工业厂房结构设计中钢结构设计要点分析 汪江涛

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:汪江涛
[导读] 摘要:进入21世纪,我国的工业建设步入了高速发展期,各种类型的工业厂房也比以往出现的更多。
        中联西北工程设计研究院有限公司  陕西西安  710077
        摘要:进入21世纪,我国的工业建设步入了高速发展期,各种类型的工业厂房也比以往出现的更多。在钢结构领域中,给予业界提出了更高的要求,各种新型的施工工艺与先进技术在钢结构工业厂房的设计中也得到了充分的施展空间。与混凝土结构相比,钢结构具有各自的优势,主要体现在机械和材料性能上,而且其形式也越来越被人们所欣赏。基于钢结构设计的当前发展,钢结构建筑物不仅是一种结构工具,而且是一种可以在建筑物中发挥独特功能并根据特定性能要求确保建筑物质量的中介。因此,加强钢结构设计在建设项目中起着重要作用。
        关键词:工业厂房;钢结构设计;要点
        引言
        如今,中国的工业部门得到了有关部门的大力支持,工业厂房的建设也开始受到越来越多的关注。由于厂房形式的选用会大大影响工业生产进度以及其他工人的生活,因此,相关的设计工作非常重要。在当今广泛使用的工业厂房结构中,钢结构是具有非常高的性价比和高质量的工业厂房建筑材料,并且用于多种目的,不仅具有优异的稳定性而且具有优异的耐久性,提高了工业厂房的安全性和稳定性
        一、钢结构设计的优点
        1、目前,我国大多数工厂都在设计钢材,而且大多数工厂都是大规模的建造。与传统形式相比,它可以确保混凝土结构梁处于相同状态。钢结构的实际开口率大于50%,比混凝土有效得多,并且圆柱网络的柔韧性也得到了提高,这使钢结构的垂直温度达到300 m以上,水平温度范围达到150 m宽,完全可以满足工业厂房的设计要求。
        2、钢结构的重量相对较低,并且在设计和建造工业建筑物的过程中,钢结构由于其质量较传统混凝土结构低,而具有能够大大降低施加于地基的压力的优点。另外,钢结构系统的抗震性能极大地解决了混凝土结构的问题。用于高强度镀锌钢板防锈钢结构的壳体的生产极大地提高了工作和施工的强度。
        3、可以提高施工效率。由于其高密度和机械化生产,工业制造商使用的钢结构细节完美地提供了金属结构的精度和质量,钢结构的详细信息应运至现场生产基地。施工过程只需要螺栓等简单的固定工作,因此大大缩短了施工周期,有效简化了施工过程,充分保证了工程质量,缩短了工期,而且数量更有利于提前完工,创造更多的经济效益。
        二、工业厂房结构设计的注意事项
        (一)厚度设计
        生产工艺和结构布局需要统一。在设计工业厂房时,结构设计和工艺设计的协调是重要的指标,因此,彼此之间应尽可能地进行交流。在进行结构设计之前,有必要充分了解车间的技术生产要求,以满足工业生产的需要。在设计阶段,了解工厂的结构设计,可以安装什么设备,可以承受特定负载的位置等非常重要。在实际的设计过程中,不一致通常是由于两者之间的沟通不畅造成的,以这种方式使用工厂会产生矛盾,无法有效利用。如果两者能够有效地沟通和理解,不仅可以使设计顺畅,而且可以减轻施工负担。具体来说:工业工厂设计主要用于工业生产,在结构设计中,它必须能够结合工厂使用和生产技术的要求证明生产技术的能力。设计师对特定的生产工艺内容不熟悉,因此在设计结构时很容易忽略工艺的某些要求,例如旋转框架梁的合理打开位置,设计通常必须根据力的合理性选择位置。但是,实际的生产过程要求与此明显不同。作为另一个示例,在设计中,将沿梁方向放置的载荷设计为中跨位置。因此,甲方必须根据工艺布置设计,特别是特殊设备的工艺要求,提供符合结构安全性和合理性要求的工艺图。
        (二)结构计算问题
        目前,结构设计的计算是通过计算机软件完成的,计算效率高,计算结果准确,在单调乏味的科学计算中,可以使设计者更好地参与结构设计。

概念设计和结构设计度量可以通过比较各种设计计划,建筑成本分析和组件布局优化来满足建筑结构的经济和合理要求,从而提高结构设计的效率。但是,在将计算机用于结构支护设计时,必须检查并确认结果,这样可以消除设计的不合理性和错误,实现结构设计的优化,并减少结构设计的隐患。关于结构计算,动载荷对结构的影响;应注意两件事:钢结构对变形扰动的影响。
        三、工业厂房结构设计中钢结构设计要点
        (一)钢结构设计的动态特性
        在设计多跨距钢结构设备时,有必要认识到动态特性对结构设计的直接和间接影响。在结构设计过程中,动态表征主要由有软件SPA进行。在分析过程中,软件以点、体、线和面四个单元进行处理,最终可以确定合理的钢结构设计计划。在多跨钢结构设计过程中,有限元软件必须从内部空间的动态特性的角度出发,以确定最合理的厂房空间结构方案,在通过有限元软件分析模型的过程中,可以在设计中准确地掌握内部空间结构的形状,并且模式图由几个阶段组成,以了解模型的变化周期和特征频率数据。作为有限元分析的结果,可以了解钢结构中钢结构的主要特征,并且可以看出,与其他结构部件相比,刚度相对较小,并且如果无法进行必要的控制,则会发生左右摆动问题。
        (二)建立破坏机制
        在城市中,工厂很少,大多数工厂都建在山区,山区环境恶劣,发生各种地质灾害,这些自然灾害严重破坏了植物,威胁了施工人员安全。因此,工厂工程师必须充分考虑防破坏机制的设置。地质灾害对工厂的主要结构影响最大。工厂的两个主要结构是梁和柱。如果色谱柱损坏,则植物不会立即倒塌。当光束损坏时,植物的上部结构会坍塌,因为它会造成直接损失,所以柱子的质量要比光束的质量好,因此光束不会在最近损坏,也要注意强关节和弱杆。当绝对值损坏时,就会发生植物损失,这种损失是无法控制的,而且是不可逆的。最后一点是强的弱剪切弯曲,在地质灾害中最容易发生剪切破坏,强的弱剪切弯曲可以有效地防止进一步的破坏。
        (三)擅长地震作用的计算
        在多级钢架厂房建筑结构设计过程中,可以通过结合楼板剪切法,振型分解反应,时程分析法等科学计算方法,对地震作用进行分析计算,从而可以计算出震害和厂房。科学计算工厂的抗震能力,并将其转换为特定数量。它着重于通过特定的操作程序(例如响应谱,地震影响因子,数据收集,分析和统计结果)来加强工厂的抗震能力设计,并减少地震对工厂的影响,保证工厂运行的安全和应急功能。
        (四)屋顶支撑系统的设计
        屋顶支撑系统的设计与生产车间的高度和跨度,屋顶结构形式,起重机的安装和吨位有关。通常情况下,屋顶结构应设有纵向支撑,无论是否有条带。如果工厂建筑物的框架距离为20m,或者内部安装有大型起重机或大型振动装置,则应在工厂建筑物内安装垂直支架,并且在设计支架时应设置屋顶坡度并使用排水沟方法。这些因素极大地影响了工厂建筑物的耐水性。
        结语
        简而言之,随着工业化进程的不断加快,优质的工业工厂在提高工业生产的安全性和稳定性。钢结构工业厂房设计中不断涌现的新技术和新工艺以及某些新材料的成功开发促进了钢结构在工业厂房结构中的应用。在工厂设计阶段,钢结构的设计具有较好的柔韧性和稳定性,有效地促进了工厂建设的顺利进行,保证了工厂建设的整体质量。未来,钢结构具有非常良好的发展环境与势头,它以自身的优越性在工业建筑中越来越备受青睐,工业社会的快速发展会越来越离不开钢结构设计。
        参考文献:
        [1]许静波.探析工业厂房钢结构设计的现状及改进措施[J].建材与装饰,2017(10):69~70.
        [2]王新超.工业厂房钢结构设计现状及改进措施[J].住宅与房地产,2017,05:101.
        [3]常有.多层钢结构工业厂房结构设计分析[J].江西建材,2017,05:36-37.
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