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浅谈门式钢架轻型钢结构工业厂房的结构设计与研究

发表时间：2021/9/3 来源：《建筑科技》2021年9月中作者：于磊

[导读] 随着建筑行业的发展，人们逐渐地意识到门式钢架轻型钢结构工业厂房的建设质量主要依靠于在建筑施工中进行合理的结构设计。为确保施工质量达到规范要求，在厂房建设过程中必须抓住影响结构设计质量的主要因素，本文重点考虑了钢结构工业厂房设计的细节和盲区，加强设计流程的监管以及基础设计研究等方面，以期为从事钢结构厂房设计的技术人员的提供一些指导性的意见。

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摘要：随着建筑行业的发展，人们逐渐地意识到门式钢架轻型钢结构工业厂房的建设质量主要依靠于在建筑施工中进行合理的结构设计。为确保施工质量达到规范要求，在厂房建设过程中必须抓住影响结构设计质量的主要因素，本文重点考虑了钢结构工业厂房设计的细节和盲区，加强设计流程的监管以及基础设计研究等方面，以期为从事钢结构厂房设计的技术人员的提供一些指导性的意见。
关键词：门式钢架；轻型钢结构；结构设计
        引言：随着社会经济和人们需求的不断增长，门式钢架轻型钢结构工业厂房的发展空间逐渐变大。在该类工业厂房新需求日益增长的背景下，其结构设计问题已然成为社会关注的迫切问题。门式钢架轻型钢结构凭借自身优异的性能与突出的效益得到了越来越多的使用，同时也弥补了传统混凝土材料存在的局限性，为建设需求的多样化提供了实践手段。在门式钢架轻型钢结构发展建设期间，通过了解其应用于工业厂房的必要性，了解相关设计软件的更替情况，以及探讨结构设计的重点部分内容，并进一步说明其设计要点，在一定程度上为该类钢结构工业厂房的建设提供了一些指导性的建议，可以有效推进该类工业厂房建设的实施。
        一、门式钢架轻型钢结构应用于工业厂房的必要性
        传统的工业厂房在建设时，它的建筑材料往往选择钢筋混凝土之类，这样的建筑材料虽然坚固，且价格低廉，但是其缺点也是显而易见的，那就是韧性不足、脆性较大，容易被破坏。与此同时，人们逐渐地开始意识到钢结构的优点，钢结构其强度、延展性\韧性、刚度等性能均优于钢筋混凝土，不容易被破坏，而且轻型钢结构的重量比较小，能够较好地适用在例如门式钢架等此类大跨度轻型钢结构的建设之中。钢结构工业厂房可以依据厂房定制和实际焊接、组装的形式来建造，这样一来就可以大大减少钢结构工业厂房实际所需的劳动力，也优化了造价方案，进一步使得轻型钢结构的搭配组合形式更加灵活、多样。与此同时，依据工业厂房定制可以有效地控制钢构件的质量和成本，根据现场施工情况灵活地调整钢构件的结构设计，避免现场干涉、用料过多等问题。另外，依据钢构件的实际焊接、组装的形式，实现工业厂房由独立地钢构件单元拼接组成，如果后期出现某个钢构件单元出现损坏时，可以对该钢构件单元进行单独更换，此类操作在施工过程中可以快速且容易地完成，也有效地避免了对工业厂房整个钢构件网架造成破坏。
        二、门式钢架轻型钢结构设计软件的更替
        往昔建筑结构设计软件大多采用CAD制图工具。之后逐渐地出现了各式各样的结构设计软件，其中包括TFAS软件、Bentley软件等。现如今建筑信息模型技术正逐渐地被广泛应用到钢结构工业厂房设计之中，作为一种应用于工程设计、建造、管理的信息化工具，是以三维图形为主，以物件为导向，与建筑学有关的电脑辅助设计技术。该技术能够有效的整合并记录设计与营造阶段所产生的信息，并且可以将整个建筑和整个工厂的机电线路以三维模式进一步展现出来。另外，在进行三维建模过程中可以轻而易举地检查出前面设计员在钢结构工业厂房设计时遗漏的问题，进一步实现更加完善且有效的审查效果。

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        三、工业厂房采取门式钢架轻型钢结构设计的具体措施
        1.注意钢结构工业厂房设计的细节和盲区
        项目施工单位必须特别注意施工要点、盲区以及加强图纸、物料等管理。首先，在钢结构工业厂房结构设计中，应特别注意设计细节、盲区，例如重要结构、辅助结构、保护结构和固定加强结构，注重这些结构的深化设计在钢结构工业厂房建设中起着不可或缺的关键作用。与此同时，这些钢结构的设计也需要遵循相关的技术规范和行业标准。比如在地震设计中，应检查预制部件的承载力，检查结构是否具有符合某门式钢架钢结构建筑工程要求的承载力，以保证结构设计满足整体项目建设的需求。其次，还需要优化梁体、柱关节等关键结构件的设计，其设计质量将直接影响该项目的最终验收质量。因此，有必要加强相关重点结构的深化设计管理，以满足相关操作规范的要求。
        2.加强钢结构工业厂房设计流程的监管
        在门式钢架钢结构工业厂房的拼装、焊接、喷漆等施工步骤中都需要预留相关设备和专业技术人员。门式钢架钢结构工业厂房的整体结构设计图纸应该由业主、监理人、相关设计院以及现场施工单位共同审阅，在各单位均确认无误后方可施工。门式钢架钢结构工业厂房的设计必须严格遵循国家有关施工质量验收规范开展相应的工程审核工作，对前期发布的设计图纸不符合规范要求的地方给予更改意见，并责令其改正。与之同时，门式钢架钢结构工业厂房设计应该留出必要的前中期工程建设和后期运行维护的建设空间，例如钢架焊接、螺纹连接、线路走廊安装人员的操作空间，例如阀门安装位置除了符合实际安装要求外，还需要考虑阀门手柄的位置，以便后期进行必要的操作维护。
        3.加强钢结构工业厂房的基础设计
        在开展钢结构工业厂房设计的前期，技术人员需要对某工业厂房进行实地调研，并对厂房基础上的主要设备及建筑物进行必要的受力分析计算。因为基础和厂房结构通过钢架、钢柱来连接，所以基础的受力情况可以通过这些钢架、钢柱的受力情况进行反映。对基础进行受力分析，要注意以下几点。首先是钢结构工业厂房内的制品、机械设备等重量对基础的作用力应准确计算；其次是考虑到轻型钢结构的重量轻，其对基础的作用力一般比较小，但是水平风荷载作用时间长而且强度大，对基础受力分析时需要考虑；另外，与钢筋混凝土的厂房基础不同，钢结构工业厂房基础的掩埋程度比较浅，这样一来对基础受力情况会产生不良影响，所以在钢结构工业厂房的基础设计时需要将掩埋程度合理化加深。
        结束语
        综上所述，门式钢架钢结构工业厂房设计是由许许多多因素优化组合、合理配置的结果，因此门式钢架钢结构工业厂房应该根据自己的实情摸索出适合自己的一套行之有效的工程结构设计方案。好的全过程工程结构设计方案能够进一步指导厂房定制策略和钢构件的焊接、组装形式，有效地控制钢构件的质量和成本，根据现场施工情况灵活地调整钢构件的结构设计，避免现场干涉、用料过多等问题。
参考文献
[1]周健宇.浅谈门式钢架轻型钢结构工业厂房的结构设计与研究[J].中国建筑金属结构，2021(06):80-81.
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