摘要 [摘要]随着社会经济的不断发展，我国的工业也取得了快速的进步，工业厂房建设也不断地增多。确保工业厂房的质量可以在增加工业生产安全系统的同时提升工人的生活质量。工业厂
[摘要]随着社会经济的不断发展，我国的工业也取得了快速的进步，工业厂房建设也不断地增多。确保工业厂房的质量可以在增加工业生产安全系统的同时提升工人的生活质量。工业厂房采用钢结构可以有效提高自身的灵活性以及稳定性，确保正常开展工业厂房的建设施工，同时在目前钢结构工业厂房的设计中，也在不断地运用新技术、新工艺。这些新技术和新工艺的应用对钢结构在厂房结构中的应用起到了推动的作用，并且有效地保证了工业厂房的建设质量。分析了工业厂房结构设计的关注要素，对工业厂房钢结构设计中的要点进行了探讨，可为相关的行业提供一定的参考。
[关键词]工业厂房,钢结构设计,结构支撑
在进行设计的过程中，要应用到各种新型的设计理念，同时根据工业厂房建筑的实际情况制订设计方案。只有这样，当工业厂房选择结构数据时才能够保证合理运用，从而不断提高工业厂房的质量和安全性能。
1工业厂房结构设计要素
1.1确保生产工艺和结构布置的协调
在工业厂房结构设计过程中的生产工艺和结构布置需要进行协调，在进行设计前，要对工业厂房中的工业生产需求做到充分了解，使生产工艺和结构布置尽量的为对方提供方便。在实际的工业厂房结构设计中，通常会由于二者的沟通问题产生不协调的现象，这样，在工业厂房的应用过程中，就会产生矛盾。因此在进行工艺设计的阶段，要对厂房的结构设计进行充分了解。如布设设备的位置，承受的荷载等都要对其进行掌握。
具体来讲，要想发挥出生成工艺的最大能力，则应做好工业厂房的设计，将工业厂房的用途和生产工艺紧密的结合起来。但是由于设计人员并不是很熟悉具体的生产工艺，因此在进行结构设计的过程中，往往没有考虑具体的工艺要求，使设计不能和生产工艺相协调。
在结构设计时，要遵循动荷载设备布置原则，在进行工艺布置图设计前，要求建设方提供工艺图，设计人员要对柱间支撑位置设置与工艺布置的关系进行充分的理解，同时工业厂房结构要满足泄爆的需求，确保结构的安全性、合理性。此外，设计时必须特别关注钢材的结构性能，在选择钢材时，一定要充分掌握工业厂房的工艺设计方案，按照相关的要求购买合适的钢材，从而确保工业厂房的整体性能。
1.2重视结构计算问题
目前，在计算工业厂房结构设计的相关方面，一般均利用计算机软件来完成，通过计算机软件进行计算具有很多优势，不仅能保证结果的准确性，而且工作效率非常高，还可把多种设计方案进行比较，同时也可以让设计师更加关注结构设计的优化、概念设计等，将精力更多的运用于构造系统措施的优化上面。
这样可以使工业厂房建筑结构的设计更具经济性、合理性，实现结构设计的优化。但针对目前的情况而言，在利用计算机进行结构计算时，为了确保设计的合理性，减少错误的发生，还需要对计算机计算的结果进行复核，这样可更大程度地降低结构设计中的隐患，增加建筑结构的安全性。同时，在进行结构设计时还要尤其注重动荷载与变形扰度产生的影响。
2工业厂房的钢结构设计要点
本文主要以广西柳州市建设1550mm冷乳板带主厂房的案例来分析工业厂房的钢结构设计要点。主厂房二区的平面图为图1，总建筑面积为15100m2，其中轴线尺寸为252mx57m。建设施工中面临的主要难题在于起重机吨位很大，轨顶标高很高，跨度也比较大。对于建筑围护系统选择彩色涂层钢板，其中上部结构大部分都是钢结构，只有刚架柱的下肢柱使用钢管混凝土双肢柱。地下结构比较复杂，选择天然基础，酸洗跨配套的设备基础最深处能够达到地下12m。
基本风压W(|=0.30kN/m2，基本地震加速度值是0.05g，抗震设防烈度达到6度。此外，在施工中配备一辆A7工作制65/20t桥式起重机，两辆32/51桥式起重机和两辆25/51桥式起重机，两跨起重机梁梁顶标高分别是13.870m和10.850m，起重机净跨度分别是27.5m和24.5m。
2.1抗震设计
钢结构的抗震设计也是工业厂房钢结构设计中非常关键的环节，在进行钢结构设计中，需要全面地提升钢结构的抗震能力，使工业厂房具备较强的抗震性，尤其是在地震多发的地区，更要重视抗震设计，这样才能增加工业厂房的安全性。在进行工业厂房结构设计的过程中，要确保钢结构的布置具有均匀性、对称性，对结构的传力进行明确。
同时要确保结构设计的连接方式也要更加的具有科学性和理性，为防止节点产生破坏的情况发生，要确保屋架与屋面板、屋架与柱子之间的连接具有可靠性，这样可减少震动，进而减少给工业厂房带来的破坏性。若想提高工业厂房的抗震性能，还要加强柱与墙之间的拉结，对其宽高比进行适当的调整，注重减震方式的选择。
2.2刚架系统和柱间支撑
此案例中通过全面分析厂房施工的实际情况，为了有效降低钢材的使用数量，选择刚架系统。
2.2.1刚架断面和连接在柱顶屋面檩条和天沟兼作系杆的共同作用下，刚架系统可以不安装柱顶系杆。在主厂房的屋面梁以及柱子上选择刚接，由于施工中需要用到重级工作制起重机，而且桥架比较高，为了确保顺利施工，上柱需要比较高。
同时，为了保证上柱的刚度以及检修走道的人孔，满足肩梁和屋面梁的连接要求，上柱选择焊接H型钢实腹式柱。下柱选择钢管混凝土格构式双肢柱，同时用轴压来进行控制，能够很好的禁住轴心受压，节约钢材用量，而且容易操作，极大的缓解了工作人员的压力。刚架计算时可变荷载一般从起重机荷载、屋面活荷载、地震荷载以及风荷载方面考虑，其中风和地震不能同时进行考虑。
在设计刚架、墙梁、屋架以及檩条的过程中，一定要全面分析风吸力作用对构件内力的影响，对于永久荷载的荷载分项系数选定为1。对于屋面上的活荷载选定为0.3kN/m2。对于起重机方面的荷载，需要符合GB50009—2012《建筑结构荷载规范》的相关要求，起重机竖向荷载对于单跨刚架，两辆起重机来参与组合，对于多跨刚架，不能超过4辆起重机来参与组合。起重机水平荷载，两辆起重机来参与组合。对于风荷载的体型系数，需要根据规范要求来选择。
利用STS程序来计算刚架结构，先在程序中输入上下柱的刚度选取截面，然后根据分析刚架之后得到的几组不利的内力组合对杆件分别计算。在计算刚架平面外以及实腹式梁和柱的长度时，要选择檩条以及墙梁间的准确距离。主厂房刚架的上柱和肩梁选择Q345-B，下柱钢管、柱间支撑和屋面梁选择Q235-B。下柱直螺旋钢管的尺寸选择550X10，二肢之间用尺寸为245X8的无缝钢管进行连接。
在设计钢管混凝土结构或者构件之间的连接以及施工安装环节的承载力、稳定性以及变形时，需要作为钢结构来考虑。钢管里的混凝土选择C30，还可以根据实际情况，加入一定量的混凝土膨胀剂来降低钢管里混凝土的收缩量，此案例中选择菜送顶升浇灌法来进行钢管里混凝土方面的操作，同时，选择结构力学中的办法来计算钢管混凝土结构的变形。在这过程中，需要做到以下几个方面。
(1)钢管内壁不能存在油渍等污物，以免影响钢管里混凝土和钢管内壁之间的紧密粘结。(2)钢管插入的基础部分表面不能涂抹油漆。(3)必须连续进行钢管里混凝土的浇灌工艺。(4)待钢管里混凝土结硬之后再进行屋面系统的安装。
上柱焊接的H型钢选择HA90〇x50〇xl6><25。起重机梁标高以上的人孔设计为400mm><2200mm，同时为了増强腹板，在人孔的周围安装上加劲板。加劲板宽度要保证大于等于250_，厚度需要大于等于外伸的自由长度人孔的1/15。对于分肢来说，属于单向压弯构件，需要计算它的稳定性，而强度可以忽略不计，在计算分肢的高度时，在平面内、外都需要选择人孔的净空高度。
此案例中，选择插入式进行柱和基础之间的连接，这种柱脚构造非常简单，而且可靠安全，还能够节省大量的钢材。插入式柱脚的杯口构造设计和预制钢筋混凝土柱的基础杯口一样。需要注意的是柱脚插入深度大于等于钢管直径的2倍。具体参照图2。
根据刚架横梁的压弯构件来计算在平面内的强度以及平面外的稳定，在选择平面外的计算长度时，一般以受压翼缘侧向支承点之间的距离为准，此案例中的屋面檩条处都设置着隅撑，所以，对于平面外的计算长度，选择隅撑之间的距离，大致为3.5m。
2.2.2柱间支撑
柱间支撑具有非常重要的作用，主要体现在以下几个方面。(1)属于柱的侧向支撑，影响着柱在平面外的计算长度。(2)确保厂房骨架的纵向刚度以及整体稳定。(3)承受厂房山墙传来的温度应力、风力、起重机的纵向水平荷载以及其他纵向水平力。在各个温度区间，柱间支撑需要分别建立体系，确保可以独立形成空间稳定结构。其中，温度区间的中部通常设置为下层柱间支撑，这样在温度发生改变时，厂房结构可以从支撑向两侧逐渐伸缩，从而有效降低柱子、支撑以及纵向构件的温度应力。此案例中将各个温度区间的中点部位设置为下柱柱间支撑，将各个温度区间的两端部位设置为上柱柱间支撑，从而使山墙传来的风力能够顺利传递，确保厂房的纵向刚度以及整体稳定。
2.3起重机
系统设计起重机分为上下两层，上层选择65/20t桥式起重机，下层选择32/5t桥式起重机。壁行起重机选择上悬臂梁和下悬臂梁，一般情况下很少使用，实心方管轨道为60mmx60mm。65/20t桥式起重机的制动结构选择桁架式，起重机梁选择实腹式，而且都利用水平角钢桁架来连接实腹式起重机梁的上下翼缘，同时，在上翼缘水平桁架上铺设花纹钢板走道板，这样有利于起重机上相关人员开展工作。此外，选择垂直支撑来连接两起重机梁，使空间结构更加稳定。
当柱两侧起重机梁或者柱边跨高度不相等时，可在起重机梁的另一侧安装辅助桁架，和上下翼缘桁架以及垂直支撑构成空间结构，增强稳定。起重机系统设计过程中需要全面分析壁行起重机梁和实腹起重机梁的关系、焊接变形及构件运输等因素，还要加强和相关施工人员的交流沟通，使设计结构更加的可靠、安全，确保顺利施工。
3结束语
钢结构工业厂房具有轻质、抗震、施工周期短、节能环保以及美观等特点，在工业厂房的建设中，钢结构已经取代了传统的混凝土结构，而且随着一些新技术、新工艺在工业结构设计中的运用以及高强度建材、高效防火及耐腐蚀性的涂料的应用，工业厂房中钢结构已经取得了良好的应用效果。
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