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工业厂房设计建设中多层钢结构的实践运用

来源:原创论文网 添加时间:2021-09-03

  摘    要: 近年来越来越多的工业企业在建造厂房时选择多层钢结构,不仅因为该技术能够在施工进度上具备明显的优势,而且因为该技术在提高厂房的安全性、可靠性、实用性和经济性上表现出来更为突出的优势。当前多层钢结构在工业厂房中的应用频率越来越高,所以为了能够进一步提升应用效果,尤其是增强工业厂房的稳定性和安全性。本文首先分析多层钢结构工业厂房的基本特征,其次阐述多层钢结构工业厂房设计工作的注意事项,最后提出多层钢结构在工业厂房中的实际应用举措并做出总结。

  关键词 :     多层钢结构;工业厂房;基本特征;应用举措;

  0、 引言

  专业设计人员需要从厂房设计开始,直到最终建造完成都要进行严格的技术分析,不仅要熟悉多层钢结构工业厂房的基本特征和主要优势,而且更要熟练掌握多层钢结构工业厂房的设计核心和技术关键,努力建造出更加安全、稳定且可靠的厂房。

  1 、多层钢结构工业厂房的基本特征

  现如今我国越来越多的建筑选择多层钢结构,这也从侧面反映出了多层钢结构具有其他建筑结构不具备的优势。多层钢结构工业厂房的基本特征主要体现在以下四个方面:

  第一,多层钢结构工业厂房的整体质量更小。现如今轻质钢材作为多层钢结构工业厂房的主要原料,能够大幅降低整个建筑结构的质量。另外轻质钢材的应用不仅能够降低施工工作的难度,降低施工工作的风险,而且还能够减轻整个厂房结构的质量。

  第二,多层钢结构工业厂房的施工时间更短。相较于传统混凝土工业厂房,多层钢结构工业厂房能够在主体结构搭建环节上节约大量的时间。工业厂房的钢结构框架所需建造时间不仅要少于混凝土工业厂房的结构框架建造时间,而且多层钢结构工业厂房的标准间多,方便大型机械在厂房内部进行操作,进而降低施工的难度和节约施工的时间。
 

工业厂房设计建设中多层钢结构的实践运用
 

  第三,多层钢结构工业厂房的整体韧性和稳定性会更好。现如今随着钢材结构和质量的不断提升,钢结构厂房的整体承重能力也在不断提升。而且多层钢结构工业厂房能够通过合理的结构设计和高质量的钢材料选择,在承载力方面表现出了更明显的优势,对提高整个厂房的稳定性和安全性也能做出突出的贡献。

  第四,通常来说工业厂房内部不仅会进行生产、仓储、运输等环节的工作,而且也会包含部分工作人员的日常办公工作。例如作为仓储用途的工业厂房中会放有大量的货品或原料,而多层钢结构工业厂房的整体储存能力和内部空间都相对较大,能够满足工业企业的实际需求,进而提高企业的生产和运行效率[1]。

  2 、多层钢结构工业厂房设计工作的注意事项

  多层钢结构工业厂房需要由专门的技术人员负责设计,并且需要综合考量如气候条件、地理位置、地形地貌等多个因素,应当注意多个方面的内容。

  首先,专业设计人员在开展多层钢结构工业厂房设计时,需要时刻关注厂房的防震能力。对于工业厂房的使用者来说,安全性是最核心和最重要的。所以设计人员在开展多层钢结构工业厂房设计时,需要考虑到有可能会发生的地震而对整个工业厂房结构的稳定性所带来的不利影响。多层钢结构工业厂房设计人员需要能够对当地地理位置以及过去数年的地震情况,科学确定工业厂房的防震等级。因由于我国部分地区处于各大板块交界处,所以很多区域都属于地震易发区域。因此多层钢结构工业厂房设计工作人员,应当要对厂房当地过往历史地震发生次数与发生等级,以及地震领域专家预测的未来地震发生情况进行综合考量,努力提高厂房的防震能力,从而让厂房能够在后期使用过程中有着较强的稳定性和安全性,确保企业的正常生产以及众多环节的工作能够正常运行[2]。

  其次,通常情况下工业厂房的面积都会比较大,因此就需要对厂房的结构提前进行严密的计算和处理。而且多层钢结构工业厂房的设计所需要的数据和资料会更加复杂,例如钢结构柱子长度、各个部位荷载能力水平、梁端弯矩宽度的调整幅度计算等。设计人员需要能够综合考量多方因素并充分获悉所有参数,才能够保证设计出结构稳定性更好且安全系数更高的厂房。除此之外,多层钢结构工业厂房的设计人员也要密切与施工工作的人员进行交流,根据实际施工工作的难度以及施工工作的可靠性和稳定性,及时调整厂房的结构,确保最终能够设计出更加科学且合理的厂房多层钢结构方案。

  最后,多层钢结构工业厂房设计人员要坚持把厂房的稳定性、安全性、实用性和经济性进行综合考量。对于工业企业来说,工业厂房是他们生产、经营与发展的基础,与资金、技术等因素同等重要。所以只有设计出更加安全可靠、应用性更强的厂房,才能够为企业的发展做出贡献。而且设计人员在上述四个原则的引导下开展工业厂房设计工作,也有利于防止因结构问题而导致工业企业的正常生产与经营活动遭受损失,确保厂房能够在工业企业生产与经营过程中发挥出重要的功能。

  3 、多层钢结构在工业厂房中的实际应用分析

  多层钢结构在工业厂房中能够表现出较多的应用优势,但设计人员应当遵循安全性、可靠性、实用性和经济性等多个方面的原则。设计人员应当综合考量工业企业的实际需求而推动设计工作,努力让多层钢结构厂房能够为工业企业的发展奠定坚实的基础[3]。

  3.1 、简化技术使用流程

  由于多层钢结构工业厂房所涉及到的结构较为复杂,所以设计人员在开展设计工作的过程中应当要把正式施工的难度和施工进度考虑到设计方案中。尤其在对后期施工过程中,设计人员需要对设计方案的可行性和有效性进行准确的判断。另外设计人员在开展多层钢结构工业厂房设计工作的过程中,不仅需要不断健全和完善钢材建构体系,而且也要对实际施工过程中所需要的建筑施工材料进行数量和层次简化工作。

  设计人员在开展多层钢结构设计工作的过程中,要能够在有效保证厂房的安全性、稳定性和实用性基础上,尽量减少钢材的使用数量。此举不但有利于节约建造成本,而且也有利于降低钢结构框架本身重量,从而为增强整个结构的可靠性和稳定性提供帮助。多层钢结构工业厂房设计人员需要具备专业的知识和丰富的经验,努力研究出更加新型且更加可靠的结构设计方案,确保工业厂房在后期施工以及正式投入应用后能够取得良好的效果。多层钢结构工业厂房设计人员需要努力简化技术处理环节,在有效保证整个厂房安全性与实用性等众多因素都不受影响的前提下适当简化结构,进而让厂房能够在工业企业实际生产和运营过程中发挥出更为突出的作用。

  3.2、 增强支撑系统功能

  多层钢结构要想能够在工业厂房设计中取得更加优质的应用效果,那么就应当着重关注支撑系统的设计工作。多层钢结构工业厂房设计人员在推动设计工作时要重点关注支撑系统的结构以及性能设计。如果无法设计出更加科学和合理的支撑系统,那么将会对整个厂房带来极大的安全隐患。专业设计人员在开展支撑系统设计工作时应当要以实际建造经验为基础,不可只停留在理论层面上来进行设计。这是因为当多层钢结构工业厂房在实际施工建造过程中,会出现各种突发的影响因素。如果这些影响因素在前期设计方案的过程中并没有被设计人员提前进行考虑,那么很容易会对实际的施工以及后期的投入应用带来消极影响。例如多层钢结构工业厂房设计工人员在开展设计工作的过程中,当中心支撑结构作为支撑系统时,设计人员需要尽量避免“K形”的支撑形式,而是要选择“交叉”形或“人”型的支撑形式。总而言之,支撑系统的设计在整个多层钢结构工业厂房设计工作中占据重要的位置。专业设计人员应当要把安全性、可靠性、经济性、实用性等多个原则纳入到设计工作体系。设计人员对厂房支撑系统的内容进行详细的研究,最终设计出更加科学和合理的支撑系统。

  3.3、 提高变形缝设计工作质量

  多层钢结构要想能够在工业厂房的应用中取得显着的效果,设计人员需要重视变形缝设计工作。因为厂房在外在或内在因素的作用下,可能会出现变形或者开裂的情形。为了预防结构变形或开裂,设计人员在开展设计工作时要重视变形缝的设计。变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝,上述三种变形缝都需要设计人员在开展设计工作的过程中进行科学且合理的设计。

  以伸缩缝为例,由于工业厂房普遍面积大,整体结构中所需钢材数量较多。而且多层钢结构本身的设计就较为复杂,所以就容易出现结构变形的情况。再加上厂房在后期使用过程中,难免会受到外界环境和内在人为因素的影响。例如厂房钢结构的自身重量或者外界高温、强风等自然条件对整个厂房结构所带来的较大压力。因此多层钢结构工业厂房在开展设计工作时应当要预留伸缩缝,以高温为例要在厂房各温度区分隔处的钢结构中预留伸缩缝,防止因温差而带来的热胀冷缩作用,对整个厂房钢结构产生影响,从而避免出现结构过度变形的情况[4]。

  3.4、 提升楼盖结构设计工作效果

  楼盖结构设计在整个多层钢结构工业厂房设计中属于重要的环节。设计人员在开展楼盖结构设计工作时,要根据工业厂房的实际形状和具体施工可行性和施工难度来确定楼盖结构板型。例如多层钢结构工业厂房设计人员,可选择钢结构混凝土板和现浇混凝土普通楼板等。具体板型的选择,需要设计人员根据实际情况来合适进行应用。但是设计人员需要遵循实用、安全、经济、可靠的原则,准确确定出楼盖结构板型。从实际应用效果来看,当前很多的多层钢结构工业厂房所选择楼盖板型是现浇混凝土压型钢板。而且此种楼盖结构设计方案也能够起到非常好的应用效果,不但有利于进一步增强整个多层钢结构工业厂房的抗震与抗风性,而且还具备较强的实用性和经济性,满足企业未来的生产和经营需要[5,6,7]。

  3.5、 优化横向与纵向设计结构

  多层钢结构在工业厂房中的应用除了需要考虑上述四个方面的内容以外,横向与纵向结构设计也是需要设计人员着重思考的内容。多层钢结构工业厂房的设计人员在开展设计工作时,要能够对横向结构和纵向结构设计进行充分的思考。以横向结构设计为例,设计人员需要能够考虑到横向结构设计对于整个厂房后期投入使用后所提供的使用功能,努力让厂房成功建造后满足企业的多样化需求。而以纵向结构设计为例,设计人员需要在开展纵向结构设计工作时,把厂房的安全性、稳定性和可靠性进行充分考虑,例如防震能力、抗风等级等,最大限度降低外部恶劣环境对于整个工业厂房所带来的消极影响,从而让多结构工业厂房在投入使用后能够保障生产正常进行以及工作人员的安全。

  4 、总结

  综上所述,现如今钢结构厂房在安全性、经济性和实用性上都取得了较大的进步,越来越多的工业企业在建造厂房时选择多层钢结构。但是多层钢结构在工业厂房设计中的应用也需要注重如支撑系统、变形缝、楼盖结构以及横向与纵向设计工作,遵循安全性、实用性、经济性和可靠性的原则,从而有效建造出符合工业企业实际需求的高质量厂房。

  参考文献

  [1]吴泽进.多层钢结构工业厂房结构设计要点探析[J].房地产世界, 2020(19):45-46.
  [2]王生多层钢结构厂房安装施工技术J]价值工程.2019,38(35): 166-169.
  [3]曹宇星多层钢结构工业厂房结构设计要点概论[J] .四川水泥,2019(07):57.
  [4]胡应林.多层钢结构工业厂房结构设计要点概论[J]建材与装饰,2019(17):74-75.
  [5]杜月香,张运祥浅谈多层钢结构在干混砂浆生产线中的应用[J]中国新技术新产品,2019(02)-131-132.
  [6]闫争科多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计探究[J]建筑技术开发.2021 ,48(03):13-14.
  [7]子文,郑江,李存良,王西胜.超长、超宽、超刚无缝多层钢框架厂房施I过程温度效应仿真分析[J].工业建筑2020,50(11):119+124.

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