合理性。

2 钢结构厂房的选址设计

在钢结构厂房设计中，其选址的设计非常重要，为了提高钢结构厂房的安全性，延长其使用寿命，应该尽量避免把厂房选址设计在地震区范围内，当由于某些客观原因不得不在地震区建设钢结构厂房时，对于占地较长的房屋设计，要采取积极有效的措施减少伸缩缝和防震缝的设置：要求施工的过程中，在钢结构受力影响最小的一些区段每隔40m就设置一道后浇带；而在底层、顶层、山墙以及内纵墙端开间的墙体等一些受温度影响比较大的厂房部位，需要提高其配筋率，此外，还可以通过设置架空层或者对厂房屋面的隔热保温层进行加厚，使其屋面能够保持良好的通风效果。

3 钢结构厂房的防火设计

钢结构厂房的防火性能一般都比较差，所以要对其做好防火隔热的设计，明确建筑生产火灾的危险性分类，并确定合理的厂房耐火等级。厂房生产的火灾危险性可以根据《建筑设计防火规范》分为甲、乙、丙、丁、戊五种类型级别，比如，如果明确某项厂房工程的耐火等级为二级，那么就应该根据二级耐火的要求对厂房进行防火涂料的涂刷。在具体的设计过程中，为了实现安全经济的目的，要在考虑钢结构厂房构件的耐火极限的前提下，经过科学地比对选择出最合理的防火保护方法。另一方面，钢结构厂房设计对厂房的防火分区要进行合理的划分，严格控制住每一个防火分区的面积以及疏散人口数量与疏散距离。钢结构厂房的设计要提高对疏散人员因素的重视，综合考虑钢结构厂房的特点与内部人员的密度，着重设计疏散宽度、疏散距离以及安全疏散路线，为了在火灾发生时，厂房内部的人员能够迅速疏散到安全区域，要在钢机构厂房设计中设置一些疏散指示标志，保证人们的生命财产安全。

4 钢结构厂房的防腐设计

钢结构如果暴露在大气中很快就会腐蚀，不仅会减小钢结构厂房构件的截面，还会引起钢构件的局部出现锈坑，破坏其表面结构，在一定程度上构成了厂房的安全隐患，所以在钢结构厂房的设计过程中要提高对其构件的防锈蚀问题的关注，为了提高厂房结构的稳定性和安全性，要综合考虑分析厂房周围的环境以及侵蚀介质的状况，在材料选择、工艺以及总图布置方面采取积极有效的预防和应对措施。在钢结构表面涂刷防锈防腐涂料能够有效防止结构表面的锈蚀，因为金属表面产生锈蚀的主要原因是保护层透气，所以要使防腐涂层达到电阻大、附着力强、疏水性好以及涂层足够厚的要求，对氧气、水蒸气以及氯离子的侵蚀起到良好的屏蔽作用，在自然大气介质作用下的厂房室内的钢结构，涂刷的防锈防腐涂料的厚度要达到100μm，要求涂两道面漆，两道底漆；而对于在工业大气介质作用下的露天钢结构，涂刷的防锈防腐涂料的厚度约为150μm ～ 200μm；此外，对酸环境中的钢结构要涂刷氯磺化防酸漆，用高于C20的混凝土包裹钢柱柱脚在地面以下的部分，要求它的保护层的厚度要大于50mm。

5 钢结构厂房的节点设计

钢结构厂房的节点设计对整个设计具有重要的影响和作用，钢结构设计就是由杆件设计和节点设计组成的，在对钢结构厂房的节点进行设计的过程中要坚持安全和经济的原则，使其符合施工安装水平的要求，为了增强其结构的抗震性能，要弱化构件的设计而强化节点的设计，所以钢结构的节点设计在一定程度上决定了其安全性，钢结构厂房的节点设计要使其达到传力可靠、受力明确、结构简单的目标和特点，在对其进行具体设计的过程中，要把杆件内力增加10%，而对于内力较小的杆件，要求其连接焊缝的长度要大于120mm，在施工时不能任意增加杆件的截面，以实现节点构造的安全，在对钢结构的节点进行设计时，要科学合理的布置焊缝，使其与杆件的形心相对称，减少焊接应力和焊接变形，实现其受力的合理性。在构件安装中采用现场焊缝的布置，提高焊缝施焊的效率和质量，不仅为后期的质量检查提供了便利，还能减少焊缝在立体交叉处的过度集中。

6 钢结构厂房的立面设计

在钢结构厂房的设计过程中，其厂房的体型结构由于受到工艺技术的限制，再加上丰富的厂房体型变化加大了钢结构节点处理的难度，在一定程度上造成了建筑工程造价的提高，在设计钢结构厂房时经常采取冷色调和跳跃性色彩的装饰方法，对泛水收边以及主要出入口进行重点突出，这样不仅能使钢结构厂房的立面得以丰富，还在一定程度上集中展现了现代厂房的气势。在传统的钢筋混凝土结构厂房的设计中，经常采用面砖或者涂料进行外装修，并用色带辅助装修，护墙体则通常采用砖砌体的结构形式，但是由于钢筋混凝土屋面并没有达到良好的采光效果，所以需要在墙面设计很多采光窗进行光线的补充，钢结构厂房与其相比，具有明显的优越性，为了达到良好的视觉效果和采光效果，在钢结构厂房的设计中通常采用彩色压型钢板的维护墙体结构，避免了因为设置采光窗而给厂房设计效果带来的消极影响，因为在钢结构厂房中，线条是其最明显的风格特征，采光窗的设计会影响其整体的线条造型，钢结构厂房的屋面因为使用了大量的采光板，所以使得其内部的光线均匀充足，线条流畅优美。

7 结语

综上所述，在对钢结构厂房进行设计时，需要把握关注厂房设计的要点，根据钢结构厂房自身的特点，做好其结构、选址、防火、防腐、节点、立面等方面的设计工作，运用完美的设计减少厂房建筑施工中的困难，实现钢结构厂房的最佳效果。

参考文献：

[1]康建强.浅析钢结构厂房设计[J].商品与质量・建筑与发展，2013（10）.

[2]缪进.浅析钢结构厂房设计[J].世界华商经济年鉴・城乡建设，2013（4）.