浅析大型钢结构厂房设计的技术要点_房地产论文发表

期刊目录网房地产论文发表2011-08-06 08:47关注(1)

浅析大型钢结构厂房设计的技术要点

杨伟 王健

摘要：传统的设计理念对我国的建筑行业结构设计的影响很大。因此，在建筑设计中难免缺少创新。随着时代的发展，概念设计的理念逐渐被运用到结构设计之中。这对于建筑结构设计行业的发展和进步非常重要。在我国地质情况不太良好的地区，往往是建设的重点。在这些地区进行工程的建设，钢结构是很好的选择。但是这项技术对设计师的要求非常高。因为不仅要考虑安全、可靠性，还需要在工期上尽量配合当地的气候环境，越短越好。本文着重介绍在大型厂房设计里钢结构设计上的一些技术要点的总结。

关键词：钢结构；大型厂房；设计要点

一、钢结构的使用条件

在大型厂房的设计中，是否采用钢结构，需要满足一定的条件。建筑高度、跨度、体型和荷载等等原因都是考虑的因素。如果厂房的在振动、温度、密封性等也有要求，并且在结构上要求有一定的灵活性，那么钢结构是设计师在设计这类厂房的适当方法。例如在大型厂房、临时建筑、体育馆等建筑中，可以采用钢结构。

二、选型及其布置

在建筑行业中，结构的类型多种多样。选型及布置是否合理，是需要在认真踏实的工作经验的基础上进行的。在我国的建筑结构设计中，在选型和布置上尤其应该重视概念设计这个理念。选型及其布置是否合理，做好概念设计非常重要。特别是在规范没有进行规定的情况下，或者在没有条件进行精确分析的环境中，应该引入概念设计的理念，从整体上来进行分析。在结构体系与分体系的联系，试验现象以及以前工作的相关经验等等，都应该作为进行设计的判定因素。只有从整体、全局的角度进行分析，才能够进行合理的构思，选择合适的设计方案，避免出现复杂不必要的运算，将概念设计的更加合理，易于理解分析，便于选择。而且，这也是判断计算机输出数据正确与否的判定标准。大型厂房的设计复杂，操作环节多，在工艺上的要求也高。因此，为了满足厂房工作业务的需求，需要进行一些特殊结构的设计。这就需要设计师对规范进行准确的定位和理解，并且能够熟练运用以往的设计经验并进行大胆的设计创新。将经济性、实用性具有的优势在厂房设计中体现出来，不仅是对自身设计能力的考验，也能为今后的相关建筑设计提供相关的依据和经验。

结构的选型需要考虑建筑的荷载等多方面条件。大悬挂荷载和移动荷载的情况下，就需要采用网架结构。在雪压大，降雨量大的地区，就需要在屋面曲线的设计上进行考虑。而且在条件允许的情况下，应该在框架中设置支撑。这样能够节省建筑成本。

荷载的分布也是需要考虑的因素之一。尽量保持刚度均匀，并且控制移动荷载和大荷载的影响区域。并且，尽量让其传递的线路呈直线。最好能够保持柱间抗侧支撑分布均匀。如果不满足，就需要进行结构扭转。抗侧的防线应该不止一道。例如，在支撑框架结构，柱子应该至少能够承受总荷载的四分之一。在厂房的设计中采用钢结构加支撑的构型，就能够在抗震方面有所提高。

三、预估截面

在预估截面方面，是对梁柱与支撑断面及其尺寸的预估。钢梁可以依据荷载和支座进行选择。通常有工字钢、轧制等。截面跨度与高度的比值通常在二十至五十之间。通常在截面的高度和翼缘宽度已经确认之后，才对板件的厚度进行预估。而且柱截面与长细比有关，通常选择一百左右。轴心受压情况的不同，选择也不同。按要求进行限定之后，其他方面没有要求，可由设计师进行发挥。

四、结构的分析

我们常用弹性分析来进行设计。现在的一些辅助设计软件中，可以结合考虑钢材的弹塑性能等。这些可以让设计分析更加的准确，但是并不是必要的。通过查工具书可以得到内力和变形的数据。如果是复杂的结构，就需要建立模型来进行分析。

五、工程的分析

应该运用辅助软件对工程进行分析。例如总剪力、变形的特征等等。这一步骤的目的是要对输出的结果进行修正，或者进行重新分析。同不的软件使用的效果也不同。通常在工程设计中会存在一定的误差。一般会采用“适用条件、概念及构造”来进行判定。这个标准非常重要。因为在设计中，不能够过于依赖软件，而是应该对设计结果进行正确的判断。

六、构件的设计设计

构件的设计第一步是对材料进行选择。主结构一般使用使用经济性高，利于管理的材料。也可以对不同强度的材料进行组合使用。但是截面的计算方法与内力计算的方法不同，这就造成了计算的误差。通常，在辅助软件中，可以对验算不通过的构件，进行大一级的截面选择，并进行再一次的验算分析。该循环重复至通过为止，这就让设计的工作简便了不少，是优化截面设计的方法之一。运用软件进行构件截面验算的情况下，需要对长度系数的选取进行考虑。特别是在变截面的构建设计中，应该每一个都进行检查。

七、节点的设计

节点的设计非常重要。节点的形式分析应该在进行钢结构分析之前。模型的节点形式通常与设计的节点形式有差异。这种情况需要进行修正，连接的形式不同对结构的影响很大。例如，某些设计中，刚节点承受弯矩符合要求，但是转动过大，会与结构分析的预估不符。这样会导致实际变形大于预定的变形。通常使用等强和实际受力设计。通过查阅设计手册中的数据，可以进行节点的设计。软件后处理部分也提供相关的设计功能。

八、图纸

钢结构的设计中，图纸非常重要。通常分为设计图和施工图两种。设计图是由设计师进行设计。施工图是由钢架构制造公司在设计师设计的图纸基础上进行编制。这个环节也可以由设计师进行。在我国的内地设计院中，设计师通常只提供设计图。施工图则是由厂家和施工单位进行设计。

1）、设计图。由设计师进行设计，是厂家进行编制的基础。设计图应该具有施工的详细信息，内容全面，简练。设计图应该包含的内容有：依据、资料、技术数据和材质要求等等。尤其是设计要求以及结构的布置等。这样能够让施工详图进行良好的参照，并将设计师的设计意图进行完整的表达。

2）、施工图。又称为加工图。深度条件是能够满足直接加工。构件不同则需要进行单独的绘制。而且需要对材质进行详细的表述。

在我国，由于设计及施工条件的限制，设计图与施工图的内容管理比较混乱。在设计单位与施工单位之间的标准也稍有区别。

九、结语

在大型钢结构厂房的设计中，钢结构的设计非常重要。虽然使用钢结构有很多的优势，但是缺点也十分明显。例如，钢材的价格随着建筑行业的建设行情而变动，造价过高。而且，钢材的耐火性不强，并且钢结构的节点设计有一定难度。尤其在某些交通公路不太发达的地区，钢材的运输也是钢结构设计的一大难点。因此，在大型厂房设计中，需要结合当地的气候条件，考虑经济性、实用性等多方面因素，因地制宜地结合自身的情况进行设计。

参考文献：

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