工業廠房設計及施工大全11篇

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篇（1）

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A

前言

隨著經濟的迅猛發展，工業廠房設計也提出了更高的要求。而鋼結構的優點是節材高效,制造安裝運輸簡便,工期短,可拆遷,定型批量生產易于實現商品化等,近年來發展迅速,，鋼結構工業廠房應用日益廣泛。

一、工業廠房鋼結構設計時要注意的問題

1、防火設計雖然鋼結構具有很多優點，但是其防火能力很差，受溫度影響大。鋼結構受熱在100℃到250℃之間時，隨著溫度的升高，鋼結構的抗拉強度降低、塑性增大；溫度達到250℃ 左右時，鋼結構的抗拉強度有輕度的提高，但塑性繼續降低，出現“藍脆現象”；當溫度超過250℃ 時，鋼結構就會出現“徐變現象”；當溫度達到500℃ 時，鋼結構的強度極低，發生塌落，造成生產破壞，經濟損失，甚至人員傷亡。所以，鋼結構的隔熱和防火設計極其重要。設計人員應當正確定義工業廠房的火災危險性類別，確定廠房的防火等級，嚴格按照規范要求，使鋼構件達到防火等級的要求，選用恰當的方法對鋼結構采取有效防火保護，使鋼結構的耐火極限達到規范規定的要求，防止鋼結構在遇到火火災時發生變形，甚至塌落。目前，最常用的方法是在鋼結構表面涂覆防火涂料，提高鋼構件的耐火極限。另外，設計人員還要充分考慮火災時的人員疏散要求，合理設計疏散樓梯和安全出口。

2、抗震能力設計在鋼結構廠房施工建造前，應對結構的實際抗震性做綜合考慮，有利于解決日后復雜多變的地質問題。設計廠房結構時一定要將剛度與質量呈均勻分布，并應用鋼結構固有的受力性來降低橫向結構的變形程度。同時還要盡可能實現鋼結構對強度的要求，以確保杠桿不會失穩，從而有效提高整個鋼結構廠房的安全性和穩定性。在發生地震的情況下，會出現低周疲勞影響，在設計過程中應充分考慮到其對廠房造成的影響。設計抗震性對于鋼結構廠方來說具有至關重要的作用。

3、屋蓋支撐系統及屋面設計屋蓋支撐系統的布置應根據廠房跨度、高度、柱網布置、屋蓋結構形式、吊車設置及噸位大小、振動設備情況等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結構均應設置垂直支撐，在無檁體系中，大型屋面板有三點和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件限制和安裝需要，無論有檁或無檁體系屋蓋均應在屋架上弦和天窗架上弦設置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12 m的廠房或廠房內設有特重級橋式吊車或廠房內有較大振動設備的均應設置縱向水平支撐。屋面設計的重點是防水。屋面防水設計涉及屋面坡度、天溝形式、單坡屋面長度等因素。屋面坡度最小為5%，在積雪較大的地區，坡度應適當增大。單坡屋面長度，主要取決于工程所在區域的最大溫差以及降雨所形成的最大水頭的高度。單坡屋面長度宜控制在70 m以內，若超過70 m，需做專題研究、特殊處理。常用的鋼結構屋面做法有兩種：①雙層彩色壓型鋼板內夾保溫棉，使用量很大，但溫差大、單坡長造成的彩鋼板熱脹冷縮問題很難解決。②復合柔性鋼屋面系統，由屋面彩鋼板內板、隔汽層、保溫層、卷材防水層組成。

4、連接點的設計連接點是鋼結構的重要參數之一，設計好連接點可以有效提高廠房的安全性、穩定性、抗震性和持久性。設計人員應根據企業的實際需要，參照廠房建設標準，選擇合適的焊接工藝。在連接板的厚度選擇方面，要選擇合適的厚度。通常，連接板的厚度比梁腹板厚度多4mm，且須保證連接板的質量。鋼結構中多采用高強螺栓。高強螺栓根據受力特點分為承壓型和摩擦型兩種，設計人員需根據實際情況進行選擇，以保證施工效果。

二、工業廠房鋼結構施工時要注意的問題與措施

1、施工中要注意的問題

進行鋼結構工業廠房施工時應該注意很多問題，如下：一是關于地腳螺栓的埋設問題，地腳螺栓的穩定與否關乎到鋼結構工業廠房的穩定性，它的精確度與否關系到鋼結構定位，因此在進行施工的過程中，應該注意做好地腳螺栓工作，將軸線位控制在兩毫米左右，標高為五毫米左右。可以將平面控制網的軸線投測到柱基礎面上，全部閉合，保證螺栓的精度。二是關于吊車梁系統的安裝問題，進行安裝時要求按照規范，從柱間的支撐跨進行安裝，可以在柱間支撐安裝連接后構成穩定的空間鋼度單元。以保證安全，并且在對端部截面的吊車梁底部安裝時可以調整墊板。當進行制動板和吊車梁的連接時，可以先進行吹擰然后鋪整。三是注意構件的合理堆放。進行鋼結構工廠廠房的建設時，需要的構件很多，并且占用的空間較大，如果不合理地堆放，就阻礙構件的安裝使用、施工的正常進行，甚至出現安全問題。可以將急需安裝的構件直接堆放，按照需要吊裝的順序進行堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，進行存放的時候應該進行專人的管理，并且做好供貨要求和清單。并且進行堆放的時候保證支點的穩定性。四是注意安全問題，做好安全防范措施，及時檢查設備的安全性，有關工作人員做好防護措施。

2、保障施工質量的措施

（1）高強螺栓的安裝高強螺栓的安裝包括兩個步驟：首先，構件初始就位時先用臨時普通螺栓固定；校正之后，再將普通螺栓替換成高強螺栓，并最終擰緊。在工業廠房中，鋼結構件間的連接絕大部分是通過高強螺栓實現的，足以見得高強螺栓的安裝在鋼結構施工中的重要性。因此，對于高強螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事項。首先，高強螺栓日常的管理要保證連接板接觸面的平整。若接觸面不平整時，根據接觸面間間隙的大小酌情處理。例如，間隙小于1.0mm可不處理；大于3.0mm時，加墊板，并對墊板兩面進行噴砂處理，使安裝的摩擦面應處于干燥狀態，以滿足摩擦系數的要求，。應根據廠房中使用的位置，領取相應規格、數量的高強螺栓，盡量避免當天高強螺栓的剩余。若有剩余，禁止堆放在施工現場，將高強螺栓放在包裝箱內。其次，高強螺栓在安裝時，要輕裝、輕卸，且利用光頭撬棍及沖釘對正上下（或前后）連接板的螺孔，使螺栓自由進入，不能將螺栓強行穿入。否則，會損壞螺紋以及改變扭矩系數。而且，在安裝高強螺栓時，以施工方便為原則，保證墊圈倒角與螺栓頭的方向一致。最后，酌情處理連接板螺孔的誤差。

（2）鋼結構的安裝校正在立柱、梁安裝完成后，要及時的進行安裝校正。進行鋼結構的安裝校正時，要考慮到諸多因素，諸如風力、地形、日照等因素。在鋼結構中，每完成一個構件的安裝后，就要進行校正。若檢查出現問題后，要采用千斤頂進行校正，校正完成后，要及時進行加固。

（3）安裝過程中的焊接工藝工業廠房鋼結構中需要進行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接環境和條件惡略，焊接的質量難以保證。為了確保鋼結構的焊接質量，要由相關技術人員嚴格按照焊接工藝進行焊接，滿足對接焊縫的設計要求。根據焊接的相關規定，立柱、屋架、梁等要采用一、二級焊縫，不能有咬變、缺口、裂紋、焊瘤等缺陷，保證焊縫的質量。在焊接完成后，要對焊縫進行一級行無損檢測。

結束語

雖然我國鋼結構工業廠房發展前景十分廣闊，可是仍然存在問題，需要綜合考慮設計和施工過程中的遵循的原則和注意的問題，以便保證廠房建設的順利進行。

參考文獻

篇（2）

鋼結構工業廠房在我國應用的時間并不長，其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結構工業廠房有很多優點，但作為一種材料，它也有很多缺點，例如防火性能差、易銹蝕等，在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將分為設計與施工兩個部分來進行論述。

一、鋼結構工業廠房的優越性歸納

在摘要部分已經提到過鋼結構工業廠房的主要優點在于：首先，在施工速度方面：鋼結構構件可以工廠化批量生產，施工簡單，安裝快捷，大大縮短施工周期；其次，鋼結構工業廠房在自重方面：可減輕建筑物結構質量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經濟優于鋼筋混凝土結構體系；最后，從環保方面考慮：鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環價值，并且不需要制模施工。

二、鋼結構工業廠房圖紙設計的重要性

無論在什么樣的工程中，圖紙是工程施工的依據。在鋼結構工業廠房的設計期間，要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，力爭把問題解決在施工之前，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計，其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求，以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施。

三、對鋼結構工業廠房支撐系統的設計原則

為了保證鋼結構廠房的空間工作，提高其整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止桿件產生過大的變形，避免壓桿失穩，以及保證結構的整體穩定性，應根據廠房結構的形式，車間吊車的設置，振動設備以及廠房的跨度、高度，溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統，并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協調。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素，并影響溫度應力的大小，下柱支撐應盡可能設在溫度區段的中部，使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區段兩端伸縮。當溫度區段的長度不大時，一般在溫度區段的中部設置一道下段柱支撐，但溫度區段的長度大于150 米時，為了保證廠房的縱向剛度，應在溫度區段內設置兩道下段柱支撐，其位置應盡可能布置在溫度區段中間三分之一的范圍內，為了避免過大的溫度應力，兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。

四、對鋼結構工業廠房抗震性設計的重點

在對鋼結構工業廠房做抗震設計時應注意:首先，在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，變形協調，盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響，廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架，以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形；其次，鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩而造成，所以合理布置支撐系統，保證廠房結構整體穩定性，對鋼結構廠房尤為重要；最后，在地震作用下，存在著低周疲勞作用，設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計，應保證節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服，應使結構構件能進入塑性工作，充分吸收地震能量發揮其抗震能力。

五、鋼結構工業廠房耐熱能力設計的重要性

在第1小節中我們提到過，鋼結構工業廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大;溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現藍脆現象；當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象;當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結構塌落。因此，當鋼結構表面溫度處于150℃以上時，必須做隔熱及防火設計（通常是涂耐熱涂料來解決）。

而鋼結構工業廠房的施工中，存在的問題非常的繁冗，在這里我們只對比較突出的幾個問題進行分析研究。

六、關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題分析

可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業廠房建筑穩定性的根本所在，地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位，地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度，地腳螺栓的埋設精度:軸線位移:±2.0 mm，標高:±5.0 mm。在柱地腳螺栓安裝前，將平面控制網的每一條軸線投測到柱基礎面上，全部閉合，以保證螺栓的安裝精度，然后根據軸線放出柱子外邊線，待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后，將所需標高抄測到鋼管架子上。

七、在鋼結構進行吊裝的過程中的注意事項歸納

具體的注意事項包括：首先，把柱腳的底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調整標高，把螺母緊固；其次，吊裝完一個區域的鋼柱后，吊裝連系桿，這樣保證鋼柱整體穩定性，使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形；最后，吊裝鋼梁，兩對鋼梁空中對接，并把高強螺栓初擰，第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊，防止鋼梁向一邊傾斜。

八、吊車梁系統的安裝難點解析

在鋼結構工業廠房的施工過程中，吊車梁的安裝必須嚴格按規范從柱間支撐跨進行，柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩定的空間剛度單元，從此處安裝一是保證安全，二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板，該墊板在吊車梁系統調整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接，和輔桁架焊接連接時，為防止連續施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接，并進行初擰，然后調整輔桁架，并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓，最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接，均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行，以減小板內應力。

九、關于鋼結構構件的碼放問題

為便于結構構件的安裝，構件進廠后應進行合理的堆放.原則為:現場急需安裝的應直接堆放到現場，按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭，后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構件暫時存放在現場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應設專人進行管理，并按供貨要求和供貨清單進行清點，資料存檔.構件堆放時H型構件應立放，不得平放.每個構件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應上下對齊。

參考文獻:

[1]鋼結構工程施工及驗收規范，2002.

[2]路克寬.鋼結構工程便攜手冊[M].北京機械工業出版社，2003.

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鋼結構工業廠房在我國應用的時間并不長，其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結構工業廠房有很多優點，但作為一種材料，它也有很多缺點，例如防火性能差、易銹蝕等，在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將從設計和施工兩個方面來進行論述。

一、鋼結構工業廠房的優越性

鋼結構工業廠房的主要優點在于：首先，在施工速度方面：鋼結構構件可以工廠化批量生產，施工簡單，安裝快捷，大大縮短了施工周期。其次，鋼結構工業廠房在自重方面：可減輕建筑物結構質量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經濟優于鋼筋混凝土結構體系。最后，從環保方面考慮：鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環價值，并且不需要制模施工。

二、鋼結構工業廠房圖紙設計的重要性

無論在什么樣的工程中，圖紙是工程施工的依據。在鋼結構工業廠房的設計期間，一定要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，力爭把問題解決在施工之前，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計，其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求，以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施。

三、鋼結構工業廠房支撐系統的設計原則

為了保證鋼結構廠房的空間工作，提高其整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止桿件產生過大的變形，避免壓桿失穩，以及保證結構的整體穩定性，應根據廠房結構的形式，車間吊車的設置，振動設備以及廠房的跨度、高度，溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統，并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協調。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素，并影響溫度應力的大小，下柱支撐應盡可能設在溫度區段的中部，使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區段兩端伸縮。當溫度區段的長度不大時，一般在溫度區段的中部設置一道下段柱支撐，但溫度區段的長度大于150 米時，為了保證廠房的縱向剛度，應在溫度區段內設置兩道下段柱支撐，其位置應盡可能布置在溫度區段中間三分之一的范圍內，為了避免過大的溫度應力，兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。

四、鋼結構工業廠房抗震性設計的重點

在鋼結構工業廠房做抗震設計時應注意：首先，在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，變形協調，盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響，廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架，以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形。其次，鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩而造成，所以合理布置支撐系統，保證廠房結構整體穩定性，對鋼結構廠房尤為重要。最后，在地震作用下。存在著低周疲勞作用，設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計。應保證節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服，應使結構構件能進入塑性工作，充分吸收地震能量發揮其抗震能力。

五、鋼結構工業廠房耐熱能力設計的重要性

前面提到過，鋼結構工業廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現藍脆現象；當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象；當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結構塌落。因此，當鋼結構表面溫度處于150℃以上時，必須做隔熱及防火設計（通常是涂耐熱涂料來解決）。

鋼結構工業廠房的施工中，存在的問題非常繁冗，在這里只對比較突出的幾個問題進行分析研究。

六、關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題

可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業廠房建筑穩定性的根本所在。地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位，地腳螺栓的埋設必須嚴格保證其精度。地腳螺栓的埋設精度：軸線位移±2.0 mm，標高±5.0 mm。在地腳螺栓安裝前，將平面控制網的每一條軸線投測到柱基礎面上，全部閉合，以保證螺栓的安裝精度。然后根據軸線放出柱子外邊線，待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后，將所需標高抄測到鋼管架子上。

七、關于吊裝過程中的注意事項

首先，把柱腳底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調整標高，把螺母緊固。其次，吊裝完一個區域的鋼柱后，吊裝連系桿，這樣保證鋼柱整體穩定性，使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形。最后，吊裝鋼梁，兩對鋼梁空中對接，并把高強螺栓初擰，第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊，防止鋼梁向一邊傾斜。

八、關于吊車梁系統的安裝問題

在鋼結構工業廠房的施工過程中，吊車梁的安裝必須嚴格按規范從柱間支撐跨進行，柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩定的空間剛度單元，從此處安裝，一是保證安全，二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板，該墊板在吊車梁系統調整完后應焊接固定，按事先測放的定位線精確對中。制動系統的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接和輔桁架焊接連接時，為防止連續施焊對高強螺栓的影響，應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接，并進行初擰，然后調整輔桁架，并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓，最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接，均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行，以減小板內應力。

九、關于鋼結構構件的碼放問題

為便于結構構件的安裝，構件進廠后應進行合理的堆放。原則為：現場急需安裝的應直接堆放到現場，按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭，后吊裝的碼放在下頭。不急于吊裝的構件暫時存放在現場外。堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放。存放場地應設專人進行管理，并按供貨要求和供貨清單進行清點，資料存檔。構件堆放時，H型構件應立放，不得平放。每個構件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應上下對齊。

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中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：

一、鋼結構構件主要制作工藝

鋼柱制作工藝流程為：放樣下料電腦編程拼板CNC 切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗防銹處理、涂裝、編號構件驗收出廠。

鋼結構工業廠房的主要優點在于：首先，在施工速度方面：鋼結構構件可以工廠化批量生產，施工簡單，安裝快捷，大大縮短施工周期；其次，鋼結構工業廠房在自重方面：可減輕建筑物結構質量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經濟優于鋼筋混凝土結構體系；最后，從環保方面考慮：鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環價值，并且不需要制模施工。

二、工業廠房結構設計要點

2.1 地震區的廠房宜少或不設防震縫。地震區房屋的伸縮縫是合一的，當房屋較長時，宜采取下列一些構造措施和施工措施以少設伸縮縫及防震縫；施工中，每隔40m 設置一道800mm 一個1400mm 寬的后澆帶，后澆帶的位置設在結構受力影響最小的區段；在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內縱墻端開間的墻體等部位，適當提高配筋率；加厚屋面隔熱保溫層或設置架空層形成通風屋面。

2.2 合理布置電梯間的位置。多層廠房由于設備、貨物很重，豎向運輸的需要，均要設置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大，應充分考慮電梯井筒對建筑物的偏心影響，在結構布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。

2.3 控制橫向框架與縱向框架的周期。由于多層廠房跨度方向、尺寸較大，柱子少；而柱距方向尺寸較小，柱子多。一般都是橫向控制，使縱橫向的抗震能力大致相同，不僅有利于抗震，也使設計更為經濟合理。

三、鋼結構工業廠房的安裝施工

3.1 預埋螺栓施工

在一般工業廠房中, 鋼柱與基礎最常用的連接方式為平板式預埋螺栓鉸接連接。預埋螺栓施工簡單方便、質量容易控制、便于鋼結構安裝定位。埋設方法是先在基礎上劃線定位, 通過固定架控制同一鋼柱腳預埋螺栓之間的距離和標高, 調整固定架的位置, 并在鋼柱基礎澆搗混凝土前埋入螺栓, 與鋼筋連成一體, 然后澆筑混凝土一次性固定。

施工工藝：（1）軸線測量: 根據施工圖中預埋螺栓的平面布置, 將預埋螺栓組的縱橫十字線用經緯儀從定位軸線邊上引出螺栓中心線并將其測設到模板上。（2）標高測量: 在場地中央架設水準儀,將標高從基準水準點引測到各基礎的模板上。（3）螺栓定位: 將同一鋼柱的螺栓按照設計圖紙用鋼筋或扁鐵進行固定。在螺栓組上套上固定架, 調整固定架的位置和平整度后用螺母固定。調整螺栓軸線位置: 在模板上劃出的軸線標記之間拉線, 做到固定架上中心線與拉線重合。調整螺栓標高: 調整螺栓的標高及各螺栓表面的平整度。（4）螺栓固定: 將螺栓固定在基礎鋼筋籠上, 螺栓與鋼筋籠連接牢固, 確保螺栓在混凝土澆筑過程中不移動。（5）螺紋保護: 螺栓埋設固定后, 采用摸黃油、尼龍膠帶或PV C 管將螺桿包扎保護。（6）螺栓校正: 在混凝土澆筑過程中施工人員對螺栓進行跟蹤檢查, 發現螺栓偏移及時進行校正。

3.2 鋼結構吊裝

3.2.1整體結構安裝順序：l) 吊裝應先從靠近山墻的有柱間支撐的兩棍剛架開始, 安裝好所有構件, 并進行校正固定, 以此為起點向另一端順序安裝。2 ) 安裝該開間的鋼梁同時安裝凜條及其它支撐系統。3) 安裝完成一個開間并形成一個穩定空間體系, 然后向兩邊進行安裝。4 ) 最終完成整個結構的安裝。

3.2.2鋼柱安裝。鋼柱吊裝可根據起重設備和現場條件確定, 可用單機、雙機、吊裝, 一般輕鋼結構采用單機直立旋轉法進行吊裝。

旋轉法吊裝, 鋼絲繩綁扎點與鋼構件接觸點之間, 應用軟材料保護好鋼構件, 以防鋼構件及鋼絲繩受損, 起重機邊回轉邊起鉤, 使柱繞柱腳旋轉而直立, 立柱時, 先將柱腳螺栓孔插入預留螺栓, 使柱頭大致垂直后初步對中, 即對螺栓進行初擰。

鋼柱運輸到現場, 起重機邊起鉤邊回轉邊使柱子繞柱腳旋轉而將鋼柱吊起。(注:起吊時應在柱腳下面放置墊木, 以防止與地面發生摩擦, 同時保證吊點、柱腳基礎同在起重機吊桿回旋的圓弧上)

3.2.3吊車梁安裝。吊裝方法是吊車梁吊裝宜采用兩點吊裝, 吊裝時使用專用吊耳或用鋼絲繩綁扎吊裝。

吊車梁的校正：l) 標高調整當一跨即兩排吊車梁全部吊裝完畢后，用一臺水準儀架在梁上或專門搭設的平臺上, 進行每梁兩端高程的引測, 將測量的數據加權平均, 算出一個標準值, 根據這一標準值計算出各點所需要加的墊板厚度, 在吊車梁端部設置千斤頂頂空, 在梁的兩端墊好墊板。2) 縱橫十字線的校正首先用經緯儀在柱子縱向側端部從柱基控制軸線引到牛腿頂部, 定出軸線距離吊車梁中心線的距離, 在吊車頂面中心線拉一通長鋼絲, 逐根吊車梁端部調整到位, 可用千斤頂進行軸線位移。3) 吊車梁垂直度校正從吊車梁上翼緣掛錘球下來, 測量線繩至梁腹板上下兩處的水平距離。

3.2.4屋架的吊裝。l) 吊點的選擇：鋼梁在吊裝前應仔細計算鋼梁的重心,并在構件上作出明確的標注, 吊裝時吊點的選擇應保證吊鉤與構件的中心線在同一鉛垂。2 ) 吊裝方式：一般鋼梁采用兩點起吊, 但對于跨度較大的梁, 由于側向剛度小, 腹板寬厚比大,為防止構件扭曲和損壞, 可采用四點起吊或鐵扁擔進行吊裝。3 ) 屋架吊裝：起吊時先將屋架吊離地面5 0c m 左右,使屋架中心對準安裝位置中心, 然后徐徐升鉤, 將屋架吊至柱頂以上, 再用溜繩旋轉屋架使其對準柱頂, 以使落鉤就位, 落鉤時應緩慢進行, 并在屋架剛接觸柱頂時即剎車對準預留螺栓孔, 并將螺栓穿人孔內, 初擰作臨時固定, 同時進行垂直度校正和最后固定, 屋架垂直度用掛線錘檢查, 屋架經校正后, 即可安裝支撐及凜條等, 并終擰螺栓作最后固定。

3.3 屋面板、墻面板安裝

安裝工藝流程：屋面內板安裝一鋪保溫棉(帶貼面) 一支座安裝一屋面上層板安裝一扣合固定密封、清理檢修。

3.3.1屋面板安裝。1）安裝方向：屋面板安裝的順序，從建筑物任一端開但由于不同板型由其特有的鋪設方向因此須遵循其鋪設方向性，應與常年風始性向方向相反; 對于雙坡屋面板, 屋脊兩邊的屋面板應同時同向進行安裝。2）安裝固定：咬合式屋面安裝時, 先將兩塊板與支座之間選若千個點進行初步咬合臨時固定, 隨后從屋脊處向下用咬邊機緊密咬合。3）屋面板安裝調直：測量已固定好的鋼板寬度, 在其頂部和底部各測一次, 以保證不出現移動扇形,在某些階段, 如安裝至一半時, 還應測量從已固定的壓型鋼板頂底部至屋面的邊或完成線的距離, 以保證所固定的鋼板與控制線平行。若需調整, 則可以在以后的安裝和固定每一塊板時很輕微的作扇形調整。

3.3.2墻面板施工。1）內層板安裝：先根據墻面門窗位置, 選擇不同長度的內層板, 在地面進行二次加工。加工程序同屋面內層板。內層板地面加工后, 將內層板提升到位, 然后由工人按照劃線位置進行固定。2）保溫棉安裝：墻面保溫棉應從上往下鋪設, 在上下位置拉緊后, 然后壓上外層板用自攻螺絲固定。3）外層板安裝：墻面板的安裝順序類似于屋面板的安裝, 同樣也按照先內層板、后外層板, 外層板安裝遵循板的鋪設方向性和將搭接邊設置在肋的背風側的原則, 同時, 通常從建筑物的一端向另一端推進的順序安裝。外層板安裝安裝時采用自制井架, 井架長度根據墻面高度進行設置。井架樹立后,應在上部于屋面上主體結構進行綁扎固定,下部應堅實平整, 如墻面高度較高, 則應在中間設置固定點。

四、小結

在工程建設中，工作人員應當認真負責，完成工業廠房結構設計與安裝施工工作，保證工程質量，為企業做出貢獻。

參考文獻：

篇（5）

近年來，鋼結構工業廠房在我國應用的發展迅速，其具有施工簡單、安裝快捷、經濟環保等諸多優點，但鋼結構作為一種材料,也有很多缺點,例如防火性能差、易銹蝕等，在設計與施工的過程中，一定要充分考慮到這些不利因素。

鋼結構工業廠房的優越性

鋼結構工業廠房的主要優點在于：首先，在施工速度方面：鋼結構構件可以工廠化批量生產，施工簡單，安裝快捷，大大縮短施工周期；其次，鋼結構工業廠房在自重方面：可減輕建筑物結構質量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經濟優于鋼筋混凝土結構體系；最后，從環保方面考慮：鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環價值，并且不需要制模施工。

二、鋼結構工業廠房的設計

無論在什么樣的工程中，圖紙是工程施工的依據。在鋼結構工業廠房的設計期間，要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審,檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計,其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求,以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施。

1、鋼結構工業廠房支撐系統的設計原則

為了保證鋼結構廠房的空間工作,提高其整體剛度,承受和傳遞縱向水平力,防止桿件產生過大的變形,避免壓桿失穩,以及保證結構的整體穩定性,應根據廠房結構的形式,車間吊車的設置,振動設備以及廠房的跨度、高度,溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統,并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協調。

下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素,并影響溫度應力的大小,下柱支撐應盡可能設在溫度區段的中部,使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區段兩端伸縮。當溫度區段的長度不大時,一般在溫度區段的中部設置一道下段柱支撐,但溫度區段的長度大于150米時,為了保證廠房的縱向剛度,應在溫度區段內設置兩道下段柱支撐,其位置應盡可能布置在溫度區段中間三分之一的范圍內,為了避免過大的溫度應力,兩道支撐的中心距離不宜大于72米。

對鋼結構工業廠房抗震性設計的重點

在對鋼結構工業廠房做抗震設計時應注意:首先，在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布,使廠房受力均勻,變形協調,盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響，廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架,以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形。

其次，鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩而造成,所以合理布置支撐系統,保證廠房結構整體穩定性,對鋼結構廠房尤為重要。

最后，在地震作用下,存在著低周疲勞作用,設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計,應保證節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服,應使結構構件能進入塑性工作,充分吸收地震能量發揮其抗震能力。

鋼結構工業廠房耐熱能力設計

鋼結構工業廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時,隨著溫度的升高,鋼材的抗拉強度降低,塑性增大;溫度在250℃左右時,鋼材抗拉強度略有提高,而塑性卻降低,出現藍脆現象；當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象;當溫度達500℃時,鋼材強度降至很低,以致鋼結構塌落。因此,當鋼結構表面溫度處于150℃以上時,必須做隔熱及防火設計（通常是涂耐熱涂料來解決）。

三、鋼結構工業廠房的施工

鋼結構工業廠房的施工中，存在的問題非常的繁冗，在這里我們只對比較突出的幾個問題進行分析研究。

關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題分析

可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業廠房建筑穩定性的根本所在，地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位,地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度,地腳螺栓的埋設精度。在柱地腳螺栓安裝前,將平面控制網的每一條軸線投測到柱基礎面上,全部閉合,以保證螺栓的安裝精度,然后根據軸線放出柱子外邊線,待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后,將所需標高抄測到鋼管架子上。

在鋼結構進行吊裝的過程中的注意事項歸納

具體的注意事項包括：首先，把柱腳的底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調整標高,把螺母緊固；其次，吊裝完一個區域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩定性,使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形；最后，吊裝鋼梁,兩對鋼梁空中對接,并把高強螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。

吊車梁系統的安裝難點解析

在鋼結構工業廠房的施工過程中，吊車梁的安裝必須嚴格按規范從柱間支撐跨進行,柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩定的空間剛度單元,從此處安裝一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板,該墊板在吊車梁系統調整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接,和輔桁架焊接連接時,為防止連續施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接,并進行初擰,然后調整輔桁架,并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓,最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接,均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行,以減小板內應力。

關于鋼結構構件的碼放問題

為便于結構構件的安裝,構件進廠后應進行合理的堆放.原則為:現場急需安裝的應直接堆放到現場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構件暫時存放在現場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應設專人進行管理,并按供貨要求和供貨清單進行清點,資料存檔.構件堆放時H型構件應立放,不得平放.每個構件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構件端部七分之一跨處,疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應上下對齊。

參考文獻:

[1]路克寬.鋼結構工程便攜手冊[M].北京機械工業出版社,2003.

[2]景文.鋼結構工程施工與質量驗收實用手冊[M].中國建材工業出版社,2005.

[3]張晨.鋼結構設計的簡單步驟和設計思路[J].山西建筑,2005.

篇（6）

中圖分類號：TU8 文獻標識碼： A

隨著國民經濟的迅速發展，工業建筑要不斷滿足現代大工業生產，工藝不斷更新的要求，過去那種單一功能，單一建筑形式已經不適應生產方式改變的需要，聯合車間、靈活車間、工業大廈等多功能廠房應運而生。另外，建設用地的緊張以及工藝流程的需要，越來越多地多層廠房甚至高層廠房出現。多層廠房的特點是跨度大、荷載大 、開洞多 、有多層吊車，在設計過程中，有些問題值得總結和探討。

一、多層工業廠房結構設計要點

多層廠房因為工藝布置的要求，一般都需要大空間，結構通常采用框架結構，在層數較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結構。結構布置的原則是：盡量使柱網對稱均勻布置，使房屋的剛度中心與質量中心相近，以減小房屋的空間扭轉作用，結構體系要求簡捷、規則、傳力明確。避免出現應力集中和變形突變的凹角和收縮，以及豎向變化過多的外挑和內收，力求沿豎向的剛度不突變或少突變。

1. 控制橫向框架與縱向框架的周期。由于多層廠房跨度方向、尺寸較大，柱子少；而柱距方向尺寸較小，柱子多。一般都是橫向控制，使縱橫向的抗震能力大致相同，不僅有利于抗震，也使設計更為經濟合理。

2. 合理布置電梯間的位置。多層廠房由于設備、貨物很重，豎向運輸的需要，均要設置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大，應充分考慮電梯井筒對建筑物的偏心影響，在結構布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。當工藝布置需要而不可避免時，應對周圍的樓板及框架采取加強措施。

3. 地震區的多層廠房宜少或不設防震縫。地震區房屋的伸縮縫是合一的，當房屋較長時，宜采取下列一些構造措施和施工措施以少設伸縮縫及防震縫；施工中，每隔40m設置一道800mm一個1400mm寬的后澆帶，后澆帶的位置設在結構受力影響最小的區段；在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內縱墻端開間的墻體等部位，適當提高配筋率；加厚屋面隔熱保溫層或設置架空層形成通風屋面。

二、常用的結構體系

1.框架一支撐體系。即橫向設計成剛接框架，縱向設計成柱一支撐體系，用柱間支撐抵抗水平荷載。這種體系經濟節約，但柱問支撐可能會影響使用。這種形式特別適用于縱向較長，橫向較短的廠房。

2.純框架體系。把廠房縱橫兩個方向都設計成剛接框架，不設置柱間支撐。其優點是使用空間不受影響，缺點是柱不宜采用工字型柱，而要采用兩個方向慣性矩差別不大的 截面形式(如箱形柱)，使用鋼量增加。

3.鋼架加支撐的混合體系。這種形式與第一種形式不同之處在把縱向設計成鋼架和支撐混合的型式，靠兩者共同抵抗水平力。這種形式可以有效地減少柱的縱向彎矩，但要求樓面剛度大，否則柱子間的變形不協調，無法充分發揮柱間支撐的作用。

三、結構設計中應注意的問題

1.結構設計與工藝設計的協調。廠房都是為生產服務的，廠房設計中結構專業作為配套專業首先應滿足工藝要求，結構設計也只能服從于工藝條件。而工藝設計人員在工藝布置時，經常與結構設計發生矛盾，要開洞的地方是框架梁，設備本來可以沿梁布置卻布置在了跨中等。所提荷載也經常偏大，有時甚至把設備的荷載作為均布荷載提出。尤其在方案階段，結構設計人員應多與工藝協調，盡量了解工藝布置，使設計和施工都減少了許多不必要的麻煩。

2.結構計算。隨著計算機軟硬件的迅速發展，解決了復雜的結構計算問題，使結構工程師們從繁重的瑣碎的計算工作中解脫出來。他們可以把大量的精力放在結構方案的選擇比較上，合理的確定結構方案及結構布置，從而提高設計水平及質量，降低工程成本。

（1）樓面設備荷載的動力系數的選擇。荷載計算是結構計算的條件，荷載取值的準確性直接關系到計算結果的準確性。由于工業設備一般都帶容易引起震動的配件（如電機），引起受力不均勻的裝置（如反應釜中的攪拌攪拌機），因此設備荷載不僅僅是設備及物料自重的輸入，正確的選擇設備動力系數、設備支點荷載計算，對結構安全有非常大的關聯。

（2）節點核心區的抗剪驗算。框架節點的設計應遵循“強柱弱梁更強節點”的原則，一、二級抗震等級的節點還應進行受剪承載力計算。由于多層廠房的梁柱中心線往往不能重合，加之柱的截面比較大，節點偏心也比較大，對柱節點核心區的構造和受力都有較大的不利影響。因此，大跨度、大空間、大荷載的多層廠房的節點核心區的抗剪驗算顯得更為重要。

（3）裂縫寬度、罕遇地震的驗算。裂縫寬度的驗算是為了滿足正常使用狀態的要求，由于工業廠房一般都存在液體滴漏、樓面沖洗或檢修時設備沖洗情況，腐蝕物會通過裂縫，侵蝕深層次混凝土及鋼筋，是工業廠房影響結構安全的一個重要因素。因此有防腐要求的廠房裂縫控制等級應滿足《工業建筑防腐設計規范》(GB50046-2008)4.2.4條要求。裂縫寬度在計算中超過，可以通過減小鋼筋截面、增加鋼筋根數來調整，如果還不滿足要求，應修改柱梁截面重新計算。

抗震設計的原則是三不準，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。所進行的抗震驗算僅滿足“小震不壞”，構造上加強來滿足“中震可修”，罕遇地震的驗算則是滿足“大震不倒”。規范規定7-9度時樓層屈服強度系數小于0.5的框架結構宜進行高于本地區設防烈度預估的罕遇地震作用下薄弱層(部位)的抗震變形計算，并且規定結構薄弱 (部位)層間彈塑性位移角應小于1/50。多層廠房的設備投資經常遠遠大于土建投資，罕遇地震的驗算應屬必要。

（4）多層工業廠房等效荷載的計算

多層工業廠房等效荷載計算的精準度直接關系到最終計算結果的精準度，因此多層工業廠房等效荷載的計算是很重要的。

（5）柱子的長度計算。據現實生活經驗，一般的工業廠房都有吊車的，計算機的結構計算軟件將牛腿作為一個節點輸入， 在計算時將牛腿以下作為一層，相應的會將牛腿以上的部分（到工業廠房的樓頂）作為另一層，這樣計算的結果就和實際的需求不相符合，而且這樣計算出來的結果是不安全的，所以在多層工業廠房結構計算過程中必須要對柱子的長度進行干預、調整，以達到安全、合理的狀態。

（6）自然災害的預計。隨著氣候等自然天氣的日益變化，地震等自然災害的發生頻率日趨增加，所以對地震災害的預防顯得尤為重要，因此在多層工業廠房結構計算過程中需要對裂縫寬度的進行驗算。做到抗震設計的三原則：小震不壞，中震可修，大震不倒。在多層工業廠房結構設計中，萬萬不可貪圖一時利益，而追悔后世，建造成豆腐渣工程，要切實實現高瞻遠矚、有預見性的多層工業廠房結構設計。

（7）與電梯井筒相連的框架。與電梯井筒相連的框架如果單純的按純框架設計、電梯井壁按構造配筋的話會顯得很不安全，因此在實際設計過程中與電梯井筒相連的框架應該采取按壁式框架進行設計，同時對電梯井壁則應按剪力墻配筋以增加其安全度，實現安全施工、安全生產。

（8）多層吊車。在多層吊車的計算過程中，對一層應該采取吊車荷載輸入，其余的多層應該采取活荷載輸入。

篇（7）

前言

門式剛架鋼結構廠房造型美觀，施工速度快，越來越多在單層工業廠房中應

用。當廠房內無吊車或設置橋式吊車起重量不大于20t的中、輕級工作制

（A1-A5）的吊車，或懸掛式起重機，起重量不大于3t時，應遵守《門式剛

架輕型房屋鋼結構技術規程》的要求設計。但在很多情況下吊車噸位及廠房

高度很高，已超出《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》的應用范圍，需按

《鋼結構》規范的要求設計。

一.結構類型和截面形式

鋼結構廠房應用較多的為單跨、雙跨或多跨的單、雙坡結構形式。門式剛架通長用于跨度為9-36米，柱距宜為6米，也可為7.5米和9米。 結構構件主要為剛架柱，剛架斜梁，柱間支撐，屋面支撐，系桿，檁條和山墻骨架組成。

門式剛架的結構形式是多種多樣的，按構件體系分，可分為實腹式剛架和格構式剛架。前者梁、柱一般采用H型實腹截面，其剛度較強，但用鋼量稍多。后者一般采用小截面角鋼、鋼管等構件組合的格構式梁、柱截面。其加工制作較為復雜，但用鋼量較省，適用于大跨度的廠房。在門式剛架工業廠房設計中，通長采用實腹式梁柱截面。按截面形式分，有等截面和變截面。變截面與等截面相比，前者可以適應彎矩變化，節約材料，但在構件連接及加工制造方面，不如等截面方便。由于工業廠房內部多設有橋式吊車，柱宜采用等截面構件。

二.伸縮縫的設置

單層廠房伸縮縫的最大間距為70米，伸縮縫處的做法習慣上采用雙柱，雙柱基礎可不斷開。伸縮縫寬度一般為20-30mm.

三.支撐的布置

1.柱間支撐的布置

為保證鋼結構廠房的空間工作，提高整體剛度，承受房屋端部山墻風力、吊車縱向剎車荷載、溫度應力和地震作用和傳遞縱向水平力，防止桿件產生過大的變形，避免壓桿失穩，以及保證結構的整體穩定性，應根據廠房的結構形式，車間吊車的設置，振動設備以及廠房的跨度、高度、溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統，并與屋蓋的橫向水平支撐的布置相協調。下柱支撐應盡可能設在溫度區段的中部，使吊車梁等縱向構件能隨著溫度的變化比較自由地向區段兩端伸縮。當溫度區段的長度不大時，一般在溫度區段的中部設置一道下柱支撐。當溫度區段的長度大于150米時（7度）或120米時（8度，9度），應在廠房1/3區段內各布置一道下柱支撐，支撐間距不應大于60米。上柱柱間支撐應布置在廠房單元兩端和有下柱支撐的柱間。

2.屋面支撐的布置

廠房結構應有完整的支撐體系以形成有效的傳力途徑，首先，應設置屋面橫向水平支撐，屋面橫向水平支撐可增強屋面剛度，保證屋面梁的側向穩定性，將抗風柱作用于屋面梁的風荷載通過支撐傳至柱頂。同時在橫向交叉支撐之間應設置剛性壓桿以形成傳遞水平力的幾何不變體系。其次應在柱頂、屋脊及剛架轉折處設通長系桿，當抗風柱與剛架梁上翼緣連接時，在相應位置的端跨設置剛性壓桿，以傳遞抗風柱傳來的力。當設有帶駕駛室且起重量大于15t的橋式吊車的跨間，在屋蓋兩側設縱向水平支撐，它可使吊車荷載產生的柱頂橫向荷載分布到相鄰的剛架柱，提高廠房的整體剛度。屋面橫向水平支撐應與柱間支撐相協調，一般應設在同一跨間，形成一個幾何不變的支撐體系。屋面縱向支撐應盡可能同橫向支撐形成一個封閉的支撐系統，以增強整個廠房的剛度。對于輕型鋼結構廠房，應在剛架梁下翼緣受壓處設置隅撐，保證剛架梁的側向穩定性且作為剛架梁的平面外支撐點。而對于吊車起重量很大的鋼結構廠房，其剛架梁的平面外計算長度宜取屋面交叉支撐間距離，屋面交叉支撐點處設通長系桿，在屋面支撐跨間為剛性系桿，其余跨間為拉桿即可。屋面支撐及柱間支撐桿件宜采用型鋼支撐；當吊車起重量小于5噸時，屋面支撐也可以采用圓鋼支撐，但應采用花籃螺栓張緊，保證屋面的剛度。

四.拉條的設置

關于拉條的設置，拉條的力一般需傳至剛架上，在屋脊處設置斜拉條及撐桿，拉條的力在屋脊處從斜拉條及撐桿傳至檁條的端部，靠近檁條與剛架節點，相當于傳至剛架。撐桿必須與斜拉條同時設置，才能形成一個幾何不變傳力體系。同時，當屋面開天窗時，在開天窗處的下側也應設置斜拉條及撐桿，否則拉條的力都傳至開孔處的檁條，如果這根檁條不加強，很可能造成這根檁條的強度不足而產生破壞。當墻面開窗時，應在窗洞下設斜拉條及撐桿，把窗下側的力傳至剛架。有時當墻面很高時，僅在墻面頂處設置斜拉條及撐桿就不一定能瞞足要求，應在墻面增設撐桿及斜拉條，可將一部分力傳至相鄰的剛架柱上。對于墻板，特別是單側掛板的墻面，宜設置雙拉條，外側拉條的作用作為墻板在豎向自重下的墻梁支撐點，里側拉條可作為墻梁在水平風荷載下受壓翼緣的側向支點，以提高墻梁在風荷載作用下的整體穩定性。對于屋面檁條，由于屋面板一般為扣合式，屋面板與檁條間可有微小錯動，并不能約束檁條上翼緣，應在高度三分之一處設置拉條。當柱距大于6米時，應在三分之一處各設一道拉條。

五.梁柱拼接節點設計

剛架斜梁與柱的連接為剛接，可采用端板豎放，端板橫放，和端板斜放3種形式。端板斜放，施工比較困難，所以一般不采用。橫梁拼接時宜使端板與構件外邊緣垂直。主剛架構件的連接宜采用高強螺栓，宜采用承壓型和摩擦型連接。

六.柱腳設計

當廠房內無吊車時，柱腳可采用鉸接。當設有吊車、檐口高度較高或剛度要求較高時，柱腳與基礎可采用剛性連接，這樣可以提高廠房的整體剛度，減小剛架側移。6，7度時可采用外露式柱腳，8，9度時可采用埋入式，插入式柱腳，也可采用外包式柱腳。近年來，將鋼柱直接插入混凝土內用二次澆灌層固定的插入式剛接柱腳已經頻繁用于單層工業廠房中，效果很好，并不影響安裝調整。這種柱腳構造簡單，節約鋼材且安全可靠，可用于大跨度、有吊車的廠房中。

七.基礎設計

對于鋼結構廠房鉸接柱腳，基礎僅受軸心荷載作用，設計比較簡單；而對于剛性固定柱腳，基礎則要受偏心荷載作用，對于鋼結構廠房，鋼構件自重較輕，水平地震作用較小，水平控制荷載多為水平風荷載和吊車荷載。當風荷載與吊車荷載很大時，在偏心荷載的作用下基礎底面反力不均勻，造成偏心距過大，基地壓力很不均勻，壓力最大值將大幅度增加，可能導致基礎傾斜，影響吊車廠房的正常使用。對一般帶吊車廠房的柱基礎要求Pmin>0（e≤b/6），即不出現基礎底面與地面脫離的情況。由于外界因素，基礎不可以做的過大時，可以通過增加壓重的辦法減小偏心距，從而減小基礎的大小。可以采取以下兩種方法：一是增加基礎埋深，基礎短柱加高，柱底標高不變，這樣既不影響柱子，又可以減小基礎大小。二是廠房底部設置磚墻，使墻體自重通過基礎梁傳至基礎上，也達到增加壓重的目的。

八.總結

1.要根據廠方內部吊車情況及廠房高度來選擇應該遵循的規范。

2.單層鋼結構廠房在有吊車的情況下宜選擇等截面柱，剛性固定柱腳。

3.為確保廠房承重結構的正常工作，提高整體剛度，廠房內柱間支撐，屋面水平支撐及系桿的合理布置極為重要。

4.鋼結構廠房基礎偏心距較大，可以通過增加基礎自重的方法來減小基礎面積。

參考文獻

1.《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS 102-2002

2.《鋼結構設計規范》 GB 50017-2003

3.《建筑抗震設計規范》 GB 50011-2010

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中圖分類號： TU391 文獻標識碼： A

一、鋼結構廠房的優勢及特點

1、鋼結構廠房的優勢

1.鋼結構的安裝速度比較快，而且其組成零件和部件等已經實現了批量生產，其焊接、開孔等作業的質量控制措施和技術措施等已經比較成熟，所以可在一定程度上縮短施工周期。

2.與混凝土結構相比較，鋼結構具備較高的抗震能力，加上鋼結構本身的重量比較輕，所以大幅降低了基底反力。

3.通常而言，鋼結構的強度比較高，鋼材屬于強度比較高的材料，這就決定了鋼結構的建設成本較低，而且可以重復利用，有效避免了材料的浪費，屬于環保材料。

2、鋼結構廠房設計的特點

（1）就結構的跨度而言，鋼結構的跨度比較大，廠房使用的柱子通常比較高。眾所周知，生產廠房屬于生產企業的重要基礎設施，所以其產品的體積與重量等一般情況下比較大。但是鋼結構的體積與質量卻較好的滿足了這一要求，其重量比較輕，體積也不是很大。

（2）鋼結構的縱向柱距一般比較大，如果是重工業的廠房結構，則應根據行業的特點進行鋼結構的設計。當前，鋼結構廠房主要用于大中型機械加工、大型冶煉電爐和配電車間等。所以，這就要求在設計鋼結構時，應充分發揮鋼結構廠房縱向的空間，從而完善廠房的工業設備布局。一般情況下，重型鋼結構廠房的縱向柱距宜控制在12-24m范圍內。

（3）對于鋼結構廠房來說，吊車作業量比較大，吊車的使用頻率也比較高。所以，在設計工業鋼結構廠房時，應采用重級工作制吊車與中級工作制吊車中的一種。

（4）鋼結構廠房承重構件截面面積一般比較大，為了使其可以承受較大的噸位，一般需要結合具體工程的實際，通過優化結構的措施，提高鋼結構廠房的剛度。在設計時，采用格構式構件與桁架，能夠提高鋼結構的承載能力。

二.當前建筑鋼結構設計存在的問題

1.理念高度不夠

目前國內鋼結構設計一般為設計院根據生產需要按國家現行規范進行施工圖設計，然后由有資質的專業鋼結構單位二次放樣詳圖設計。鋼結構施工企業水平的參差不齊，由于缺乏計算軟件和整體配套設計，導致工程質量下降。很多鋼結構施工單位的鋼結構放樣詳圖設計水平很低，且承擔工程的設計人員很多都是剛畢業的學生，在設計的時候沒有經驗，也缺乏對鋼結構設計的了解，任意嵌套并且對關鍵技術不認真進行探討，腦海中沒有結構體系的概念，對國家規范及圖集研究的不深，導致經常在一些關鍵節點上出錯。設計院出的結構布置施工圖只是一個簡單的線條圖以及對一些布局關鍵的“節點設計”，需要詳圖設計員在二次放樣中根據原設計理念體現出來。例如“全焊接節點”或“全局組節點”，這些節點要求詳圖設計要安全合理，施工單位想要做到這一點就必須將設計的“聯建”、“軸承細節”、“建筑安裝”理解透，多專業配合的借助輔助軟件來完成，所以施工企業和詳圖設計人員要去下功夫好好學習。同時也有些施工單位為了節約鋼材，降低成本，盲目優化結構節省鋼材，造成嚴重工程質量事故和經濟損失。一切的設計、施工都必須滿足國家現行規范和行業標準的要求，設計院的施工圖設計必須滿足理念高度的要求，施工單位也須根據原設計進行二次放樣設計，禁止“施工組織設計”、“詳細設計”、“超規范設計”等不良現象的出現，以高標準的要求來保證工程的質量。

2.建筑鋼結構的防火性、防腐蝕性不強

一是缺乏較強的耐火性。從鋼材來看，缺乏足夠的耐火性，當溫度超過400℃時，鋼材的屈服強度就只能是室溫下強度的1/2。當溫度大于600℃時，鋼材的剛度、強度就會完全喪失。故此，防火是鋼結構建筑物必須考慮的因素。如果鋼結構建筑物的防火措施不到位，一旦遭遇火災，就會被嚴重破壞。因此，從設計規定來看，當鋼材表面溫度高于150℃時，就需要進行隔熱防護，特別是一些對防火具有特殊要求的建筑，更需要采用特殊的材料和措施進行隔熱防護。二是鋼材缺乏較強的耐腐蝕性。因此，如果其環境中有較強的腐蝕性介質，是不能夠采用鋼結構的。如果鋼結構建筑不采取防腐蝕措施，長期受到腐蝕介質的侵蝕，也非常容易出現腐蝕生銹，這樣不僅影響鋼結構建筑的美觀，而且會影響鋼材料的承載能力和建筑物的適用壽命。故此，為了盡可能地做好鋼結構建筑防腐措施，當前國內最常用的方式就是在鋼結構外增加防護層。從防護層的種類來看，主要有金屬類防護層、化學防護層及非金屬防護層。在涂裝防護層之前，必須做好徹底基層除銹工作，且要確保防銹及涂層與相關要求相符合，做到合二為一。

3.物理問題

鋼材具有良好的傳導性，因此鋼結構建筑物存在保溫、隔熱、隔聲等問題，這些問題可通過新材料、新工藝去解決。例如，在冬季可通過建筑圍護結構表面吸收熱量，將部分熱量通過內護結構間的熱傳導連接件傳到室內，通過內表面的吸收，保證室內溫度。在大空間的公共建筑中，為解決聲音的回音反射及噪聲控制，可采用反射板并利用一定的軟設計全面綜合設計，增強鋼結構建筑物在吸聲、吸濕等方面的性能。

三.建筑鋼結構設計的改進措施

1.在結構形式與布置方面的改進

鋼結構有多種形式，如框架、網架、平面桁架、索膜等結構形式，這些不同的結構，其特點也不相同，故此，在設計時，必須根據實際需要進行科學合理的選型。在布置鋼結構時，必須要考慮到所選結構模式的特征、性質、荷載分布等情況。一般應該按照剛度均勻的要求進行設計，對荷載、動載進行最有效地控制，使鋼結構能夠達到最佳的傳力效果。例如，在工業廠房設計時，假如車間內需要大量的懸掛荷載和移動荷載，就應該在設計時盡量地選用網架結構，而不選擇門式剛架。

2.通過利用鋼材截面改進設計

當初步確定鋼結構的位置和形式后，就應該按照柱距、跨度、荷載等參數估算構件結構的截面，做好梁、柱截面的假定。從支座以及荷載來估算，使鋼梁截面高度在合理的范圍之內。在確定截面時，為了確保其計算的準確性，應該盡可能根據構件的計算長度和柱距、跨度、高度等因素來確定。因此，選擇合適的構件截面，合理的結構體系，合理的節點做法等是建筑物安全、經濟、美觀的基礎。

3.從結構分析進行改進

設計人員專業知識要全、要專，對不同的結構設計軟件操作要熟練。目前在鋼結構實際設計過程中，通常結構分析為線性彈性分析，條件允許時考慮P-，P-δ。新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能，這為更精確地分析結構提供了有利條件。對于一些特型的復雜結構，需要不同的計算軟件建模計算，計算后人工對不同軟件的計算結果進行詳細的數據分析，在對比中找到最優的方案。

建筑設計理念、結構設計概念要清楚。建筑設計采用節能環保材料，結構分析時充分考慮建筑物穩定性、安全性。例如在考慮多層建筑鋼結構體系時，純框架側移不滿足時，可以采用帶支撐的框架，在框架體系中，沿結構的縱、橫兩個方向布置一定數量的支撐，形成一個支撐芯筒，能獲得比純框架結構大的多的抗側力剛度，可以明顯減小建筑物的層間位移，增強建筑物的抗震性能。

4.從節點的設計方面進行改進

在進行結構分析時，必須對節點的形式進行充分地考慮。如果分析不到位，就容易導致模型中的節點與設計中的節點不完全符合。值得注意的是，不同的結構，其傳力特點也不同。一般按照傳力特點的不同，可以將節點分為剛接、半剛接和鉸接。在選用節點的時候，必須準確地判斷節點的連接方式，以確保設計的合理性與安全性。在節點設計時，還應對施工人員、施工現場環境、吊裝安裝等所需要的條件進行充分考慮，這樣才能確保建筑鋼結構設計的科學性和合理性。

結束語

鋼結構設計擁有眾多的優勢和利于人們可持續發展的狀態。隨著科學的進步，時代的發展和人們的生活態度、習性的改變，越來越多的鋼結構建筑將會從觀賞性建筑走向人們的生活區間。在不久的未來，鋼結構設計勢必將成為未來建筑的主流。

參考文獻

[1]陳飛.淺談鋼結構廠房設計現狀及優化對策田.中國斷技術新產品，2014，（1）.

篇（9）

Abstract: In the rapid development of national socio-economic background, the original function and form a single factory premises can not meet the needs of modern industrial development, such as joint industrial buildings, flexible workshop and modern new multi-functional plant in the background next appear in succession. Functional diversification led to the complex structure of the industrial plant, design difficulties, it is necessary to strengthen the analysis of the structural design of the multi-storey industrial plant, to enable them to achieve optimal coordination of structural design to accommodate the needs of modern production methods.

Keywords: multi-storey factory building; structure; design

中圖分類號：TU381文獻標識碼： A 文章編號：

1.多層工業廠房的結構要點

多層廠房一般需要比較大的空間來布置各種生產設施，結構決定了廠房的空間大小。在工藝條件許可情況下，多層工業廠房的一般結構通常采用框架結構，其結構布置普遍遵循以下原則：構造體系一定要規則和簡明，房屋結構的剛度中心要求與廠房的質量中心盡量靠攏，避免出現廠房空間結構扭曲的現象。另外，廠房柱網的布置要對稱均勻。同時應該極力避免廠房結構應力過度集中和形態發生變化而引起的凹角和收縮，以及由于結構過多的縱向變化引起的內部收縮和外部伸展。通過綜合設計，是廠房的結構特點能夠適應各種需求[1]。

1.1控制橫縱向框架的周期

多層廠房的結構決定了其縱向要以較少的支柱支撐整棟廠房，而且其支柱跨度方向過大，于此同時，柱距方向的尺寸一般很小，柱子多。這一結構特點決定了大型廠房一般都采用橫向控制方法，這樣廠房的縱橫向的抗震能力就比較接近，這使得能有效抗震的同時還能讓廠房結構設計得更為合理。

1.2合理規劃電梯的部置

由于多層廠房一般存在貨物與設備過于沉重人力無法搬運的情況，所以必須貨物搬運的具置合理的安排電梯的布置，使之能夠滿足豎向運輸的需要。電梯一般為鋼筋混凝土制成，其結構剛度很大，對建筑物的重心有一定的偏移作用，所以在具體的布置上應該盡量避免把電梯布置在建筑物角落處。同時還要對電梯旁邊的樓板及框架采取必要的加強措施。

1.3地震帶的廠房應少設防震縫

由于地震區廠房的伸縮縫是一致的，廠房較長時，對抗震不利。所以最好能夠通過采取一些施工和構造措來減少伸縮縫。在具體施工中，應該在結構受力影響最小的地方設置后澆帶；在容易受溫度影響的底層、頂層和其它墻體等部位，根據實際情況可以增加鋼筋數量；通過對廠房設置架空層以形成通風屋面來增加抗震效果。

2.多層工業廠房的結構體系

多層工業廠房的結構體系主要包括框架一支撐體系、純框架體系、鋼架加支撐的混合體系三種。

2.1框架一支撐體系

框架一支撐體系就是廠房橫向采用剛接框架，縱向采用柱一支撐體系，采取柱間支撐方式來抵消水平荷載。這種結構體系在成本上比較節省，但是柱間支撐會對廠房造成不利影響。橫向較短、縱向過長的廠房一般采用這種結構。

2.2純框架體系

純框架體系就是不設置柱間支撐，而在縱橫兩個方向都采用剛接框架。這種結構適合采用橫縱向慣性相近的截面形式，對工字型柱使用有限制，其最大的優點就是廠房空間的使用比較自由。

2.3鋼架加支撐的混合體系

這種混合結構體系把框架一支撐體系和純框架體系的優點集合在一起，從而憑借兩種結構混合優勢來抵抗水平拉移力。一般在樓面剛度要求很大的情況下采取這種混合形式，從而能夠發揮柱間支撐的作用，有效的減少柱的縱向彎矩。

3.多層廠房結構設計現狀

3.1結構設計與工藝設計的協調

多層廠房的建造和使用都是為了生產，結構設計作為廠房建造的輔助專業，應該要服從于工藝要求。在具體的結構設計中，結構設計往往不能滿足工藝設計要求，但是工藝條件作為廠房建造使用的首要遵循條件，所以結構設計應該做相應修改以使其能與工藝設計相融合。在方案設計階段，結構設計人員應多與工藝設計人員交流，盡量了解熟知工藝布置和相應結構要求，避免在設計和施工中產生不必要的麻煩。

3.2多層廠房結構計算

現代計算機硬軟件的發展使得對多層廠房結構各種計算變得更加快捷準確。

3.2.1樓面等效荷載的計算

結構計算的條件是樓面荷載計算，荷載取值的準確性對結構計算準確性有很大影響。多層工業建筑樓面活荷載大于多高層民用建筑。有些中小型機床上柱上和梁上有吊車荷載，其跨度柱網要大于民用建筑，其特征是幾乎整個平面沒有內隔墻。多層工業廠房結構一般為現澆鋼筋混凝土的梁柱結構，比民用建筑板厚粗，而且樓面剛度非常大，因此為減少剛度影響，電梯貨梯間一般使用框架填充墻結構。

3.2.2節點核心區的抗剪驗算

“強柱弱梁更強節點”這一原則應該運用在設計框架節點的過程中，同時還要對各級抗震節點進行相應的受剪承載力計算。實際上，多層廠房的橫梁和支柱中心線并不能以理論值達到重合狀態，而且其比較大的柱截面和節點偏心都會對柱節點核心區的受力和構造狀況造成不良影響。因此，抗剪驗算對于節點核心區來說非常重要。

3.2.3罕遇地震的驗算

廠房抗震設計的原則有三點，就是“小震不壞，中震可修，大震不倒”。根據“小震不壞”的需要來進行抗震驗算，根據“中震可修”的情況來加強結構驗算，根據“大震不倒”的要求來進行罕遇驗算。一般來講，多層廠房建設經費中，對設備的采購維護投資遠遠多余土建投資，對罕遇地震進行驗算是非常有必要的。

3.2.4與電梯井筒相連框架的考慮

過去多層工業廠房結構采用純框架計算來給電梯井壁配筋，造成不安全隱患增加。現在應該采用壁式框架計算數值來給井壁進行配筋[2]。

篇（10）

Abstract: the door frame structure is currently in the single industrial workshop in a wide range of applications, this paper in combination with an industrial plant construction practice and related material, according to the design and material choice, discusses the door frame of the construction of the factory building, processes and key points of attention, can provide reference for similar project and reference.

Keywords: steel structure; Plant design; Material selection

中圖分類號： TU391 文獻標識碼： A 文章編號：

0引言

門式剛架結構因其自重輕、施工速度快、工業化程度高、抗震性能好、構件工廠制作、安裝方便、綜合經濟和社會效益好、環保等優點在工業建筑工程中被廣泛應用，并因此成為鋼結構房屋體系中發展最快的一種。2002年國家頒布了CECS102：2002門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程(以下簡稱《門剛規程》)，為門式剛架結構的應用和發展創造了更有利的條件。

1 項目概況

上海新研工程有限公司廠房為大跨度單層四跨廠房，廠房上部結構采用鋼結構，基礎采用鋼筋混凝土獨立基礎。跨度為18m，柱距為7.5m，全長120m，車間內設有四臺吊車，為28t/5t橋式吊車和10t中級(A5)電動單梁吊車，工字形鋼吊車梁，吊車軌頂標高為9.8m及11.0m，柱頂標高為11.3m~14.2m，護采用彩色鋼板夾聚苯乙烯保溫板。其中28t/5t橋式吊車那跨柱子采用的是格構式的柱子，綴條式構件。

2設計方案

2.1結構形式分析

對于設計人員，如何確定工業廠房結構形式是非常重要的。工業廠房一般有以下幾種結構形式：砌體結構、鋼筋混凝土排架結構、鋼結構。砌體結構適用于跨度比較小、無起重或小起重設備的廠房；鋼筋混凝土排架結構是工業廠房最常用的結構形式之一，但由于其剛度大、自重大，地震力也大，占用場地大、施工工期較長；而鋼結構廠房(特別是門式剛架廠房)相比有以下優點：

1)自重輕、柔性好、抗震性能好；

2)安裝方便、施工工期短；

3)輕鋼結構是一種綠色環保結構，具有較高的利用價值。由于本工程廠房跨度較大，起重吊車噸位較高，施工場地小，工期要求短，所以選擇了門式剛架結構。

2.2柱距、跨度設計

工業廠房結構布置中，在滿足場地的條件下，符合設備布置、工藝合理的要求下，應優先考慮廠房的最優柱距和最優跨度。對于常用剛架廠房，其跨度一般為9m～36m。在選擇廠房跨度時，不宜盲目追求大跨度或小跨度，而要根據實際情況，選擇合理的經濟跨度。

2.3荷載取值

門式剛架廠房結構主要荷載為吊車荷載、豎向自重荷載、雪荷載、屋面活荷載、風荷載等。計算鋼梁時《門剛規程》規定屋面活荷載為0.5kN/m2，但構件的荷載面積大于60m2時，取值為0.3kN/m2；雪荷載按照《建筑結構荷載規范》中的要求進行計算，根據不同類別的屋面形式，屋面積雪分布系數按表6.2.1采用，但必須注意表中的小注，否則就會出錯。屋面均布活荷載不應與雪荷載同時組合。

吊車荷載是工業廠房的最主要荷載，分為吊車豎向荷載和吊車水平荷載。按照《建筑結構荷載規范》中的要求，吊車豎向荷載標準值，應采用吊車最大輪壓或最小輪壓；吊車橫向水平荷載取值時一定要分清軟鉤吊車和硬鉤吊車，取值是不一樣的。在此特別注意的是GB50017-2003鋼結構設計規范在計算重級工作制(A6～A8)吊車梁及其制動結構的強度、穩定性以及連接的強度時，應考慮由吊車擺動引起的橫向水平力HK(此水平力不與建筑結構荷載規范規定的吊車橫向水平荷載同時考慮)，HK=apk.max，通常情況下此橫向水平力要比建筑結構荷載規范規定的吊車橫向水平荷載大。

2.4剛架梁柱設計

門式剛架是梁、柱單元構件的組合體，是主要的承重構件。剛架梁柱的截面尺寸應根據其跨度、柱距、屋面荷載及吊車噸位確定。一般門式剛架由變截面的實腹焊接工字型或軋制H型截面柱和梁組成。剛架斜梁一般情況下，當跨度小于24m時采用等截面，當跨度不小于24m時采用變截面。在門式剛架廠房結構體系中，常采用單跨、雙跨、多跨、雙坡或單坡的單層門式剛架。

屋蓋宜采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼檁條；外墻宜采用壓型鋼板墻面板和冷彎薄壁型鋼墻梁。通常廠房外墻在離地面1.5m高范圍內采用磚砌體，以防腐蝕、碰撞發生損壞。

3材料設計

3.1鋼材設計

作為設計人員，應充分了解各種型號鋼材市場價格后，對鋼材的選用進行優化設計，并根據截面強度和結構變形等不同強度選用相應的鋼材。一般廠房的門式剛架等構件宜采用Q235-B或Q345-A的鋼。

3.2螺栓設計

對于廠房門式剛架的柱與梁、梁與梁的連接，一般采用高強度螺栓(8.8級或10.9級)。在設計說明中應給定高強度螺栓的性能等級和連接材料的摩擦數。目前廠房設計一般用摩擦型連接。地腳螺栓一般采用C級螺栓，C級螺栓與構件固定后，應采用雙螺帽或將螺絲絲口打毛等其他有效措施，防止松動。

4連接節點設計分析

連接節點的設計是鋼結構設計中重要內容之一。鋼結構的連接方法可分為焊接、鉚接、普通螺栓連接、高強螺栓連接。

4.1梁柱或橫梁節點設計

工業廠房一般情況下梁柱或橫梁節點的連接采用高強螺栓連接或高強螺栓焊連接。

端板連接是門式剛架目前實際工程中應用最多的梁柱或橫梁間節點連接類型，主要有外伸式、平板式、外伸式加肋等幾種形式。加勁肋能大大提高節點抗彎能力，有效減少螺栓數量和端板厚度，故一般優先選用外伸式加肋的節點形式。

對于有吊車及大跨度，大荷載廠房的梁柱節點，應采用全焊與螺栓焊連接節點，此焊連接節點具有節點轉動剛度大，工程費用低，但高空焊接工作量大。

4.2柱腳連接設計

廠房的鋼柱與混凝土基礎通過錨栓連接形成了柱腳。柱腳根據能否抵抗彎矩分為剛接柱腳或鉸接柱腳。確定柱腳的剛接和鉸接，關鍵在于錨栓布置。柱腳的區別在于對側移的控制，如果結構對側移控制較嚴，則采用剛接柱腳，其余情況下，柱腳可設計成鉸接。另外，如果底板和基礎頂面的摩擦不能滿足柱底剪力的傳遞要求，則須設置抗剪鍵，通常對有吊車的廠房需設置抗剪鍵。本工程就設置了抗剪鍵。

5防腐蝕和防火設計分析

5.1防腐蝕設計

鋼結構的優點非常多，但它生銹腐蝕是一個致命的缺陷。鋼結構的腐蝕不僅可能造成巨大的經濟損失，也給結構的安全帶來了隱患。本人曾經遇到過某選煤廠主洗煤車間，由于經常用水，車間內環境非常潮濕，導致鋼結構廠房下部工字形鋼柱結構腐蝕非常嚴重，有的柱腹板、翼緣板局部已腐蝕透，給主洗煤車間造成非常大的安全隱患。所以鋼結構的防腐蝕設計和施工非常重要。

鋼結構的防腐包括防銹和涂裝：

1)鋼結構的防腐關鍵在于除銹。只有徹底除銹才能消除隱患。除銹宜用噴砂或拋丸除銹，除銹等級不低一般為Sa2.5；2)鋼結構表面在涂底漆之前，應徹底清除鐵銹、焊渣、毛刺、油污、漆層、積水、積雪及泥土等；3)在鋼結構表面刷防腐涂料，并應給定涂膜厚度。

5.2防火設計

根據GB50016-2006建筑設計防火規范中的要求進行防火設計。鋼結構耐火性能差，其耐火極限僅為15min，廠房是否進行防火設計應根據廠房的生產類別和耐火極限來確定，對于耐火等級為二級的廠房，當廠房的生產類別為丁、戊類時可不進行防火設計；對于廠房的生產類別為甲、乙、丙類時應進行防火設計。必須對鋼結構構件表面采取防火措施，主要有：涂抹防火涂料；將耐火輕質板作為防火外包層；在構件澆筑混凝土或砌筑耐火磚。一般門式剛架的承重鋼結構宜采用防火涂料防火。板、梁一般采用超薄型及薄型防火涂料，柱采用厚型防火涂料。

6結語

綜上所述，本車間建成投產后，使用良好，獲得了建設單位的一致好評。作為工程設計人員，先后完成了多項門式剛架廠房的設計，取得了一些設計經驗。

隨著門式剛架結構設計和施工技術的日益成熟，門式剛架在工業廠房中的應用前景非常廣闊。設計師一定要與時俱進，時刻掌握設計新理念，設計出更加經濟、合理、安全、環保的門式剛架結構廠房。

參考文獻：

[1]GB50017-2003，鋼結構設計規范[S].

[2]CECS102：2002，門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程[S].

[3]GB50009-2001，建筑結構荷載規范(2006年版)[S].

篇（11）

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A

因門式鋼架結構具有適用范圍廣，成本低，質量輕等特點，在在單層工業廠房中得以廣泛應用。要加強對該類結構的研究分析，充分運用到實踐中，從而創造更大的經濟效益。本文通過對實踐研究，對單層門式鋼架結構工業廠房結構設計作出了具體的分析。

1 單層輕型門式剛架結構設計

( 1) 一般來說，門式剛架結構構件強度較弱、彎折性較小，整個結構剛性較低，因此要針對其上述特點做好運輸和安裝過程中的防護措施，以保證構件不受外力影響發生形變。

( 2) 要做好支撐結構整體布局和規劃，做好墻體、屋頂與面板之間的對接處理，提高整體結構的穩定性。

( 3) 結構組成部件大多為薄壁輕質材料，要針對其物理特性做好安裝和運輸過程中的防護工作。

( 4) 由于構件為鋼材材質，因此要考慮鋼材生銹導致結構構件受力下降的問題。

( 5) 門式剛架的梁柱多采用變截面桿件，梁柱腹板在設計時考慮利用屈曲后的強度，所以塑性設計不再適用。

( 6) 設計中要合理處理輕型化可能導致的一些問題，例如大風力可能導致屋面荷載過大的問題等。

2 結構布置

2. 1 剛架的建筑尺寸和布置

門式剛架跨度控制在 10 ～35 m 內為宜，如果柱寬度不均等，要向外側對齊。其高度要視室內高度來合理調整，一般不高于 9 m、不低于 4. 5 m。門式剛架之間的距離也要根據鋼架跨度、負荷大小來合理確定，通常有三種距離可選擇： 即 6 m、7. 5 m、9 m。縱向溫度區段小于 300 m，橫向溫度區段小于 150 m( 如果有其他特殊要求時，可適當調整大小) 。

2. 2 檁條和墻梁的布置

檁條間距大小要綜合考慮多種因素，例如天窗大小和個數、屋脊長度、采光度要求、檁條長度和剛度等，沒有特殊要求的情況，通常采用等間距布局，在屋脊處兩側均勻布置一道，在天溝處布置一道。側墻墻梁的設計要根據窗戶、門和雨搭的設計要求來綜合權衡，確保整體功能達到設計要求。

2. 3 支撐和剛性系桿的布置

( 1) 在每個溫度區段內都要保證其具有獨立的空間穩定性結構。

( 2) 在進行柱間支撐開間設計時，要對屋蓋做橫向支撐結構設計，以提高整個結構的幾何穩定性。

( 3) 端部支撐一般設置在溫度區段端部的第一二個開間位置。柱間支撐之間的距離要根據房屋縱向受力分布情況來確定，通常控制在 30 ～ 45 m 范圍內，如果配置了吊車，可以最大至 60 m。

( 4) 如果房屋高度較高時，要采用分層結構的柱間支撐體系； 如果房屋寬度超過 50 m，內部要采用支撐結構。

( 5) 當端部支撐設在端部第二個開間時，在第一個開間的相應位置應設置剛性系桿。

( 6) 在剛架的轉折處，要根據房屋的長度來設置剛性系桿，以保證房屋結構穩定性。

( 7) 由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮。

( 8) 剛性系桿也可以采用檁條材料替代，此時要保證檁條具有良好的受力和剛度性能，如果檁條達不到這方面的性能標準，可以考慮在剛架斜梁間加裝 H 型鋼或者鋼柱來提高其的工作強度。

( 9) 如果屋內設置了重量超過5 t 的吊車，要采用型鋼材料的柱間支撐設計； 如果不能使用柱間支撐，則可考慮用縱向剛架來替代。

3 剛架設計

3. 1 荷載及荷載組合

3. 1. 1 永久荷載

永久荷載是指結構自重和施加在結構上的各種外力之和，如屋面、檁條、支撐、吊頂、墻面構件和剛架自重等。

3. 1. 2 可變荷載

可變荷載包括屋面活荷載( 在設計屋面板和檁條時，要定期檢查其負荷能力變化，其標準值為1 kN) 、屋面結構受力和積塵受力、吊車自重、風力影響等。

3. 1. 3 荷載組合

荷載組合要嚴格按照《建筑結構荷載設計規范》GB50009－2012中有關規定來配置，對門式剛架的設計，則可參考《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS102∶2002中的有關規定來設計：

( 1) 屋面均勻荷載與雪荷載不能累加計算，而是取其中最大值。

( 2) 積灰荷載一般低于雪荷載和屋面均布活荷載，因此不需要對其進行額外考慮。

( 3) 在施工或檢修集中荷載時，不將房屋構件自重產生的荷載考慮在內。

( 4) 多臺吊車的組合應符合《建筑結構荷載設計規范》中的規定。

( 5) 當需要考慮地震作用時，風荷載不與地震作用同時考慮。

3. 2 剛架內力和側移計算

3. 2. 1 內力計算

變截面門式剛架的內力計算可采用彈性分析方法來實現，塑性分析方法的使用具有嚴格的限制條件，那就是要求鋼架梁柱都為等截面時才可使用。具體計算方法主要采用桿系單元的有限元法或者稱直接剛度法，結合計算機軟件來實現。針對地震造成的外力負荷大小，可以采用底部剪力法來計算。通過計算出各種負荷組合的內力數據后，再確定截面的內力大小，一般而言，控制截面 的位置大多分布在柱底、柱頂、柱牛腿連接處等處。控制截面的內力組合主要有：

( 1) 最大軸壓力 Nmax和同時出現的 M 及 V 的較大值。

( 2) 最大彎矩 Mmax和同時出現的 N 及 V 的較大值。

( 3) 最小軸壓力 Nmin和相應的 M 及 V，出現在永久荷載和風荷載共同作用下，當柱腳鉸接時 M =0。

3. 2. 2 側移計算

通常采用彈性分析方法來確定變截面門式剛架的柱頂側移數據，取多次計算平均結果作為標準值。如果最后得到的側移剛度數據不達標時，可采用以下方法進行適當修正： 例如適當擴大截面面積，采用剛接柱腳替代鉸柱腳；把多跨框架中的個別搖擺柱改為上端和梁剛接。

3. 3 剛架結構中的柱和梁設計

( 1) 梁柱板件的厚寬比例大小和腹板最大彎曲形變利用率。

( 2) 測算剛架梁柱構件的最大強度極限值。

( 3) 梁腹板支撐體系的設計。( ＇梁腹板安裝位置要選在兩柱之間位置，在翼緣轉折處增加橫向受力支撐) 。

( 4) 測算變截面柱在結構內的長度上限值。

( 5) 測試變截面柱在結構內的物理穩定性。

( 6) 變截面柱對整個鋼架結構的穩定性影響評估。

( 7) 斜梁和隅撐的受力大小和負荷強度測算。

( 8) 節點設計。

4 附屬結構構件設計

4. 1 壓型鋼板設計

( 1) 要結合建筑用途、功能和使用壽命來確定壓型鋼板材料型號和規格，在工程實踐中，多采用 Q235 － B 鋼。

( 2) 壓型鋼板具有多種截面種類選擇，根據波高大小將波板分為三類： 低波板、中波板和高波板。波高越高，截面的剛度越大，其負荷能力也就更大。

( 3) 壓型鋼板的強度和撓度計算方法是，選取單槽口的有效截面按受彎構件來綜合計算。主要計算對象包含以下幾方面內容： 壓型鋼板腹板應力大小、支座處腹板局部突變負荷大小、撓度上下限值測量等。

( 4) 壓型鋼板規格和參數指標還要滿足其他特殊設計要求。

4. 2 檁條設計

( 1) 檁條的截面設計有兩種選擇： 實腹式和格構式。如果檁條跨度小于 8 m，一般采用 實腹式檁條為宜。

( 2) 檁條采用雙向受彎結構設計，對其進行受力分析時，要以兩個軸心為中心來開展截面彎矩受力計算。

( 3) 檁條安裝之前要經過剛度檢測、穩定性檢測和形變大小檢測，檢測合格后方可安裝使用。

( 4) 檁條還要達到其他使用標準規定。

總結

單層輕型門式剛架由于其工業化程度較高、質量較輕等優勢，因此在各領域中廣泛應用，在在鋼架結構廠房的施工中，需要做好安裝前的結構設計工作，在具體設計過程中，應該根據各個項目的具體特點進行建筑結構設計，使設計安全可靠，經濟合理且美觀大方的同時，保證結構設計的質量達到一個最優值，使廠房的結構設計得到優化。

參考文獻