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钢结构工业厂房的设计

摘要：随着我国可持续发展战略的实施，耗能低、效率高的新型

环保材料将逐步取代耗能高、效率低、危害环境的建筑材料，迅速占

领建材市场，钢结构材料在工业厂房的应用中越来越广泛。但是在钢

结构设计中仍存在很多问题，如何应根据实际需求，优化工业厂房钢

结构的设计方案，更新工艺技术，提高厂房的安全性、稳定性，降低

建设成本以及抗震能力，成为设计人员在实践中不断探索追求的新课

题。

关键词：工业厂房；钢结构；设计

在我国，钢结构还没有普遍的应用于工业厂房的建设中，因

为使用的时间不长，所以有些内容还在探索之中。尽管采用这种结构

的厂房优点很多，比如说它的重量比较轻、施工的速度很快、抗震性

能极好，还具有环保的优点；但是它也存在很多的问题，比如说它比

较容易腐蚀、防火性也比较差等。所以，在设计时一定要对这些因素

进行全面的分析。在设计厂房时，要组织相关的工作人员对图纸进行

仔细的检查，看看图纸是不是存在问题。尽量将图纸中存在的问题都

解决了，降低这些因素对工程质量和工程质量的影响，防止出现工程

质量问题。在进行钢结构工程的设计工作时，要在工程的制作阶段和

安装阶段进行不同的设计。这样才能够使各个工序和各个部分的质量

都得到保障。下面针对工程实例，对钢结构工业厂房的设计进行了探

讨。

1工程概况

某工业厂房总面积约为1×105，长和宽分别为350m和30

0m。厂房由上而下依次为上部钢结构、中间为钢结构网架、基础部

分为承台桩结构。厂房采用不等距的柱间距，有8m、10m、12m、

26m几个主要的间距。在横向方向上，分为8个跨段，每个跨段距

离在40m左右。

工程抗震设防烈度为7度，考虑到厂房的重要程度，按百年

一遇确定基本风压为0.6kN/。地面粗糙度类别为A类。基本雪压0.

2kN/，所有吊车均为软钩吊车，吊车工作级别均为A5。

2钢结构设计典型问题分析

2.1吊车载荷的确定

《建筑结构载荷规范》中关于吊车数量的规定如下表1所示。

表1吊车数量规定

载荷方向参与组合的吊车数量

竖向载荷单跨厂房不多于2台

多跨厂房不多于4台

横向载荷不多于2台

目前，工业厂房钢结构设计工艺也在不断发展，单就柱间距

这一参数来看，设计也在不断扩大其间距值，12m已成为设计主流，

在本文研究的厂房中，最大的柱间距已达25m。在不考虑双层吊车

的情况下，如果只考虑不多于4台的吊车，同时还要考虑到载荷的安

全系数，跟实际的10台左右的实际容量相比，如果这样设计安全漏

洞就较为明显了。对于本例中多层吊车的厂房设计问题，在设计上要

通过分析吊车数量，并通过最大可能性设计，得出影响线来计算竖向

载荷。

在横向上的水平载荷的分配，也应结合车轮的实际情况开判

定。若车轮为单橼形式，则水平载荷将集中于小车的一侧，依靠车轮

与轨道之间的摩擦力承担水平载荷。依据公式：Hk=aPkmax吊车

的最大水平载荷的计算，是以最大的竖向载产生的轮压乘以钢轨与轮

子之间的滑动摩擦系数a来确定的。一般a取值在0.14左右。关于

横向载荷规范指出：吊车制动时，能够产生的摩擦力应足以应对制动

所需的最大制动力。同时水平载荷应等分与小车的两端，两边架桥应

各承受一半的载荷。但是实际上，车轮的宽度比车轨的要大，行车时

基本不会产生卡轨的现象，滑动摩擦系数a已经是按照最大的卡轨力

来计算的，其安全性已经得到考虑。因此，不区分吊车的轮缘形式可

以简化横向载荷的分配设计。

2.2水平位移控制指标

《钢结构设计规范》附录A中指出，柱顶位移可取H/400。

在本工程中，Lmax=H/400=83.5mm，位移比为1/443。位移比

在结构计算中起核心作用。考虑风载荷和吊车载荷的作用，对位移进

行了设计核算，将本工程中的柱间距12m、26