工业厂房设计及施工范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇工业厂房设计及施工范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

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随着我国国民经济的高速发展，工业水平迈进了世界先进行列。工业的发展同样伴随着工业建筑设计，施工水平的提高，建筑结构设计与施工作为全面的，系统的工作，在实际操作过程中会出现很多的问题，这就需要设计工作者有扎实的理论基础，创新的思维能力以及认真严肃的工作态度。本文根据某重型工业厂房的建设，从设计与施工衔接的角度，通过具体工程实例，对工业建筑设计，施工中一些问题进行剖析，为提升设计产品的质量，提供一定的参考。

1 钢构件碰撞

工业厂房中最经常发生的问题就是钢结构构件之间相互碰撞，结构构件与各专业管道之间碰撞等问题。图1为厂房墙架柱吊装时发现与主厂房柱间支撑相碰撞，从图中可以看出，墙架柱豁口进行安装，安装就位后，再对豁口处进行补强。产生此类问题的原因分为以下几个：（1）大型工业厂房的设计分为五大系统，分别是刚架系统，墙架系统，吊车梁系统，屋面系统以及厂房柱基础，在实际设计过程中，各系统往往是由多个设计者进行设计，并且各系统为独立的图纸套图，平面图纸审核时很难发现各系统间的冲突问题；（2）缺乏三维整体建模，目前工业厂房设计仍采用的是二维设计，很少有三维整体设计；（3）各专业之间沟通不足。

对此类问题本文提出几点建议：（1）细化节点——即各系统详图中，必须画出相关联系的构件，以便检查不同体系构件之间的关系；（2）三维设计——即尽快形成厂房三维整体建模，出图，图中不但包含结构构件，同样包括各专业管道，如有碰撞、冲突，便能很直观的检查出来。（3）加强各专业之间的衔接，沟通，尤其是对各专业交叉的位置更需再三核对。

2 钢构件安装就位困难

钢结构中还容易出现问题的地方就是设计图纸与实际构件安装矛盾的问题。图2为钢结构平台梁的安装，结构形式是4层钢框架，为上料平台，由于平台荷载及柱距均较大，故采用桁架式连系梁且平台梁较密布置。主次梁连接节点如图3所示，桁架连系梁与柱连接形式为桁架上下弦杆伸入柱内，与柱腹板连接。此两种连接形式从结构设计角度不存在任何问题，图面上也没有问题，但在实际安装过程中，由于次梁间距较密，主梁上带有较密间距的节点板，次梁无法伸入到主梁内与之连接；类似情况由于柱上带有一定间距的加劲板，桁架连系梁也无法伸入到柱内与柱腹板相连。

处理方法分为两种：（1）将次梁伸入主梁不部分切除，增加节点板与主梁相连；（2）桁架连系梁在约3分之一处（上下弦杆错开）断开，分两段吊装，最后补强连接。大量的切割及高空焊接作业，不但增加了施工的难度，影响了整个项目的工程进度，而且由于人工及机械台班的增加，对工程造价也产生了不小的影响。

产生此类问题的原因有以下两种：（1）设计过程中设计人员对构件施工吊装考虑不足；（2）施工方作为钢结构详图转化单位及构件安装单位，吊装方案准备不充分，详图转化过程中未与吊装方案统一考虑。为了避免此类问题的再次发生，笔者建议1）设计人员在设计过程应考虑施工安装的便捷性，尽可能的使用便于安装的连接节点形式；2）施工方应完善吊装方案，并赢在详图转化过程中与吊装方案统一考虑，在有条件的情况下进行预拼装，对特殊结构应做专项安装方案，并报与专家论证。

3 设备基础螺栓预埋问题

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1 钢结构工业厂房的简要论述

1.1 钢结构工业厂房的设计原则。在对钢结构工业厂房进行设计工作时，我们必须要充分的考虑到工程项目的自身特点和实际情况，科学的选择施工材料、构造措施以及结构的方案，从而保证钢结构的构件在运输、使用以及安装过程中的刚度、强度以及稳定性都是符合相应的质量要求的，同时也满足防腐蚀和防火规范中的具体要求，为了尽可能的减少制作和安装的工作量，建议选择标准化的通用构件。

在钢结构的设计文件中，对于建筑结构的钢号、连接材料的型号以及设计使用年限等内容，都应清楚的标明，同时文件中还应清楚的写明端面刨平顶紧部位、焊缝质量等级以及焊缝的形式等施工要求。

1.2 钢结构工业厂房的优点。与其他类型的工业厂房相比，钢结构工业厂房主要具有以下三个显著的优点：一是钢结构工业厂房的自重非常轻，与钢筋混凝土的结构体系相比，钢结构工业厂房的经济优势较为明显；二是借助于我国现有的生产技术，钢结构构件已经可以实现大批量的生产了，其施工简单、操作方便并且安装快捷；三是我国现阶段在全面的推行环境保护工作，而钢材具有高效能和高强度的施工材料，施工时也并不需要进行制模的操作，有利于环保工作的顺利开展。

2 钢结构工业厂房设计中应注意的问题

2.1 关于保温隔热与防火设计钢材。由于钢材具有非常好的导热性能，所以，钢结构工业厂房对于温度就会非常的敏感，那么在设计的过程中，就要重视对钢结构工业厂房进行隔热处理工作，如果没有采取合理的隔热处理措施，就会造成大量的经济上和资源上的浪费。当温度超过了100摄氏度时，就必须对钢结构工业厂房采取隔热保护措施，同时还要注意防火的问题。一般情况下，我们主要采取两种应对高温的措施，一是可以在钢结构的表面涂上一层隔热防火材料，应在详细的分析实际情况后计算得出涂层的厚度；另一种则是在钢结构工业厂房的外面包裹一层具有良好耐火性的材料。

2.2 立面设计工作。对于那些采用轻质钢结构的建筑工程项目来说，其主要具有规模、色彩、变化以及线条四大特点。虽然在采用了彩色的压型钢板后，能够凸显出轻钢结构建筑具有丰富的色彩，但是在设计钢结构工业厂房时，施工工艺一定会对厂房的体型产生限制作用，同时工程的施工成本也会有所增加。而为了避免此类问题的发生，设计师在设计钢结构工业厂房时，建议尽可能的选择冷色调，这样不但能够提升工业厂房的档次和气势，同时也使得钢结构工业厂房看起来更加的立体。

2.3 钢结构工业厂房抗震性设计工作的重点。在对钢结构工业厂房进行抗震设计工作时，主要有以下三个设计的重点内容：第一，结构的刚度分布必须是足够均匀的，否则就会对抗震工作造成不利的影响；第二，在钢结构工业厂房的抗震设计工作中，科学的布置支撑结构是一项非常重要的内容；第三，要充分的考虑到地震对钢结构工业厂房影响的基础上，应始终保持结构构件是出于塑性的工作状态下的。

2.4 应合理的设置温度伸缩缝。由于钢材料自身的独特特性，钢结构工业厂房与其他类型的工业厂房相比，其对温度的变化情况会更加的敏感，只要温度稍有变化，钢结构都有可能出现变形的情况，并且材质和温差等因素也直接决定了结构的变形程度。如果钢结构工业厂房有很大的平面尺度，那么在其纵向位置或是横向位置处就应设置温度伸缩缝。通常情况下，应采用的处理方法为双柱的方法，如果是横向的温度伸缩缝，那么在檀条和框架梁的连接处建议采用槽钢夹板滑动或是椭圆孔滑动的方式，而如果是纵向的温度伸缩缝，则应在屋架的支座位置处设置一个滚动支座。

2.5 重点关注屋盖支撑系统及屋面的设计工作。在布置钢结构工业厂房的屋盖支撑系统时，我们应综合的考虑柱网布置、厂房的高度和跨度、吊车吨位的大小、振动设备的情况以及屋盖的结构形式等因素，通常情况下，在屋盖的结构中都必须设置垂直支撑的结构，同时在天窗架上弦和屋架上弦还应设置相应的上弦支撑结构，如果在厂房内部有较大的振动设备或是屋架的间距超过了12m，那么还应设置相应的纵向水平支撑结构。在对屋面进行设计工作时，我们经常会用到以下两种方法：一是复合柔性钢屋面系统，其由保温层、隔汽层、防水层以及屋面彩钢板内板组成，受温度的影响较小，但是成本较高；二是双层彩色压型钢板内夹保温棉，这种做法应用较为广泛，但易受温度影响，并且存在着明显的热胀冷缩的问题。

3 钢结构工业厂房施工中的常见问题和解决对策

3.1 钢结构工业厂房施工中的常见问题。在对钢结构工业厂房进行涂层作业时，气温条件对钢结构整体工程的质量是会产生决定性的影响的，因此，进行涂层作业时应将温度控制在5-40摄氏度的范围内，如果气温超过了40摄氏度，建议立刻停止涂层的作业；而当气温低于了5摄氏度时，那么则建议选择低温涂层材料进行涂层作业。当构件的温度超过了40摄氏度时，在钢结构表面涂刷油漆时就一定会出现气泡，漆膜的附着力就会大大的降低。

3.2 钢结构体系中存在的若干问题。现阶段，研究人员在对网壳结构的稳定性进行研究时，其中最核心的问题就是怎样才能准确的反映出弯矩和轴力的耦合效应。而在大跨度结构的设计工作中，局部稳定性与整体稳定性的相互关系也是一个值得深入研究的问题。一般情况下，对大跨度的结构进行设计时，我们都会采取一个统一的稳定安全系数，而局部的稳定性与整体稳定性之间的相互关系却无法准确的反映出来。另外，在对钢结构体系稳定性的研究工作中，很多客观的随机因素也会对其产生影响，而现阶段我们所能解决的对结构产生随机影响的问题还主要集中在随机荷载的输入以及确定的结构参数等问题上，而在实际的施工作业中，结构参数还是有很多不确定性和随机性，那么结构的响应也会存在较大的差异。因此，以随机参数为基础的干扰性屈曲、跳跃型失稳问题以及结构极值失稳等问题应成为重点研究的课题。

通过以上的论述，我们对钢结构工业厂房的简要论述、钢结构工业厂房设计中应注意的问题以及钢结构工业厂房施工中的常见问题和解决对策三个方面的内容进行了详细的分析和探讨。与其他类型的民用建筑不同，钢结构工业厂房的内部结构会受到设备布置情况的影响，因此，在对其进行设计时，就应充分的考虑到这一问题。而在钢结构工业厂房实际应用的过程中也确实暴露出了一定的问题，我们应从设计和施工等方面详细的分析问题产生的原因，并且制定出有针对性地解决对策，从而促进钢结构工业厂房得到进一步的普及和应用。

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钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点，但作为一种材料，它也有很多缺点，例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素。文章将从设计和施工两个方面来进行论述。

一、钢结构工业厂房的优越性

钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短了施工周期。其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系。最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。

二、钢结构工业厂房图纸设计的重要性

无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，一定要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。

三、钢结构工业厂房支撑系统的设计原则

为了保证钢结构厂房的空间工作，提高其整体刚度，承受和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房结构的形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度，温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素，并影响温度应力的大小，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑，但温度区段的长度大于150 米时，为了保证厂房的纵向刚度，应在温度区段内设置两道下段柱支撑，其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内，为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72 米。

四、钢结构工业厂房抗震性设计的重点

在钢结构工业厂房做抗震设计时应注意：首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形。其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要。最后，在地震作用下。存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计。应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。

五、钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性

前面提到过，钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。

钢结构工业厂房的施工中，存在的问题非常繁冗，在这里只对比较突出的几个问题进行分析研究。

六、关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题

可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在。地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设必须严格保证其精度。地脚螺栓的埋设精度：轴线位移±2.0 mm，标高±5.0 mm。在地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度。然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。

七、关于吊装过程中的注意事项

首先，把柱脚底板的十字线弹出，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固。其次，吊装完一个区域的钢柱后，吊装连系杆，这样保证钢柱整体稳定性，使吊装钢梁时钢柱不容易变形。最后，吊装钢梁，两对钢梁空中对接，并把高强螺栓初拧，第一根钢梁用四道缆风绳拉紧，防止钢梁向一边倾斜。

八、关于吊车梁系统的安装问题

在钢结构工业厂房的施工过程中，吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行，柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元，从此处安装，一是保证安全，二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板，该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定，按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接和辅桁架焊接连接时，为防止连续施焊对高强螺栓的影响，应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接，并进行初拧，然后调整辅桁架，并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓，最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接，均要遵循由每块板的中间往两边进行，以减小板内应力。

九、关于钢结构构件的码放问题

为便于结构构件的安装，构件进厂后应进行合理的堆放。原则为：现场急需安装的应直接堆放到现场，按照吊装顺序先吊装的码放在上头，后吊装的码放在下头。不急于吊装的构件暂时存放在现场外。堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放。存放场地应设专人进行管理，并按供货要求和供货清单进行清点，资料存档。构件堆放时，H型构件应立放，不得平放。每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部七分之一跨处，叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平，支点应上下对齐。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.086

1 焦煤企业工业厂房建筑施工过程中存在的几点问题以及措施

1.1 需进一步强化工业厂房建筑主体结构施工技术

目前来说，工业厂房建筑主体结构最为主要的部分就是钢筋的绑扎、柱模板的支设以及混凝土的建筑等很多个方面，所以每一个步骤都需要保证施工的恰当性，如果存在不正确执行，就会导致后期整个厂房施工质量以及施工水平受到影响。所以，在实际工作中，促使工业厂房建筑主体结构施工质量以及水平进一步提升非常的重要。但是实际施工的过程中，因为存在非常明显的施工技术不当情况，同时还存在不熟练的情况，所以频频出现质量问题。所以，很多企业在赶进度的同时没有兼顾其他很多的施工环节，导致工作没有按照标准进行，进而导致安全隐患的存在[1]。不仅如此，还存在不合理配比混凝土的情况，同时还存在混凝土结构质量非常劣质等情况，都会对施工质量造成直接的影响。

1.2 施工人员整体素质参差不齐

对于焦煤企业工业厂房建筑施工来说，最为主要的参与人员就是施工人员，所以，施工人员的专业素质高低会导致施工质量受到直接的影响。所以迫切需要强化施工人员的培训力度促使施工人员施工技术得到改善，同时促使其专业能力得到提升。不仅如此，还要按照实际情况从根本上强化施工人员的安全教育力度，强化施工人员的质量教育力度，促使施工人员的工作责任感得到强化，同时还需要在分析施工技术要求的基础上完成安全的顺利的施工。

1.3 需进一步明确实施安全施工相关规章制度

一般情况下，工业厂房建筑存在非常大的跨度，导致其高层施工难度非常的大，所以需要从根本上完善其安全施工，同时还要完善责任制度等。这样一来，在实际工作中，施工人员就可以有章可循，同时可以完成安全意识的树立，这样一来才可以避免安全事故的产生。与此同时，其相关的施工流程需要完善，同时还要实现严格的执行以及操作。

2 工业厂房建筑主体结构关键施工技术措施分析

2.1 模板工程施工技术

2.1.1 完成质优模板面板材料的选取

在选取模板面板材料的基础上需对混凝土观感以及其质量进行检查分析，其中需要重点关注的是多层板材料以及大钢模材料等。多层板材料需要具备以下优点，首先是光滑，其次是平整，这样一来，就可以促使混凝土从根本上呈现出“清水”的特点。在选择材料的基础上，严格按照施工的难度以及易度，同时还要按照设计图纸来完成最佳模板材料的选择[2]。

2.1.2 模板的加固施工

模板的加固施工指的是定型四角阴角模板，之后对边楞部位使用螺栓完成加固工作，这样一来就可以从根本上完成上下两端斜角处漏浆情况的避免。所以可以在在中间四片芯模部位放置调丝杠，有利于后期的加固工作以及拆卸工作。在上述的基础上使用销子，紧固芯模与钢模板之间，在上述的基础上，在使用双架管的基础上将模板与施工脚手架有效的连接起来。

2.1.3 钢模板的施工

混凝土沧⒁约案纸钤谕瓿砂笤工作之后，组装拼模且定型钢模板板芯模。在一般情况下，芯膜中中有10片钢面板，首要的工作就是完成上下阴角模的初步组拼，在上述工作完成之后，现场全面组拼需要以钢模板运输至作业面为基础条件，在使用边楞的基础上完成预留空间固定工作，在其内部位置可以使用可调的丝杠。在组拼芯膜赶工作完成之后，在调整验收芯膜的过程中使用线坠等工具，促使芯膜的外形等得到基础的保证[3]。

2.2 钢筋作业

2.2.1 钢筋的绑扎工作

对于板梁钢筋的绑扎工作来说，其存在一定顺序，那就是：中梁中间板两边板。所以，在进行钢筋绑扎的过程中，需要完成一定空间的预留，因为预留一定空间有利于边墙插筋操作。同时还要按照边墙钢筋绑扎的顺序进行操作，详细如下：临土面钢筋非临土面钢筋。在其他钢筋绑扎操作中需要严格按照常规的操作规范完成，例如：楼梯以及夹层板等。在完成钢筋绑扎验收并且结果成功之后就可以进行下一道工序，以此类推[4]。

2.2.2 预埋件及预留孔洞的施工工作

对于钢筋绑扎作业来说，对于施工设计图纸，则需要严格的执行，详细工作内容如下：预埋件以及孔洞预留等，同时还需完成多次的测量工作以及检查工作，从根本上防止遗漏情况的存在，保证其水平以及质量满足标准。同时，对于预埋以及连接边墙衬砌竖向钢筋来说，预埋以及连接最为主要的方法就是在上下两块钢筋之间定位木板，在完成木板固定后，将其放置在边墙槽口内部。在操作的过程中，注意需要保证木条横断面跟相应部位的大小具有一致性，同时在完成边墙混凝土拆模工作之后，对于其实际施工的缝位置上，救护存在止水条安装槽，其数量为两条，方向为纵向分布。

3 结束语

在工业发展的过程中，工业厂房是其中最为重要一个构成部分，随着对外开放的程度进一步加深，现代化工业发展取得了非常显著的成绩，所以更加严格的要求着建筑施工质量。对于焦煤企业来说，工业厂房建筑主体结构施工要点主要包括以下几个部分：钢模板体系施工、钢筋作业施工、混凝土施工等，所以需要从根本上做好上述几个方面的工作，促使未工业厂房建设施工技术发展有章可循。

参考文献：

[1]李文军，曲洪昌，梁振宇.浅谈清水混凝土施工技术在工业厂房工程中的应用[J].河南建材，2010，04（12）：160-161.

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[中图分类号] TU318

1、概述

在工业设计院中，大家普遍认为建筑专业是辅助专业，基本谈不上什么设计理念，画厂房，画仓库，没多少技术含量……而当我真正成为一名工业院的建筑工程师后，发现里面的学问的确不少。在工业建筑设计中，尤其是化工行业的建筑设计中，有着两大最为突出的特点，一个是防火防爆，另一个就是防腐。若防腐设计不当，就会直接影响建、构筑物的使用和耐久性，会给企业造成巨大的经济损失。

本文就工业建筑的防腐设计作一浅析：

2、基本概念及原则

2.1 腐蚀：在工业生产中，由于酸、碱、盐及溶剂、粉尘等介质的作用，使建筑材料发生物理或化学破坏的现象。腐蚀性介质按形态和作用部位分为五大类：气态介质、腐蚀性水、酸碱盐溶液、固态介质和污染土。各种介质对建筑材料长期作用下的腐蚀性，可分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀4个等级。

2.2工业建筑防腐蚀设计应遵循预防为主和防护结合的原则，根据生产过程中产生介质的腐蚀性、环境条件、生产操作管理水平和施工维修条件等，因地制宜，区别对待，综合选择防腐蚀措施。对危及人身安全和维修困难的部位，以及重要的承重结构和构件应加强防护。

3、建筑防腐的设计重点

3.1 了解、熟悉生产工艺

作为工业院建筑工程师，应了解整个工艺流程中生产的产品、所用的原料以及所涉及到的添加剂和中间产品等，同时应当清楚整个流程由哪些装置组成、每个装置的作用以及哪些装置中的介质具有腐蚀性，其腐蚀性介质的强度和浓度，以及腐蚀性介质的作用机理。

3.2 熟悉设计规范，做好主要部位的防腐

3.2.1 地面的防腐

地面，在有腐蚀性介质存在的建筑物中，它是最重要的防腐蚀部位。在化工厂的建筑设计中，往往厂房的面积很大，而大多数情况是需要防腐的部位仅限于局部，因此我们可以积极配合工艺专业，制定一个合理的布局，尽量将腐蚀性区域集中布置。圈定防腐范围局部做围堰，通过控制面积来控制成本。

另外，地沟和地坑的盖板以及地漏的选材也不容忽视。由于浓硫酸的强氧化性能使铸铁表面生成一层保护性钝化膜而不再继续腐蚀，因此，在浓硫酸作用下的金属配件宜选用铸铁材料制作。同样的道理，抵御浓硝酸作用的金属材料宜选用铝。

3.2.2 构件表面的防腐

构件表面的腐蚀往往是由气态和固态（粉尘）腐蚀性介质造成的。对于易溶介质和易吸湿介质，环境的相对湿度都会对其腐蚀性强弱产生重大影响。

在确定构件表面的防腐方案时，还应当注意一些细部的处理，如混凝土构件中经常结露的部位，受干湿交替的作用，会导致局部腐蚀加重。另外楼板上洞口边缘及底面处，常会因介质流淌而加重腐蚀。其局部可采用不锈钢托盘接遗漏的液体方式减少防腐影响，并针对上述位置按照腐蚀性等级采用玻璃钢或涂料加强防护，如下图：

钢构件表面的防腐一般都以刷涂料为主。除正确地选择涂料的品种及涂刷厚度和方法之外，还应注意到除锈的问题，因为刷涂料的防腐效果是与基层的除锈密切相关的，因此，除锈是一个不容忽视的环节，应在防腐设计中，综合考虑当地的施工条件制定出合理的除锈标准。

3.2.3 围护结构的防腐

3.2.3.1 墙体的防腐：对于强腐蚀，可在水泥砂浆表面再刷厚度≥100?m的涂料或聚合物水泥浆两遍，对于防腐蚀等级不高的墙体可抹水泥砂浆面层。

3.2.3.2 门窗的防腐：一般情况下，应首选塑料窗，并且塑料窗的配件应采用不锈钢和工程塑料，工厂大门宜选用平开钢木大门，并刷防腐涂料，而不宜选用金属推拉门、卷帘门等。

3.2.3.3 屋面的防腐：为了防止含有腐蚀性介质的雨水漫流而腐蚀墙面，《工业建筑防腐蚀设计规范》第5.4条规定：屋面形式应简单，宜采用有组织外排水。排水构件也宜选用玻璃钢或硬聚氯乙烯制作。为了防止具有腐蚀性的粉尘大量堆积在屋面而加重腐蚀，《工业建筑防腐蚀设计规范》第5.4条规定：生产过程中散发腐蚀性粉尘较多的建筑物，不宜设女儿墙。

4、防腐设计中的材料选择

在防腐设计中最重要的一个环节就是材料的选择。要了解各种材料的特点，并结合工程的具体情况，从中选出最为合适的材料。可从以下几个方面进行分析比较：

第一，适用对象：它涉及到腐蚀性介质的物理性质和化学性质，以及其存在的状态和浓度（对液态而言）。

第二，适用条件：例如：当地的气候特点，若属于严寒地区，就应选择耐低温的材料，若属于炎热地区，就应选择耐较高温度的材料。除此之外，还要考虑需防腐的部位是否受压力、震动、撞击和磨擦等。

第三，施工条件：有些防腐材料对施工过程中的原料配比、操作方法及养护等各个步骤的要求都比较严格，而有些防腐材料是因施工方法比较复杂。对于基本相同的收效及价格时，选择施工方法简单些的防腐材料为好。

第四，经济条件：例如前面地面防腐中所述，在防腐面积及材料选择上满足规范的前提下，做到节约成本。

5、总结

在满足规范的条件下，结合当地条件，注意细节的处理，进行不同方案的比较，作出合理经济的防腐蚀设计方案。

参 考 文 献

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中图分类号：TU8 文献标识码： A

随着国民经济的迅速发展，工业建筑要不断满足现代大工业生产，工艺不断更新的要求，过去那种单一功能，单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要，联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外，建设用地的紧张以及工艺流程的需要，越来越多地多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大 、开洞多 、有多层吊车，在设计过程中，有些问题值得总结和探讨。

一、多层工业厂房结构设计要点

多层厂房因为工艺布置的要求，一般都需要大空间，结构通常采用框架结构，在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是：尽量使柱网对称均匀布置，使房屋的刚度中心与质量中心相近，以减小房屋的空间扭转作用，结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩，以及竖向变化过多的外挑和内收，力求沿竖向的刚度不突变或少突变。

1. 控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。

2. 合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时，应对周围的楼板及框架采取加强措施。

3. 地震区的多层厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的，当房屋较长时，宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝；施工中，每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，适当提高配筋率；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。

二、常用的结构体系

1.框架一支撑体系。即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱一支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约，但柱问支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。

2.纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响，缺点是柱不宜采用工字型柱，而要采用两个方向惯性矩差别不大的 截面形式(如箱形柱)，使用钢量增加。

3.钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式，靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩，但要求楼面刚度大，否则柱子间的变形不协调，无法充分发挥柱间支撑的作用。

三、结构设计中应注意的问题

1.结构设计与工艺设计的协调。厂房都是为生产服务的，厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求，结构设计也只能服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时，经常与结构设计发生矛盾，要开洞的地方是框架梁，设备本来可以沿梁布置却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大，有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。尤其在方案阶段，结构设计人员应多与工艺协调，尽量了解工艺布置，使设计和施工都减少了许多不必要的麻烦。

2.结构计算。随着计算机软硬件的迅速发展，解决了复杂的结构计算问题，使结构工程师们从繁重的琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上，合理的确定结构方案及结构布置，从而提高设计水平及质量，降低工程成本。

（1）楼面设备荷载的动力系数的选择。荷载计算是结构计算的条件，荷载取值的准确性直接关系到计算结果的准确性。由于工业设备一般都带容易引起震动的配件（如电机），引起受力不均匀的装置（如反应釜中的搅拌搅拌机），因此设备荷载不仅仅是设备及物料自重的输入，正确的选择设备动力系数、设备支点荷载计算，对结构安全有非常大的关联。

（2）节点核心区的抗剪验算。框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则，一、二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。由于多层厂房的梁柱中心线往往不能重合，加之柱的截面比较大，节点偏心也比较大，对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。因此，大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。

（3）裂缝宽度、罕遇地震的验算。裂缝宽度的验算是为了满足正常使用状态的要求，由于工业厂房一般都存在液体滴漏、楼面冲洗或检修时设备冲洗情况，腐蚀物会通过裂缝，侵蚀深层次混凝土及钢筋，是工业厂房影响结构安全的一个重要因素。因此有防腐要求的厂房裂缝控制等级应满足《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-2008)4.2.4条要求。裂缝宽度在计算中超过，可以通过减小钢筋截面、增加钢筋根数来调整，如果还不满足要求，应修改柱梁截面重新计算。

抗震设计的原则是三不准，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。所进行的抗震验算仅满足“小震不坏”，构造上加强来满足“中震可修”，罕遇地震的验算则是满足“大震不倒”。规范规定7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构宜进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层(部位)的抗震变形计算，并且规定结构薄弱 (部位)层间弹塑性位移角应小于1/50。多层厂房的设备投资经常远远大于土建投资，罕遇地震的验算应属必要。

（4）多层工业厂房等效荷载的计算

多层工业厂房等效荷载计算的精准度直接关系到最终计算结果的精准度，因此多层工业厂房等效荷载的计算是很重要的。

（5）柱子的长度计算。据现实生活经验，一般的工业厂房都有吊车的，计算机的结构计算软件将牛腿作为一个节点输入， 在计算时将牛腿以下作为一层，相应的会将牛腿以上的部分（到工业厂房的楼顶）作为另一层，这样计算的结果就和实际的需求不相符合，而且这样计算出来的结果是不安全的，所以在多层工业厂房结构计算过程中必须要对柱子的长度进行干预、调整，以达到安全、合理的状态。

（6）自然灾害的预计。随着气候等自然天气的日益变化，地震等自然灾害的发生频率日趋增加，所以对地震灾害的预防显得尤为重要，因此在多层工业厂房结构计算过程中需要对裂缝宽度的进行验算。做到抗震设计的三原则：小震不坏，中震可修，大震不倒。在多层工业厂房结构设计中，万万不可贪图一时利益，而追悔后世，建造成豆腐渣工程，要切实实现高瞻远瞩、有预见性的多层工业厂房结构设计。

（7）与电梯井筒相连的框架。与电梯井筒相连的框架如果单纯的按纯框架设计、电梯井壁按构造配筋的话会显得很不安全，因此在实际设计过程中与电梯井筒相连的框架应该采取按壁式框架进行设计，同时对电梯井壁则应按剪力墙配筋以增加其安全度，实现安全施工、安全生产。

（8）多层吊车。在多层吊车的计算过程中，对一层应该采取吊车荷载输入，其余的多层应该采取活荷载输入。

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1.门式刚架轻钢结构工业厂房图纸的设计。无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在轻钢结构工业厂房的设计期间，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。轻钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。在设计初期，应该根据其厂区规划、厂房的用途来确定门式刚架轻型厂房的跨度、高度、檐口高度、是否有吊车；荷载是否符合规范要求。例如在2007年沈阳下了58年罕见的大雪，门式刚架轻钢结构工业厂房坍塌的很多，所以国家颁布了新的雪荷载，把0.5KN/m2改为0.55KN/m2。

门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离；门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度，有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定；柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线，工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，斜梁的轴线可取通过变截面梁断最小端中心与斜梁上表面平行的轴线；门式刚架轻型房屋的檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度；门式刚架轻型房屋的最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度；门式刚架轻型房屋的宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。门式刚架轻型房屋的长度，应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。

2.对门式刚架轻钢结构工业厂房支撑和刚性系杆系统的设计原则。2.1在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。

2.2在设置柱间支撑的开间，宜同时设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系。

2.3屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。当端部支撑设在第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系

2.4柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情况和安装条件确定。当无吊车时宜取30～45m；当有吊车时宜设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于60m。

2.5当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当增加柱间支撑。

2.6当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层设置。

2.7在刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。

2.8由支撑斜杆等组成的的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。

2.9门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。圆钢于构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°。

2.10当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，柱间宜采用型钢支撑。在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑。

3.对门式刚架轻钢结构工业厂房抗震性设计的重点。在对轻钢结构工业厂房做抗震设计时应注意：首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形；其次，轻钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对轻钢结构厂房尤为重要；最后，在地震作用下，存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计，应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。

4.门式刚架轻钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性 。轻钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。

5.关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题分析。可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在，地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设须严格保证其精度，地脚螺栓的埋设精度：轴线位移：±2.0 mm，标高：±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度，然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。

6.门式刚架的安装顺序

6.1原则上、安装程序必须保证结构形式稳定的空间体系，并不导致结构永远变形。

6.2安装单根钢柱、标高调整、纵横十字轴线位移、垂直度校正、初校（初拧螺栓螺母，调整螺母）、固定、超差调整、就为固定。

6.3斜梁在地面折平的垫木上拼接，用高强螺栓连接好并组装。

6.4安装顺序 先从靠近山墙有柱间支撑的两榀刚架开始、安装此间檩条、支撑、隅撑等全部安装好，达到要求后，成为标准样板间。以此为基点，向房屋另一端顺序安装。

注意：检查刚架的垂直偏差，复测钢柱标高和斜梁跨度。合格后，用电动扳手初拧和终拧高强度螺栓。

6.5除最初安装的两榀刚架外，其余刚架间的檩条和墙梁螺栓均应在校准后再拧紧。

6.6构件吊点要经计算确定，绑扎点要采取加强措施。

6.7当山墙的墙架宽度较小时，可现在地面拼装好，整体起吊安装。

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中图分类号：V268.1文献标识码：A文章编号：

1、工业厂房设计理念 随着现代建筑的改变，工业厂房设计除了考虑功能的实用性，还应赋予建筑以科技化，人性化，多元化的特性，使工业厂房不仅满足其使用功能，也能体现工业建筑的艺术美，赋予了现代工业建筑新的设计理念。① 节能设计：节能是可以持续发展的工业厂房最普遍、也是最明显的特征。它包括以下的两个方面，一是建筑中的营运低能耗， 二是建造工业厂房过程中的本身低能耗。这两个方面可以从某些工业厂房中来利用太阳能、自然通风、天然采光和新产品的运用所体现出来。② 绿色设计：就是指从建筑中的原材料、工艺的手段、工业的产品、设备到能源的使用，从工业的营运到废物的二次使用等所有环节都不对环境所构成威胁，绿色设计应摒弃盲目的追求高科技中的做法，强调高科技与适宜的技术并举。③洁净的设计：洁净设计是强调在生产与使用工程中做到尽量坚守废弃物的排放并设置好废弃物的处理与回收的利用系统， 以实现无污染。这是工业厂房可持续发展的较重要措施，强调了对建设中的用地与建筑材料、采暖空间资源再生的利用，因此有效的利用资源和能源，实现技术的有效性和生态的持续发展，建造负责，具有生态环境的工业厂房常成为必然。

2、以某工程为例分析工业厂房的建筑设计

2.1厂区总体规划设计

区共分为四个区，分别由厂前部分的办公研发区，厂区中部的生产区和装卸区，后勤保障区、厂区后部的储存区组成。

设计根据工艺生产流程及货运物流的特点，以厂区最主要的建筑精炼车间和小包装奶油车间的布置为核心，将精炼车间和小包装奶油车间等主要生产线布置于厂区的中部，将研发中心布置在厂前区靠近松林山路位置。

小包装车间和收发油棚为了方便出货方便，在前面设置装卸区大广场，从厂区主入口进入以后，车辆可以集中在广场上装卸，减少了外来车辆对厂区内部的影响和方便了对外来人员的管理。

精炼车间的西部，紧邻辅助部分工务中心和污水处理池等后勤保障区。

油罐区和油泵房位于厂区后部的储存区，紧靠小包装奶油车间的西面布置，方便市政管架的接入和产品的存储，以上布置均紧靠主生产线以利于减少水、电、汽的管线距离，达到节约管材和能源的目的

厂前区紧靠松林山路有研发中心、门卫室、停车场等。货运流线和人流的分设，避免了人流和货流的交叉，门卫室设在人流路线和货运路线的中间实行集中管理，有效控制。研发中心和生产区之间用隔离绿化带分割开来，中间增设二道门，方便工人工作和生活的有序管理，同时在整个厂区的空间设计上保持一致性和连贯性，以达到对外来人员和货车司机有足够的活动空间和管理，不至于和厂区的其他工作人员交叉影响。

2.2厂区单体建筑设计

（1）厂区配套用房设计

包括门卫室，垃圾站，研发中心。

门卫室是单层建筑，混凝土框架结构，高3.75m，建筑面积144m2。

研发中心是三层建筑，混凝土框架结构，高13.85m，建筑面积3379.08m2。

垃圾房是单层仓库，火灾危险性戊类，耐火等级二级，混凝土框架结构，高3.75m，建筑面积32 m2。

（2）.加工生产区设计

由精炼车间和小包装奶油车间、收发油棚。

精炼车间为四层钢结构厂房,高35.8米 ，火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积6943.46m2。

小包装奶油车间为三层钢结构厂房,高21.2米 ，火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积14638.5m2。

收发油棚属于油罐区的附属设施是构筑物，高9.75m，火灾危险性丙类，耐火等级二级，计算容积率建筑面积519.1m2。

（3）储存区设计

储油罐区包括8个5000 m3油罐、10个3500 m3油罐、7个2500 m3油罐、9个1500 m3油罐、1个10 m3热水罐、1个200 m3脂肪酸罐。因储罐区储罐闪点为280°C-300°C与油相同，油罐区储罐布置同油罐，按《石油化工企业设计防火规范》6.2.9规定，储罐排数不限。

油泵房是油罐区的附属设施单层建筑，混凝土框架结构，高4.7m，火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积252.0m2。

.(4)后勤服务区设计

第四个区由工务中心、污水处理池组成。

工务中心为混凝土框架结构厂房,高5.2米 火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积837.0 m2；

污水处理池是油罐区的附属设施,构筑物，由相关专业公司进行设计。

2.3厂区竖向设计

厂区现有地势东高西低，按不同的功能分区分为三个不同标高的台地。其中厂前区研发中心场地设计标高为黄海高程15.65m，厂区中部小包装奶油车间和精炼车间及收发油棚和装卸货广场场地设计标高为黄海高程15.0m，厂区西部油罐区场地设计标高为黄海高程13.60m。

不同标高的台地之间用绿化和道路放坡过渡。

竖向设计将根据地势将雨水经过道路边的集水井汇集后排入地下排水管网接市政总管排放。

厂区总平面布置根据厂方提供的厂区地形红线图及其坐标系（镇江坐标系），高程系（黄海高程）进行设计。

道路纵坡大约0.3％，主次出入口处2％，油罐区两侧的道路坡度约为0.6%。路宽大于等于6m横坡采用双坡，坡度1.5%，小于

2.4厂区道路设计

厂区的主要出入口布置在厂区的东面松林山路，松林山路段围墙为低矮、通透式的围护结构。

全厂货运以陆路运输为主。工厂内道路设计：运输繁忙的主车道设计为18 m、9 m，普通双车道为6 m，消防车道宽度不小于4.0 m。厂区内道路路面设计为高压成品混凝土块，以减少运输作业时产生的尘土，通过次要道路将主要道路联系起来，并形成封闭环线，进一步优化交通流线，并可作为消防通道使用。

2.5厂区绿化景观设计

通过集中绿化带和道路绿化相结合的方式塑造绿化景观，有些车间是有食品洁净要求的，这些车间周边就只能布置硬地，植被也只能以植草为主，绿化较为单一，在主入口处设景观广场集中绿化布置，常绿乔木、开花乔木与开花灌木结合，实现随季节变更出现不同的植被特色，丰富视觉感受和绿化层次，改善办公和生产环境。

2.6节能环保设计

厂区总体定位：打造一个可持续发展、经济高效、清洁环保、环境优美的厂区。

采取的节能措施有生产车间采用新型高效环保型的工艺设备，以节约能耗，研发中心和门卫室等建筑采用新型节能墙体和屋面材料和节能玻璃来降低能耗，厂区灯具都采用节能型灯具等。

2.7厂区消防设计

厂区内建筑之间的消防间距根据《建筑设计防火规范》规定，高层厂房与其他厂房之间的防火间距为13m,其它厂房防火距离大于等于10m,根据《建筑设计防火规范》表4.2.1丙类液体储罐距离民用建筑防火间距不小于25m,距离一二级厂房建筑不小于20 m，表4.2.7丙类液体储罐距离收发油棚（丙类液体装卸鹤管）和油泵房防火间距不小于10m，以上防火间距满足消防要求。

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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

中图分类号：TU381文献标识码： A 文章编号：

1.多层工业厂房的结构要点

多层厂房一般需要比较大的空间来布置各种生产设施，结构决定了厂房的空间大小。在工艺条件许可情况下，多层工业厂房的一般结构通常采用框架结构，其结构布置普遍遵循以下原则：构造体系一定要规则和简明，房屋结构的刚度中心要求与厂房的质量中心尽量靠拢，避免出现厂房空间结构扭曲的现象。另外，厂房柱网的布置要对称均匀。同时应该极力避免厂房结构应力过度集中和形态发生变化而引起的凹角和收缩，以及由于结构过多的纵向变化引起的内部收缩和外部伸展。通过综合设计，是厂房的结构特点能够适应各种需求[1]。

1.1控制横纵向框架的周期

多层厂房的结构决定了其纵向要以较少的支柱支撑整栋厂房，而且其支柱跨度方向过大，于此同时，柱距方向的尺寸一般很小，柱子多。这一结构特点决定了大型厂房一般都采用横向控制方法，这样厂房的纵横向的抗震能力就比较接近，这使得能有效抗震的同时还能让厂房结构设计得更为合理。

1.2合理规划电梯的部置

由于多层厂房一般存在货物与设备过于沉重人力无法搬运的情况，所以必须货物搬运的具置合理的安排电梯的布置，使之能够满足竖向运输的需要。电梯一般为钢筋混凝土制成，其结构刚度很大，对建筑物的重心有一定的偏移作用，所以在具体的布置上应该尽量避免把电梯布置在建筑物角落处。同时还要对电梯旁边的楼板及框架采取必要的加强措施。

1.3地震带的厂房应少设防震缝

由于地震区厂房的伸缩缝是一致的，厂房较长时，对抗震不利。所以最好能够通过采取一些施工和构造措来减少伸缩缝。在具体施工中，应该在结构受力影响最小的地方设置后浇带；在容易受温度影响的底层、顶层和其它墙体等部位，根据实际情况可以增加钢筋数量；通过对厂房设置架空层以形成通风屋面来增加抗震效果。

2.多层工业厂房的结构体系

多层工业厂房的结构体系主要包括框架一支撑体系、纯框架体系、钢架加支撑的混合体系三种。

2.1框架一支撑体系

框架一支撑体系就是厂房横向采用刚接框架，纵向采用柱一支撑体系，采取柱间支撑方式来抵消水平荷载。这种结构体系在成本上比较节省，但是柱间支撑会对厂房造成不利影响。横向较短、纵向过长的厂房一般采用这种结构。

2.2纯框架体系

纯框架体系就是不设置柱间支撑，而在纵横两个方向都采用刚接框架。这种结构适合采用横纵向惯性相近的截面形式，对工字型柱使用有限制，其最大的优点就是厂房空间的使用比较自由。

2.3钢架加支撑的混合体系

这种混合结构体系把框架一支撑体系和纯框架体系的优点集合在一起，从而凭借两种结构混合优势来抵抗水平拉移力。一般在楼面刚度要求很大的情况下采取这种混合形式，从而能够发挥柱间支撑的作用，有效的减少柱的纵向弯矩。

3.多层厂房结构设计现状

3.1结构设计与工艺设计的协调

多层厂房的建造和使用都是为了生产，结构设计作为厂房建造的辅助专业，应该要服从于工艺要求。在具体的结构设计中，结构设计往往不能满足工艺设计要求，但是工艺条件作为厂房建造使用的首要遵循条件，所以结构设计应该做相应修改以使其能与工艺设计相融合。在方案设计阶段，结构设计人员应多与工艺设计人员交流，尽量了解熟知工艺布置和相应结构要求，避免在设计和施工中产生不必要的麻烦。

3.2多层厂房结构计算

现代计算机硬软件的发展使得对多层厂房结构各种计算变得更加快捷准确。

3.2.1楼面等效荷载的计算

结构计算的条件是楼面荷载计算，荷载取值的准确性对结构计算准确性有很大影响。多层工业建筑楼面活荷载大于多高层民用建筑。有些中小型机床上柱上和梁上有吊车荷载，其跨度柱网要大于民用建筑，其特征是几乎整个平面没有内隔墙。多层工业厂房结构一般为现浇钢筋混凝土的梁柱结构，比民用建筑板厚粗，而且楼面刚度非常大，因此为减少刚度影响，电梯货梯间一般使用框架填充墙结构。

3.2.2节点核心区的抗剪验算

“强柱弱梁更强节点”这一原则应该运用在设计框架节点的过程中，同时还要对各级抗震节点进行相应的受剪承载力计算。实际上，多层厂房的横梁和支柱中心线并不能以理论值达到重合状态，而且其比较大的柱截面和节点偏心都会对柱节点核心区的受力和构造状况造成不良影响。因此，抗剪验算对于节点核心区来说非常重要。

3.2.3罕遇地震的验算

厂房抗震设计的原则有三点，就是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。根据“小震不坏”的需要来进行抗震验算，根据“中震可修”的情况来加强结构验算，根据“大震不倒”的要求来进行罕遇验算。一般来讲，多层厂房建设经费中，对设备的采购维护投资远远多余土建投资，对罕遇地震进行验算是非常有必要的。

3.2.4与电梯井筒相连框架的考虑

过去多层工业厂房结构采用纯框架计算来给电梯井壁配筋，造成不安全隐患增加。现在应该采用壁式框架计算数值来给井壁进行配筋[2]。

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Abstract: the industrial plant all kinds of equipment foundation complex modelling variety, quality and accuracy is high, its construction quality direct impact on the follow-up of equipment installation and operation effect, this paper improve equipment foundation construction quality of each process method has summarized.

Keywords: equipment foundation; Embedded parts; Template; Reinforced; concrete

中图分类号： TU755.2文献标识码：A 文章编号：

引言：设备基础起着承受设备自身重量和传递控制设备运转时产生的振动，它对保证设备安装精度和正常运转起着至关重要的作用。设备基础必须具备足够的强度、刚度、和稳定性，必须具备一定的尺寸精度，能耐腐蚀，便于维护且成本低廉，因此，在设备基础中我们常采用混凝土结构。混凝土设备基础又可分为素混凝土基础和钢筋混凝土基础。素混凝土基础主要用于安装静设备或振动力不大的设备，钢筋混凝土基础主要用于安装大型及有振动力的设备。根据设备基础的特点及要求，结合施工实践．现对混凝土设备基础的施工方法作—些介绍。

一、施工工艺流程

施工准备轴线、标高控制基础砼垫层施工钢筋绑扎、连接或焊接模板安装及支撑安装埋件、测量复核混凝土施工混凝土养护二次灌浆、养护。

二、施工准备

1、技术准备

施工前应将基础结构施工图与设备安装工艺图进行认真核对，检查图纸所标注的尺寸、预埋件、预留孔洞、预埋螺栓等是否一致，设备的排水等是否满足要求，若发现有冲突和矛盾的地方，及时与业主及设计院联系解决。认真查阅工程的地质勘查报告，了解拟建工程设备基础现场地质情况，如土质的类型，地下水的深度等， 编制科学可行的施工方案，为下一步开挖设备基础提供参考和依据。了解相邻设备基础的间隔距离、埋深及开挖范围内地下管线、电缆等埋没隋况，保证设备基础开挖施工时相邻基础及地下设施的安全。

2、材料的准备

根据基础施工所需材料的品种、规格和数量要求，及钢筋种类、钢号级别，混凝土的强度等级标准，看足否有特殊材料或紧缺材料，有无可代用材料的可能，根据设计图纸及时做好材料询价及订货准备。

3、人员的准备

根据拟建设备基础的规模及特点，做好人员进场准备，办理各项相关手续。

4、设备工器具准备

要提前根据施工人员进场情况，准备好相应配套的设备及工机具，使施工人员进场后便立即能全面开展施工工作。

三、主要施工方法

1、测量放线

根据厂房设备基础的设计定位坐标及几何尺寸，结合开挖放坡要求，放出基础开挖边线。

2、土方开挖

土方开挖前应做好基坑边界周围地面的排水措施。当开挖基础土体含水量大而不稳定，或基坑较深，或受周围条件限制而需用较陡的边坡或直立开挖而土质较差时，应采用临时性的刚性支撑加固，有必要时还要做部分基础边坡砖砌挡土墙或者砼硬化防护。基础坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。当采用机械开挖时，应留有厚度为20~30cm的保留土层，由人工挖掘修整。在地下水位较高的现场挖土，应在基坑四周挖好临时排水沟和集水井，或采用井点降水，将水位降低至坑底以下500mm．以利挖方进行。降水工作应持续到基础施工完成，基坑挖完后应进行验槽，做好记录，如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究及时处理。深度超过2m的基坑，在基坑四周没置围护；超过5m需要编制深基坑专项支护方案，在基坑—侧应设置上下人通道，方便人员及材料上下

3、垫层施工

在设备基础开挖验槽合格后，可进行基础挚层的浇筑，待垫层强度达到1.2N/mm2后，进行基础模板放线，设置模板及钢筋保护层垫块，U型或马镫筋等钢筋支撑施工工作。

4、设备基础的模板构造与支撑

由于设备基础外形复杂多变，故施工中所需模板的构造与支撑也相应复杂而量大。为了合理的配置模板的规格类型，尽量多使用标准模板，应先将基础各部位的各侧面展开绘成平面图，注明每—侧面的尺寸然后进行配板。模板的支撑方式视模板部位而定，应尽量采用工具式支撑支模。大型设备基础的外模板最好为小块的木模，当高度较大时可用加工好的大块钢板模，钢管和扣件支撑拆装方便，而且不占据地面便利施工。模板高度较小时，可用木模和组合钢模，钢架管做支撑、加固。设备基础内的暗管沟槽周其断面小，在混凝土浇完后不能进入取模，可采用薄钢板焊成的模板在其板面上焊上铁钩，以便与邻近的支架相连以固定位置。如沟槽、洞口断面稍大则在其板面上以适当间距焊上加劲带，防止受混凝土的侧压力而变形，这种模板将留在混凝土中，也是不能取出的。

5、设备基础的钢筋工程

大型设备基础的钢筋按其用途分有主筋、分布筋与构造钢筋三种。其中配筋最多的，是以钢筋网及空间骨架形式，分布在设备基础的底部、顶面及侧面上，在基础顶部的钢筋，一般不采用焊接网而在现场绑扎因上部钢筋复杂，如采用钢筋网片，往往浇注混凝土较困难，为了施工便利节约钢材，施工前须做好钢筋规划设计工作。

6、预埋件施工

预埋件的加工应严格按照图纸要求进行，因设备基础的预埋件一般情况下是很多的，现场安装时按照设计要求控制好预埋件的位置及标高，为了避免在混凝土施工过程中埋件的位置发生偏移，应将埋件焊接在已绑扎相对固定的钢筋上或利用钢筋重新焊接支架进行固定，同时也可结合模板的安装情况，在模板上制作支撑对其进行固定。预埋件必须加固牢靠，避免在混凝土施工过程中发生偏移或下沉，给下一步设备安装造成了很大的困难。

7、预留孔洞

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一、大型排架结构工业厂房的设计要点

1、基本体系

单层排架结构的承重体系主要是由横向平面排架和纵向平面排架组成。横向平面排架一般是由若十榀跨度和截面相同的横向柱列和屋架组成，是厂房的基本承重结构。厂房结构承受的竖向荷载(结构自重、屋面活荷载和吊车竖向荷载)及横向水平荷载(风荷载、吊车横向水平荷载和横向水平地震作用)等都主要是通过横向平面排架传到基础和地基的。纵向平面排架则是由纵向柱列和柱间支撑、屋架支撑、抗风柱等组成，其主要作用是保证厂房的纵向刚度和稳定性，并承受纵向风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用等。

2、计算方法

目前，在设计过程中，为计算方便，普遍假定各个横向平面排架之间以及各个纵向平面排架之间是互不联系、独立工作的。而且由于厂房一般都较长，纵向平面排架的柱列较多，抗侧刚度较大 每根柱实际承受的水平力较小，因此，往往不进行纵向排架计算而只进行横向排架计算 可采用的是中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件中的PK软件进行横向排架汁算。建模时考虑以下2个假定条件：

（1）柱下端与基础固接，上端与屋架交接。屋架简化为刚度无限大的刚性杆，其变形忽略不计：

（2）不考虑排架之间的空间作用，即各榀排架之间是独立工作，互不联系的平面体系，因此只需要选取其中任意一榀排架进行计算即可。

3、排架柱

单层厂房竖向荷载一般并不太大且混凝土受压承载力较高，因此宜采用工型柱，这样做不仅能降低造价还能减轻自重，对基础的受力有利。排架柱的截面及牛腿尺寸(含所需埋件等)均可根据厂房吊车起重量、轨顶标高等按国标定型图合理选用，不应过大。设计中更重要的工作是确定牛腿、轨顶和柱顶等处的标高，标高确定的依据是甲方单位提供的将采用的吊车的各项准确参数．一般应保证屋架下铉的最下部位距吊车的最高部位的净空尺寸不小于200毫米。

4、抗风柱

抗风柱的主要作用是承受纵向风荷载，其下端一般做成固端，上端一般与屋架上弦铰接．抗风柱的柱顶标高应低于屋架上铉中心线5O毫米。设置时应注意必须对应屋架的上弦节点位置。不可随意设置。若是与屋架下弦连接，则屋架相应位置须设置下弦横向水平支撑。抗风柱与排架柱均宜预制，柱脚采用插入现浇基础杯口。

5、支撑设置

一般端跨需设置屋架上下弦支撑和垂直支撑，仅设上柱支撑。在间距不超过66米的中部跨，需设置上下柱柱问支撑。当单元长度超过66米时，尚应在中部柱问支撑上部设置屋架垂直支撑。对标准模数厂房，可直接按网集设置。

6、墙体与柱(抗风柱)的拉结

应在墙体不同高度设置3—5道闭合圈梁并按构造要求与柱或屋面板拉结。一般屋盖处需设置一道，其余圈梁应尽可能与门窗过梁、连梁结合起来，使一种梁能起到多重作用，以节约材料、方便施工。在抗震条件下，还应沿柱高设置8@500的拉结筋与墙体拉结。

二、大型工业厂房排架结构设计的实例分析

某热力站厂房为地面式厂房，主厂房(包括安装问)总长l12.8m，其中安装间长32.1m，宽24m，主厂房内设4台水轮发电机组，机组间距为19.05m，主厂房最大高度(主机间)46.43m。发电机层高程为l289.02m，水轮机层高程为1280.60m，厂房底板高程l262.91m。

该发电厂房为排架结构，排架应具有必要的抗震承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

1、排架布置根据机组尺寸确定

主机间机组间距l9.05m，除l机组段长23.5m外，其余机组段均为l9m。根据设备布置要求，确定厂房上游侧宽15m，下游侧10.5m，共4台机，2，3，4号机机组间距相同，1号机不一样；每台机组段设置l条伸缩缝，每个机组段布置3榀排架，因此在伸缩缝间左、右两边各设置l个排架柱，形成双柱形式，主机间排架柱间距为8.95m与4.5m两种；柱断面下柱为1.1m ×2.2m，上柱为1.1m×1.4m，抗风柱断面0.5m×0.7m，B轴砌体填充墙内设构造柱，断面0.3m ×0.3m，连系梁尺寸为b×h=0.7m×1.1m，扁梁尺寸为b×h=0.8m×0.3m。安装间排架柱间距为7.75m，柱断面下柱为1.1m×2.2m，上柱为1.1m×1.4m，抗风柱断面为0.5m×0.7m，B轴砌体填充墙内设构造柱，断面0.3m×0.3m，连系粱尺寸为b×h=0.7m×1.1m，扁梁尺寸为b×h=0.8m×0.3m，排架顶部横杆系钢屋架下弦杆。

2、排架简化计算

（1）横向平面排架：计算中、边排架，钢网架视为两端铰接杆件，只传递轴力。排架柱底部，主机间固定在高程l272.20m和l280.60m大体积混疑土上，安装固定在高程l289.02m上，造独立基础。排架上、下柱为变截面，内力计算时考虑上柱对下柱的偏心影响。

（2）纵向平面排架：主机间取1个机组段，安装间取整个为计算单元，主要计算纵向连系粱。

3、参数设置

地震设计烈度8°，且只考虑水平地震荷载，排架结构按2级建筑物设计，排架结构首先进行刚度验算，然后进行构件强度计算，温度荷载：不考虑内外温差的影响。

4、荷载及组合

主厂房排架主要承受屋盖系统的重量和吊车荷载，还有发电机层，水轮机层楼板及纵向连系梁(承重墙梁)的重量。

（1）恒荷载

自重A1：包括(防水层+找平层+保温层+找坡层+屋面板+屋架)；砖墙重A2：主厂房纵向连系梁梁底无填充墙砌筑；发电机层和水轮机层板梁自重传来的荷载A3 (安装问只有发电机层板梁自重传来的荷载A3)；吊车梁自重A4l

（2）活荷载

屋面均布活荷载包括上人荷载Bl；屋面雪荷载B2；

雪荷载：Sk=?r×S。

式中S为雪荷载标准值，kN/㎡

?r为屋面积雪分布系数

S。为基本雪压，kN/㎡

发电机层和水轮机层板梁传来的活荷载B3(安装间只有发电机层板梁传来的荷载B3)；

吊车满载时的轮压B4；吊车横向水平荷载B5；吊车竖向荷载B6；风荷载B7；地震荷载C；设计烈度8°，场地类型I类，效应调整系数1.35，剪力和弯矩增大系数2.5。

基本组合：Al+A2+A3+A4+Bl(或B2)+B3+B4+B5+B7

特殊组合：A1+A2+A3+A4+Bl(或B2)+B3+B4+B5+B7+C

三、结束语

综上所述，对于这种结构形式目前没有规范依据，设计者只能通过自己的经验来进行设计，如对屋面钢梁的挠度限制。在建立计算模型时，应该整体建模，以考虑钢梁同混凝土框排架的整体作用；要做到分析模型与具体的连接构造处理相统一。只有做到理论与实际的统一，才能保证设计成果的安全可靠。

参考文献

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Abstract: the door frame is typical of light steel structure, it has to save material, construction period is short and other advantages, and thus as the current domestic industry workshop of the most widely applied in the design of light steel structure. The door frame of the design and construction of steel structure with ordinary compared both consistency, the door frame characteristics of lies mainly in its node, the paper summarizes the door frame design of some key points of the design, bring up for the designers

Keywords: light steel structure the door frame of optimization

中图分类号：TU328 文献标识码：A文章编号：

随着科学技术的发展，生产力水平的提升，我国钢产量的不断提高、种类不断丰富。彩色压型钢板生产的迅速发展，为轻型刚结构房屋的发展奠定了良好的物质基础。轻型钢结构房屋具有跨度大自重轻，费用低，施工迅速，施工污染环境少、造型简洁大方，以及可重复利用等优点，在工业厂房、仓库、展厅等工业与公共建筑的中得到了越来越多的应用和发展。

1 门式刚架的形势及特点

钢架结构是粱 、柱单元构件的组合体，是柱与直线型、弧线型、 折线型横梁钢性连接的承重骨架体系。其形式种类繁多 ，在单层厂房及仓库中，应用较多的为单层单跨，双跨或多跨的双坡门式刚架，它可根据通风 、采光的需要设置天窗 、通风屋脊和采光带等 。

门式钢架的整个构件横截面尺寸较小，可以有效地利用建筑空 间 ，从而降低房屋的高度 ，减小建筑体积 ，在建筑造型上也较简洁美观，其次，钢架构件的刚度较好 ，其平面内、外的刚度差别较小，为制作 、运输 、安装提供有利的条件 。

1.1门式钢架 的结构形式

门式钢架的结构形式多种多样。按构件体系分，有实腹式与格构式 ；按横截面组成分 ，有等截面与变截面。实腹式钢架的横截面一般为H型 ，少数为z型 ；格构式的横截面为矩形或三角形 ；按结构选材分 ，有普通型刚、薄壁型钢 、钢管或钢板焊成 。

1.2门市刚架的特点

（1）采用轻型屋面，可减小梁柱截面及尺寸，可以降低房屋的高度，从而有效地利用建筑空间，减小建筑体积，在建筑造型上也较为简洁美观。

（2）在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。中间柱可减少横梁的跨度，从而降低造价。中间柱可采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占用空间小。

（3）跨度较大的钢架可采用改变腹板高度、厚度及翼缘宽度的变截面。

（4）钢架的腹板允许其部分失稳，利用其屈曲后的强度，即按有效宽度设计，可减小腹板厚度，不设或少设横向加劲肋。

（5）竖向荷载通常是设计的控制荷载，由于结构自重很轻，地震作用一般不起控制作用，使结构设计大为便捷。

（6）支撑可做的较轻便，将其直接或节点板与钢架相连。在非抗震区也可采用张紧的圆钢。

（7） 结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。结构单元可根据运输条件划分 ，单元之建存现场用螺栓相连 ，安装方便快速。基础简单，土建施工量小。

2 轻型结构门式钢架设计要点

2.1合理跨度的确定

厂房的跨度主要由生产工艺流程和使用功能决定。如何确定经济跨度，在满足生产工艺和使用要去的基础上，应根据厂房的高度进行确定。通常，在柱高、荷载不变的情况下，适当增加厂房的跨度，刚架的用钢量增加并不显著，而且这样可节省空间，降低基础造价，节约的成本较为客观。通过大量计算发现当檐口高度为 6米 、柱距为 7.5米 、荷载不变的情况下 (恒载 0.4KN／m2，活 载 0.5 KN／m2 ，基本风压 0.4 KN／m2，无吊车)，跨度在18～48m之间的刚架单位用钢量 (Q235―B)为18～35kg／m2; 当檐高为 12m时(其他情况同上 )，跨度在 18～48m之间的刚架用钢量 (Q235―B)为 25～40kg／m2，当檐高超过 18m时，宜采用多跨刚架(中间设摇摆柱)，其用钢量较单跨刚架节约 16.7％左右，因此 ，设计人员应根据实际情况在选择方案时，应选择较为经济的跨度，不宜盲目追求大跨度 。

2.2刚架最优间距的确定。

刚架的间距与刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关 ，在刚架在跨度较小的情况下 ，选用较大的刚架间距 ，增加檩条的用钢量是不经济的，因此从综合经济分析的角度看，确定合理的柱距才能既节约钢材，又能使设计真正作到定型化、专门化、标准化以及轻型化 。从而推动门式刚架轻钢房屋结构体系在我国的发展。经过大量计算，笔者发现：随着柱距的增大，刚架的用钢量比例是逐渐下降的，但当柱距增大到一定数值后 ，刚架的用钢量随着柱距的增大下降的幅度较为平缓。而其他如檩条、吊车梁、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 ，随柱距的增大先下降而后又上升。―般情况下 ，门式刚架最优间距应在 6―9m之间，柱距不宜超过 9m，超过 9m时，屋面檩条与墙架体系的用钢量增加太多，综合造价并不经济。

2.3确定科学的结构力学模型

轻型门式刚架的形式多种多样，柱脚和基础通常做成铰接，多跨刚架的中柱多采用摇摆柱。但当柱高较大时，为控制风荷载作用下的柱顶位移，柱脚宜做成刚接，多跨刚架的中柱与横梁的连接也宜采用刚架，多跨刚架的中柱与横梁的连接也宜采用刚接，多跨刚架宜做成多坡，较为节省钢材。门式钢架一般采用实腹式变截面和柱来适应弯矩变化，以达到节约钢材的目的。除腹板高度变化外，厚度也可根据需要变化；上下翼缘可用不同截面；相邻单元的翼缘也可采用不同截面。因此，影响整个刚架用钢量的因素有上翼缘的宽度、厚度 ；下翼缘的宽度 、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。柱通常为楔形杆件，楔形柱的最大截面高度取最小截面高度 的 2～3倍为最优截面，门式刚架腹板主要以抗剪为主，翼缘以抗弯为主，在无振动荷载作用下，可充分利用腹板屈曲后强度分析构件强度和稳定性，将构件设计成为高而窄的截面形式(最小截面高度宜取跨度的 1／45～1／60，截面高宽比一般为 3～5)，PKPM系列软件的 STS模块截面最优化比较简单易行的方法是按照构件内力来调整内力来调整尺寸，经过试算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。构件的平面外稳定可通过设置隅撑来保证，为使结构具有可靠的整体稳定性，纵向通常设置由十字交叉圆钢组成的屋面横向水平支撑，同事，应在柱顶和屋脊设置刚性杆。在实际工程中，当屋面与檩条连接可靠时，可利用型钢檩条兼做刚性杆。有条件时，檩条可设计成连续檩条，檩条平面外应根据具体情况设置相应拉条。

3 结束语

随着门式钢结构在工业与民用建筑中的广泛应用，提高钢结构工程设 计水平显得日益重要。对越来越多从事轻型房屋钢结构上程设计工作的从业人员 ，除要求掌握专业理论知识外 ，还必须了解轻型房屋钢结构工程的制作安装工艺 、现场环境和相关情况，更深入地理解和 掌握规范 ，只有通过精心和合理的没计 ，才能使轻型房屋钢结构得到更大的发展 。

参考文献 ：

【l】樊永华．门式刚架设计应注 意的 问题［J］PKPM新天地，2008(3)：25 27．

【2】《轻型钢结构设计手册》编辑委员会. 轻型钢结构设计手册2006年第二版：203

【3】《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册（上册）2004年1月第三版：413

第一作者简介

姓名 张严方 性别 女 出生年 83.12 职称 助理工程师

论文题目 关于工业厂房设计中轻型门式刚架的优化 文章编号

单位名称 国家粮食储备局西安油脂科学研究设计院 邮编 710082

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中图分类号:TU746.3

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2010)05-0163-02

1　引言

轻钢结构具有自重轻、施工速度快、造价低等优点,目前正大规模地应用于民用及工业建筑中。然而,由于轻钢结构的受力明确,便于分析计算,在设计中材料的承载特性得以充分利用,因而,客观造成了轻钢结构自身的超载能力差,遇到罕遇荷载时,容易出现事故。

2007年冬天,南方地区遭遇了罕见的“冰灾”,且持续时间长,使许多采用轻钢结构工程都遭到了不同程度的破坏,包括采用门

式刚架厂房或拱形屋盖等结构体系。因此,需

要对原有结构作修复加固设计与施工。

2　工程概况

湖南某厂车间轻钢主厂房,建筑面积为10750m2,建筑总高度为13.4m,其剖面及平面如图1,2所示。

轻钢部分采用单层多跨双坡焊接工形截面门式刚架钢结构承重的结构体系,平面尺寸为147m×72m,共有7跨,8个柱距,每跨为21m,柱距9m。冰灾期间,厂房的结构局部损坏,部分承重构件发生严重变形。

该厂房建筑物的边跨(20～23与D～M轴间)屋面变形明显,特别是17―20与L～M轴间、20～23与L～M轴间、20～23与D～E轴间的3处屋面塌陷。檩条屈曲,钢柱上部弯曲破坏,山墙产生明显的侧弯变形。其余部分建筑物在雪荷载作用下各承重结构构件发生了不同程度的变形,但未观察到由于基础不均匀沉降以及由此引起的明显结构变形。

3　厂房修复及结构加固设计原则

从整体来说,事故后的修复加固设计依据应按新的荷载规范,并考虑现场实际情况。在最大限度不影响厂房内生产的情况下,对厂房进行修复加固处理,使其能承受当时或更大的可变荷载作用。

3.1　受损结构修复

首先,要修复事故下陷和变形严重的部位,更换受损梁柱、檩条、支撑和抗风柱。其设计按照现行规范并考虑适当的安全裕度,设计方法与原结构一致,这部分内容不再赘述。之后,再对变形小的和融雪后恢复变形的部位,考虑现场实测荷载,只进行局部的加固处理。

3.2　加固设计原则

1)应依据现行设计标准、加固规范和检测鉴定报告:荷载设计取值依据GB50009―2001《建筑结构荷载规范》(2006版),轻钢结构设计依据CECSl02:2。02《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》:基本雪压取0.50kN/m2,基本风压取0.50kN/m2。

2)根据实际情况确定恒荷载取值。

3)根据本工程的重要性和本次罕遇雪灾危害程度,宜适当加大结构安全度和抗灾害能力:屋面积雪分布系数可较现行规范的规定适当提高,以现场雪载分布为基础,取2～4,范围适当加大;主要承重钢构件的结构重要性系数取1.1。

4)檩条计算时,各部分雪荷载取值宜参考本次雪灾的实测积雪分布规律。

5)应考虑未破坏构件和连接的塑性变形对结构的不利影响。

6)方案应具有可操作性,尽量减少对生产的影响。

7)应本着保证生产、保证安全、加固方案合理、施工可行的原则妥善进行。

8)修复、加固工作可结合生产情况,分阶段实施。

4　厂房主刚架的加固设计

4.1　主刚架加固方案选择

针对刚架的加固修复设计共提出了2个方案,列表1比较。

针对方案1和方案2分别开了专家评审会,认为由于厂内对环境要求极高(不能有灰尘进入等),要尽量避免焊接等施工工作量,最终确定了仅通过增设系杆改善面外稳定性的第2方案。

4.2　主刚架加固设计

荷载取值如下:

基本雪压:0.50kN/m2,积雪分布系数如图3所示。

基本风压:0.50kN/m2;

恒荷载0.3 kN/m2(刚架自重除外),其中,屋面自重0.2kN/m2,吊挂荷载0.1kN/m2。

按此荷载对原结构进行核算,并同时考虑到实际结构柱铰为双向刚接(计入此因素,可使面外计算长度系数取为0.9),结构存在以下几个问题。

1)若干轴刚架柱面外稳定应力比存在不同程度的超限。面外计算长度按5.5m计,稳定应力才可满足要求(应力比

2)刚架梁平面外稳定应力比超限。平面外计算长度按3m计,才能满足要求。

柱:增设柱间刚性系杆,减小各轴面外计算长度(0.9×5.85m=5.25m

梁:在柱顶附近梁下翼缘处增设刚性系杆,使负弯矩区梁面外支撑点间距控制在3m以内,如图5所示。

5　维护结构加固设计

5.1　檩条加固设计

在积雪荷载较大位置,揭去屋面外板(保留内板,以不影响厂内生产),更换和增加檩条。

基于经济合理性的充分考虑,根据雪荷载分布情况,见图6,进行必要的分区檩条加固设计,见图7。

1)雪荷载较小区域(1区),在原檩条处背靠背增加2.5mm厚同截面高度C形檩条,形成双檩。

2)雪荷载较大区域(2,3,4,5区),在原檩条处增加3.0mm厚同截面高度C形檩条。

3)雪荷载最大区域1(6区),加固采用背焊等高25a热轧槽钢。

4)雪荷载最大区域2(7,8区),修复采用高频焊接H型钢檩条。

5.2　其他维护结构加固设计

屋面支撑:按照现行规范,对刚架问的刚性系杆的要求有所提高。因此,设计时增加多道刚性系杆,提高结构的整体性。

墙梁:在某些部位的墙梁处再增加1道墙梁,形成双檩布置。

吊车梁:增设吊车梁问的连接系杆。雨簿在横梁上加焊槽钢,提高抗扭刚度。

6　结语

综上所述,由于轻钢结构超载能力较差,在设计时更要充分考虑到罕遇因素的影响,例如,对屋面可能积雪区域作檩条加强设计。

加固设计不能只局限于结构方面本身的设计措施,更要充分考虑原有结构的客观条件限制。因此,应从实际出发,灵活处理,不应教条地固守于规范。在保证安全合理的基础上,按实际荷载进行加固设计,可能会大大减少施工量,较好满足生产环境要求。

参考文献:

[1]GB50009-2001建筑结构荷载规范[s].

[2]CECSl02:2002门式剐架轻型房屋钢结构技术规程[s].

[3]CECS77:96钢结构加固技术规范[S].