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時間：2023-06-04 08:37:28
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中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A
前言
隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，工業(yè)廠房設(shè)計也提出了更高的要求。而鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是節(jié)材高效,制造安裝運輸簡便,工期短,可拆遷,定型批量生產(chǎn)易于實現(xiàn)商品化等,近年來發(fā)展迅速,，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房應(yīng)用日益廣泛。
一、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意的問題
1、防火設(shè)計雖然鋼結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點，但是其防火能力很差，受溫度影響大。鋼結(jié)構(gòu)受熱在100℃到250℃之間時，隨著溫度的升高，鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強度降低、塑性增大；溫度達到250℃ 左右時，鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強度有輕度的提高，但塑性繼續(xù)降低，出現(xiàn)“藍脆現(xiàn)象”；當溫度超過250℃ 時，鋼結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)“徐變現(xiàn)象”；當溫度達到500℃ 時，鋼結(jié)構(gòu)的強度極低，發(fā)生塌落，造成生產(chǎn)破壞，經(jīng)濟損失，甚至人員傷亡。所以，鋼結(jié)構(gòu)的隔熱和防火設(shè)計極其重要。設(shè)計人員應(yīng)當正確定義工業(yè)廠房的火災(zāi)危險性類別，確定廠房的防火等級，嚴格按照規(guī)范要求，使鋼構(gòu)件達到防火等級的要求，選用恰當?shù)姆椒▽︿摻Y(jié)構(gòu)采取有效防火保護，使鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限達到規(guī)范規(guī)定的要求，防止鋼結(jié)構(gòu)在遇到火火災(zāi)時發(fā)生變形，甚至塌落。目前，最常用的方法是在鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料，提高鋼構(gòu)件的耐火極限。另外，設(shè)計人員還要充分考慮火災(zāi)時的人員疏散要求，合理設(shè)計疏散樓梯和安全出口。
2、抗震能力設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)廠房施工建造前，應(yīng)對結(jié)構(gòu)的實際抗震性做綜合考慮，有利于解決日后復(fù)雜多變的地質(zhì)問題。設(shè)計廠房結(jié)構(gòu)時一定要將剛度與質(zhì)量呈均勻分布，并應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)固有的受力性來降低橫向結(jié)構(gòu)的變形程度。同時還要盡可能實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)對強度的要求，以確保杠桿不會失穩(wěn)，從而有效提高整個鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性和穩(wěn)定性。在發(fā)生地震的情況下，會出現(xiàn)低周疲勞影響，在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮到其對廠房造成的影響。設(shè)計抗震性對于鋼結(jié)構(gòu)廠方來說具有至關(guān)重要的作用。
3、屋蓋支撐系統(tǒng)及屋面設(shè)計屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車設(shè)置及噸位大小、振動設(shè)備情況等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐，在無檁體系中，大型屋面板有三點和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件限制和安裝需要，無論有檁或無檁體系屋蓋均應(yīng)在屋架上弦和天窗架上弦設(shè)置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12 m的廠房或廠房內(nèi)設(shè)有特重級橋式吊車或廠房內(nèi)有較大振動設(shè)備的均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。屋面設(shè)計的重點是防水。屋面防水設(shè)計涉及屋面坡度、天溝形式、單坡屋面長度等因素。屋面坡度最小為5%，在積雪較大的地區(qū)，坡度應(yīng)適當增大。單坡屋面長度，主要取決于工程所在區(qū)域的最大溫差以及降雨所形成的最大水頭的高度。單坡屋面長度宜控制在70 m以內(nèi)，若超過70 m，需做專題研究、特殊處理。常用的鋼結(jié)構(gòu)屋面做法有兩種：①雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉，使用量很大，但溫差大、單坡長造成的彩鋼板熱脹冷縮問題很難解決。②復(fù)合柔性鋼屋面系統(tǒng)，由屋面彩鋼板內(nèi)板、隔汽層、保溫層、卷材防水層組成。
4、連接點的設(shè)計連接點是鋼結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一，設(shè)計好連接點可以有效提高廠房的安全性、穩(wěn)定性、抗震性和持久性。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實際需要，參照廠房建設(shè)標準，選擇合適的焊接工藝。在連接板的厚度選擇方面，要選擇合適的厚度。通常，連接板的厚度比梁腹板厚度多4mm，且須保證連接板的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)中多采用高強螺栓。高強螺栓根據(jù)受力特點分為承壓型和摩擦型兩種，設(shè)計人員需根據(jù)實際情況進行選擇，以保證施工效果。
二、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)施工時要注意的問題與措施
1、施工中要注意的問題
進行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工時應(yīng)該注意很多問題，如下：一是關(guān)于地腳螺栓的埋設(shè)問題，地腳螺栓的穩(wěn)定與否關(guān)乎到鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的穩(wěn)定性，它的精確度與否關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)定位，因此在進行施工的過程中，應(yīng)該注意做好地腳螺栓工作，將軸線位控制在兩毫米左右，標高為五毫米左右。可以將平面控制網(wǎng)的軸線投測到柱基礎(chǔ)面上，全部閉合，保證螺栓的精度。二是關(guān)于吊車梁系統(tǒng)的安裝問題，進行安裝時要求按照規(guī)范，從柱間的支撐跨進行安裝，可以在柱間支撐安裝連接后構(gòu)成穩(wěn)定的空間鋼度單元。以保證安全，并且在對端部截面的吊車梁底部安裝時可以調(diào)整墊板。當進行制動板和吊車梁的連接時，可以先進行吹擰然后鋪整。三是注意構(gòu)件的合理堆放。進行鋼結(jié)構(gòu)工廠廠房的建設(shè)時，需要的構(gòu)件很多，并且占用的空間較大，如果不合理地堆放，就阻礙構(gòu)件的安裝使用、施工的正常進行，甚至出現(xiàn)安全問題?？梢詫⒓毙璋惭b的構(gòu)件直接堆放，按照需要吊裝的順序進行堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，進行存放的時候應(yīng)該進行專人的管理，并且做好供貨要求和清單。并且進行堆放的時候保證支點的穩(wěn)定性。四是注意安全問題，做好安全防范措施，及時檢查設(shè)備的安全性，有關(guān)工作人員做好防護措施。
2、保障施工質(zhì)量的措施
（1）高強螺栓的安裝高強螺栓的安裝包括兩個步驟：首先，構(gòu)件初始就位時先用臨時普通螺栓固定；校正之后，再將普通螺栓替換成高強螺栓，并最終擰緊。在工業(yè)廠房中，鋼結(jié)構(gòu)件間的連接絕大部分是通過高強螺栓實現(xiàn)的，足以見得高強螺栓的安裝在鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要性。因此，對于高強螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事項。首先，高強螺栓日常的管理要保證連接板接觸面的平整。若接觸面不平整時，根據(jù)接觸面間間隙的大小酌情處理。例如，間隙小于1.0mm可不處理；大于3.0mm時，加墊板，并對墊板兩面進行噴砂處理，使安裝的摩擦面應(yīng)處于干燥狀態(tài)，以滿足摩擦系數(shù)的要求，。應(yīng)根據(jù)廠房中使用的位置，領(lǐng)取相應(yīng)規(guī)格、數(shù)量的高強螺栓，盡量避免當天高強螺栓的剩余。若有剩余，禁止堆放在施工現(xiàn)場，將高強螺栓放在包裝箱內(nèi)。其次，高強螺栓在安裝時，要輕裝、輕卸，且利用光頭撬棍及沖釘對正上下（或前后）連接板的螺孔，使螺栓自由進入，不能將螺栓強行穿入。否則，會損壞螺紋以及改變扭矩系數(shù)。而且，在安裝高強螺栓時，以施工方便為原則，保證墊圈倒角與螺栓頭的方向一致。最后，酌情處理連接板螺孔的誤差。
（2）鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正在立柱、梁安裝完成后，要及時的進行安裝校正。進行鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正時，要考慮到諸多因素，諸如風(fēng)力、地形、日照等因素。在鋼結(jié)構(gòu)中，每完成一個構(gòu)件的安裝后，就要進行校正。若檢查出現(xiàn)問題后，要采用千斤頂進行校正，校正完成后，要及時進行加固。
（3）安裝過程中的焊接工藝工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)中需要進行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接環(huán)境和條件惡略，焊接的質(zhì)量難以保證。為了確保鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，要由相關(guān)技術(shù)人員嚴格按照焊接工藝進行焊接，滿足對接焊縫的設(shè)計要求。根據(jù)焊接的相關(guān)規(guī)定，立柱、屋架、梁等要采用一、二級焊縫，不能有咬變、缺口、裂紋、焊瘤等缺陷，保證焊縫的質(zhì)量。在焊接完成后，要對焊縫進行一級行無損檢測。
結(jié)束語
雖然我國鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房發(fā)展前景十分廣闊，可是仍然存在問題，需要綜合考慮設(shè)計和施工過程中的遵循的原則和注意的問題，以便保證廠房建設(shè)的順利進行。
參考文獻
1 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的簡要論述
1.1 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計原則。在對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進行設(shè)計工作時，我們必須要充分的考慮到工程項目的自身特點和實際情況，科學(xué)的選擇施工材料、構(gòu)造措施以及結(jié)構(gòu)的方案，從而保證鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在運輸、使用以及安裝過程中的剛度、強度以及穩(wěn)定性都是符合相應(yīng)的質(zhì)量要求的，同時也滿足防腐蝕和防火規(guī)范中的具體要求，為了盡可能的減少制作和安裝的工作量，建議選擇標準化的通用構(gòu)件。
在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計文件中，對于建筑結(jié)構(gòu)的鋼號、連接材料的型號以及設(shè)計使用年限等內(nèi)容，都應(yīng)清楚的標明，同時文件中還應(yīng)清楚的寫明端面刨平頂緊部位、焊縫質(zhì)量等級以及焊縫的形式等施工要求。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)點。與其他類型的工業(yè)廠房相比，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房主要具有以下三個顯著的優(yōu)點：一是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的自重非常輕，與鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系相比，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的經(jīng)濟優(yōu)勢較為明顯；二是借助于我國現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件已經(jīng)可以實現(xiàn)大批量的生產(chǎn)了，其施工簡單、操作方便并且安裝快捷；三是我國現(xiàn)階段在全面的推行環(huán)境保護工作，而鋼材具有高效能和高強度的施工材料，施工時也并不需要進行制模的操作，有利于環(huán)保工作的順利開展。
2 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計中應(yīng)注意的問題
2.1 關(guān)于保溫隔熱與防火設(shè)計鋼材。由于鋼材具有非常好的導(dǎo)熱性能，所以，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房對于溫度就會非常的敏感，那么在設(shè)計的過程中，就要重視對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進行隔熱處理工作，如果沒有采取合理的隔熱處理措施，就會造成大量的經(jīng)濟上和資源上的浪費。當溫度超過了100攝氏度時，就必須對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房采取隔熱保護措施，同時還要注意防火的問題。一般情況下，我們主要采取兩種應(yīng)對高溫的措施，一是可以在鋼結(jié)構(gòu)的表面涂上一層隔熱防火材料，應(yīng)在詳細的分析實際情況后計算得出涂層的厚度；另一種則是在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的外面包裹一層具有良好耐火性的材料。
2.2 立面設(shè)計工作。對于那些采用輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)的建筑工程項目來說，其主要具有規(guī)模、色彩、變化以及線條四大特點。雖然在采用了彩色的壓型鋼板后，能夠凸顯出輕鋼結(jié)構(gòu)建筑具有豐富的色彩，但是在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房時，施工工藝一定會對廠房的體型產(chǎn)生限制作用，同時工程的施工成本也會有所增加。而為了避免此類問題的發(fā)生，設(shè)計師在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房時，建議盡可能的選擇冷色調(diào)，這樣不但能夠提升工業(yè)廠房的檔次和氣勢，同時也使得鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房看起來更加的立體。
2.3 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震性設(shè)計工作的重點。在對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進行抗震設(shè)計工作時，主要有以下三個設(shè)計的重點內(nèi)容：第一，結(jié)構(gòu)的剛度分布必須是足夠均勻的，否則就會對抗震工作造成不利的影響；第二，在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震設(shè)計工作中，科學(xué)的布置支撐結(jié)構(gòu)是一項非常重要的內(nèi)容；第三，要充分的考慮到地震對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房影響的基礎(chǔ)上，應(yīng)始終保持結(jié)構(gòu)構(gòu)件是出于塑性的工作狀態(tài)下的。
2.4 應(yīng)合理的設(shè)置溫度伸縮縫。由于鋼材料自身的獨特特性，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房與其他類型的工業(yè)廠房相比，其對溫度的變化情況會更加的敏感，只要溫度稍有變化，鋼結(jié)構(gòu)都有可能出現(xiàn)變形的情況，并且材質(zhì)和溫差等因素也直接決定了結(jié)構(gòu)的變形程度。如果鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房有很大的平面尺度，那么在其縱向位置或是橫向位置處就應(yīng)設(shè)置溫度伸縮縫。通常情況下，應(yīng)采用的處理方法為雙柱的方法，如果是橫向的溫度伸縮縫，那么在檀條和框架梁的連接處建議采用槽鋼夾板滑動或是橢圓孔滑動的方式，而如果是縱向的溫度伸縮縫，則應(yīng)在屋架的支座位置處設(shè)置一個滾動支座。
2.5 重點關(guān)注屋蓋支撐系統(tǒng)及屋面的設(shè)計工作。在布置鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的屋蓋支撐系統(tǒng)時，我們應(yīng)綜合的考慮柱網(wǎng)布置、廠房的高度和跨度、吊車噸位的大小、振動設(shè)備的情況以及屋蓋的結(jié)構(gòu)形式等因素，通常情況下，在屋蓋的結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置垂直支撐的結(jié)構(gòu)，同時在天窗架上弦和屋架上弦還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的上弦支撐結(jié)構(gòu)，如果在廠房內(nèi)部有較大的振動設(shè)備或是屋架的間距超過了12m，那么還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的縱向水平支撐結(jié)構(gòu)。在對屋面進行設(shè)計工作時，我們經(jīng)常會用到以下兩種方法：一是復(fù)合柔性鋼屋面系統(tǒng)，其由保溫層、隔汽層、防水層以及屋面彩鋼板內(nèi)板組成，受溫度的影響較小，但是成本較高；二是雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉，這種做法應(yīng)用較為廣泛，但易受溫度影響，并且存在著明顯的熱脹冷縮的問題。
3 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工中的常見問題和解決對策
3.1 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工中的常見問題。在對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房進行涂層作業(yè)時，氣溫條件對鋼結(jié)構(gòu)整體工程的質(zhì)量是會產(chǎn)生決定性的影響的，因此，進行涂層作業(yè)時應(yīng)將溫度控制在5-40攝氏度的范圍內(nèi)，如果氣溫超過了40攝氏度，建議立刻停止涂層的作業(yè)；而當氣溫低于了5攝氏度時，那么則建議選擇低溫涂層材料進行涂層作業(yè)。當構(gòu)件的溫度超過了40攝氏度時，在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷油漆時就一定會出現(xiàn)氣泡，漆膜的附著力就會大大的降低。
3.2 鋼結(jié)構(gòu)體系中存在的若干問題?，F(xiàn)階段，研究人員在對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行研究時，其中最核心的問題就是怎樣才能準確的反映出彎矩和軸力的耦合效應(yīng)。而在大跨度結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作中，局部穩(wěn)定性與整體穩(wěn)定性的相互關(guān)系也是一個值得深入研究的問題。一般情況下，對大跨度的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，我們都會采取一個統(tǒng)一的穩(wěn)定安全系數(shù)，而局部的穩(wěn)定性與整體穩(wěn)定性之間的相互關(guān)系卻無法準確的反映出來。另外，在對鋼結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性的研究工作中，很多客觀的隨機因素也會對其產(chǎn)生影響，而現(xiàn)階段我們所能解決的對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生隨機影響的問題還主要集中在隨機荷載的輸入以及確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)等問題上，而在實際的施工作業(yè)中，結(jié)構(gòu)參數(shù)還是有很多不確定性和隨機性，那么結(jié)構(gòu)的響應(yīng)也會存在較大的差異。因此，以隨機參數(shù)為基礎(chǔ)的干擾性屈曲、跳躍型失穩(wěn)問題以及結(jié)構(gòu)極值失穩(wěn)等問題應(yīng)成為重點研究的課題。
通過以上的論述，我們對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的簡要論述、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計中應(yīng)注意的問題以及鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工中的常見問題和解決對策三個方面的內(nèi)容進行了詳細的分析和探討。與其他類型的民用建筑不同，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會受到設(shè)備布置情況的影響，因此，在對其進行設(shè)計時，就應(yīng)充分的考慮到這一問題。而在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房實際應(yīng)用的過程中也確實暴露出了一定的問題，我們應(yīng)從設(shè)計和施工等方面詳細的分析問題產(chǎn)生的原因，并且制定出有針對性地解決對策，從而促進鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房得到進一步的普及和應(yīng)用。
一、合理設(shè)計在廠房施工中的應(yīng)用
目前，“廠房的層數(shù)與建筑高度，工業(yè)建筑可分為單層、多層以及高層”[1]。單層的工業(yè)廠房多用于機械加工、紡織行業(yè)，或者是多跨度的單層工業(yè)建筑。而電子行業(yè)，儀表行業(yè)，通訊行業(yè)等大多數(shù)使用多層的工業(yè)建筑的廠房。工業(yè)廠房有其固有的建筑特點。一是廠房的設(shè)計和建設(shè)需要滿足使用的功能要求，并能夠提供較好的勞動環(huán)境和保護條件，同時符合設(shè)計技術(shù)標準，滿足生產(chǎn)和運營的需要。二是廠房內(nèi)要根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)境，設(shè)計并具備一定的安全勞動保護措施，如有的生產(chǎn)環(huán)境會產(chǎn)生對工人有害的氣體，粉塵，腐蝕性氣體和液體，噪音等，這都需要工業(yè)廠房具有良好的保護措施，如良好的通風(fēng)狀況，防塵防護措施及條件等。三是廠房內(nèi)部一般都要放置體積大，重量大，占地面積大的機械和設(shè)備，或者起重設(shè)備等，則要滿足廠房的建設(shè)面積具有一定的空間，滿足生產(chǎn)的需要。四是廠房的建設(shè)還要具有多種的管網(wǎng)，如供水、供電、供氣管道等，因此在進行管網(wǎng)鋪設(shè)的時候要符合相關(guān)的程序，并合理考慮路由和敷設(shè)環(huán)境，做好合理的設(shè)計和施工。
合理的科學(xué)設(shè)計應(yīng)該根據(jù)廠房的各項性能來確定，一般分為防振、防火、隔聲技術(shù)設(shè)計等，并應(yīng)有針對性對大面積的地面進行技術(shù)處理。防振技術(shù)設(shè)計的原則即是在設(shè)計中充分考慮有強烈振動的機械設(shè)備在運行過程中產(chǎn)生的機械振動，如鍛壓設(shè)備，空壓機等等，這些振動對廠房的影響是較大的，因為隨著其長期產(chǎn)生的振動，廠房也將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變形，如地基的沉降，樓板的斷裂，隨著基礎(chǔ)的不穩(wěn)定，也影響了設(shè)備的運動精度，直接影響設(shè)備的運行質(zhì)量。針對防振設(shè)計的技術(shù)措施，則要充分考慮建筑物的震動系數(shù)，從而選擇對廠房的地基進行減輕振動的措施、使用防振動材料等，同時在進行設(shè)計時，要了解并考慮振動的方向，以及振動的擾力值，并保證建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件具有一定的強度和剛度。
對于廠房的防火措施。要對防火區(qū)進行合理分區(qū)，同時根據(jù)規(guī)范和設(shè)計標準，合理規(guī)劃防火墻和使用面積、使用空間之間的關(guān)系，由于廠房內(nèi)有可能存放易燃產(chǎn)品，并有勞動生產(chǎn)等工作人員，屬于人口較為密集的場所，室內(nèi)廠房內(nèi)部自身的環(huán)境較為封閉，不利于救災(zāi)救火，這些都從不同程度上影響了廠房的運營安全，所以在進行廠房設(shè)計的時候要考慮到防火墻、防火門的設(shè)計，安全通道的設(shè)置等因素。
在廠房的基礎(chǔ)建設(shè)中，還應(yīng)該充分考慮大面積的地面堆載的因素，如在金屬的鍛造車間，在廠房內(nèi)的倉庫等，不可避免的出現(xiàn)堆放載荷，出現(xiàn)的地面堆載荷一般是不均勻的，同時也隨著時間和位置在不斷的發(fā)展和改變，所以應(yīng)在設(shè)計中考慮對大載荷地面堆載情況的處理，對局部承載的地面和局部載荷較大的地面進行增大強度等處理，計算對其的沖擊和振動的載荷，提高地面的承載能力。
二、工業(yè)廠房的施工技術(shù)
隨著工業(yè)現(xiàn)代化時代的開啟，各種施工技術(shù)日趨成熟，大型廠房的建設(shè)也越來越多，技術(shù)標準和行業(yè)標準也在不斷的提升和改進，廠房的建設(shè)不但要符合現(xiàn)場施工的需要，而且要符合安全運營的需要。而地基是工業(yè)廠房建筑建設(shè)的基礎(chǔ)，只有在設(shè)計、施工、驗收等各個方面進行統(tǒng)一的管理和協(xié)調(diào)才能夠保證廠房的安全建設(shè)和使用。
起著支撐作用和負載作用的地基，不但要求能夠具有一定的強度和一定的穩(wěn)定性，要保證不會出現(xiàn)破壞性的失穩(wěn)，同時，地基的沉陷變形值不能超過其規(guī)定的技術(shù)值。在對以上條件都滿足的條件下，則要盡量的使用比較而言埋設(shè)深度不高，同時只需要一般的技術(shù)和施工工藝及施工程序即可進行建造的形式和類型，一般的稱之為建立在天然的地基上的淺基礎(chǔ)；而當使用的地基不能符合所需要強度條件的情況下，則要對不符合條件的地基進行一定的施工工藝進行其固化和加固，提高其使用的強度和穩(wěn)定性，所以我們將對當?shù)鼗慕Y(jié)構(gòu)形式不能滿足使用的需要，而采取其他的方法和工藝對埋深深度不夠的地基進行局部和全部加固，以更加均勻的將更多的力和載荷傳遞到深部的深固的土層中去，我們就稱之為深基礎(chǔ)。一般的，在廠房的建設(shè)中。深基礎(chǔ)較為常用。
1、對地基進行加固要分為多個施工工藝和步驟。加固施工之前，要將槽體內(nèi)的水分去除，當槽體內(nèi)變得充分干燥，開展灰土的鋪設(shè)工作。灰土的拌制要注意含水量和土質(zhì)顏色，過多和過少的含水量都不符合施工的需要，在進行充分的攪拌后，按層次進行鋪土，并經(jīng)過多次夯實平整。應(yīng)該注意，在進行分段的施工要合理設(shè)計接縫處的位置，接縫處不宜設(shè)置在墻角，同時上下層的縫隙之間要保持半米的距離。對于在水位的下部進行施工的坑體進行施工時，槽內(nèi)的灰土要避免受到水的浸泡，要做好排水措施以確保干燥。在回填的施工中，同樣要做好雨季和冬季的各項管理措施，如冬季應(yīng)避免使用凍土，雨季要避免受潮等。
2、在工業(yè)廠房的地基施工中，使用樁基礎(chǔ)可以提高地基的承載能力，減小地基的沉降量，并有效的承受機械設(shè)備的振動，并承受垂直方向和水平方向的外力作用，它的作用是傳遞作用，即將基礎(chǔ)上的載荷通過樁的作用使得外力作用到深處的土地基礎(chǔ)上，避免因為淺部位的基礎(chǔ)不能夠承受較大的載荷和振動從而產(chǎn)生變形。對地基進行樁的基礎(chǔ)施工分為靜力的壓樁和振動的沉樁兩種技術(shù)。靜力的壓樁技術(shù)是借助靜壓力將已經(jīng)預(yù)先制作的樁柱逐一的壓制到土內(nèi)，這樣可以避免打樁機打樁時產(chǎn)生的噪聲，比較適合居民較為集中的廠房建設(shè)中，比較利于環(huán)保，同時在施工的過程中污染較小，對附近的建筑物的基礎(chǔ)無振動和破壞，但此種靜力壓樁適合于比較柔軟的土質(zhì)，不適合于土質(zhì)較硬的地區(qū)，在施工的過程中要分段進行制作，分段施工并分段靜壓，樁和樁之間的連接應(yīng)采用焊接等方法，一般為六米為宜。振動沉樁的施工辦法是在振動器產(chǎn)生的振動使土質(zhì)產(chǎn)生位置變化或者產(chǎn)生位移，從而使得樁柱在自身重量的作用下沉入土層內(nèi)。這種施工方法的特點節(jié)約經(jīng)濟成本，運輸方便，施工強度不大，使用的設(shè)備較為簡單，這種方法比較適合土質(zhì)較粘的地區(qū)。
三、做好廠房建設(shè)中的施工項目管理
“在廠房建設(shè)的施工過程中，項目的成本管理，技術(shù)管理，質(zhì)量管理也是重要的一部分，也是保證施工質(zhì)量的前提”[2]。良好的組織保證是施工項目順利進展的前提，大型廠房的建設(shè)具有工程規(guī)模大，工期較長，施工方多，項目組織體系龐大等特點，針對這種情況要做好組織計劃和組織流程，避免各部門的交叉管理，形成有條不紊的組織管理體系。施工進度方面要規(guī)劃好施工進度和施工工藝之間的管理，不能因為趕進度而忽視施工質(zhì)量，要保證進度符合目標的要求，按照橫道圖或者網(wǎng)絡(luò)代號圖的要求完成號每一道工序。在技術(shù)的控制中，首先要在材料供應(yīng)上做好計劃，做好材料的進場試驗并具有進場試驗報告，對于焊接等工序要做好焊接的工藝指導(dǎo)書，對隱蔽工程的施工要符合相關(guān)的規(guī)定等。要做好施工中質(zhì)量控制，做好施工中的各種協(xié)調(diào)，確保廠房建設(shè)工程能夠順利竣工并實現(xiàn)竣工驗收合格。
近年來，在工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟的發(fā)展中，廠房的施工質(zhì)量和施工技術(shù)也在不斷的進步和提高，如何做好廠房的基礎(chǔ)建設(shè)，做好廠房施工中質(zhì)量控制和管理將要從各個方面進行，是一個深遠長期的問題。
參考文獻：
中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：
一、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要制作工藝
鋼柱制作工藝流程為：放樣下料電腦編程拼板CNC 切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗防銹處理、涂裝、編號構(gòu)件驗收出廠。
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要優(yōu)點在于：首先，在施工速度方面：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以工廠化批量生產(chǎn)，施工簡單，安裝快捷，大大縮短施工周期；其次，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在自重方面：可減輕建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量約30%，特別在地基承載力低和地震設(shè)防烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系；最后，從環(huán)保方面考慮：鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，并且不需要制模施工。
二、工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
2.1 地震區(qū)的廠房宜少或不設(shè)防震縫。地震區(qū)房屋的伸縮縫是合一的，當房屋較長時，宜采取下列一些構(gòu)造措施和施工措施以少設(shè)伸縮縫及防震縫；施工中，每隔40m 設(shè)置一道800mm 一個1400mm 寬的后澆帶，后澆帶的位置設(shè)在結(jié)構(gòu)受力影響最小的區(qū)段；在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內(nèi)縱墻端開間的墻體等部位，適當提高配筋率；加厚屋面隔熱保溫層或設(shè)置架空層形成通風(fēng)屋面。
2.2 合理布置電梯間的位置。多層廠房由于設(shè)備、貨物很重，豎向運輸?shù)男枰?，均要設(shè)置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大，應(yīng)充分考慮電梯井筒對建筑物的偏心影響，在結(jié)構(gòu)布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
2.3 控制橫向框架與縱向框架的周期。由于多層廠房跨度方向、尺寸較大，柱子少；而柱距方向尺寸較小，柱子多。一般都是橫向控制，使縱橫向的抗震能力大致相同，不僅有利于抗震，也使設(shè)計更為經(jīng)濟合理。
三、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的安裝施工
3.1 預(yù)埋螺栓施工
在一般工業(yè)廠房中, 鋼柱與基礎(chǔ)最常用的連接方式為平板式預(yù)埋螺栓鉸接連接。預(yù)埋螺栓施工簡單方便、質(zhì)量容易控制、便于鋼結(jié)構(gòu)安裝定位。埋設(shè)方法是先在基礎(chǔ)上劃線定位, 通過固定架控制同一鋼柱腳預(yù)埋螺栓之間的距離和標高, 調(diào)整固定架的位置, 并在鋼柱基礎(chǔ)澆搗混凝土前埋入螺栓, 與鋼筋連成一體, 然后澆筑混凝土一次性固定。
施工工藝：（1）軸線測量: 根據(jù)施工圖中預(yù)埋螺栓的平面布置, 將預(yù)埋螺栓組的縱橫十字線用經(jīng)緯儀從定位軸線邊上引出螺栓中心線并將其測設(shè)到模板上。（2）標高測量: 在場地中央架設(shè)水準儀,將標高從基準水準點引測到各基礎(chǔ)的模板上。（3）螺栓定位: 將同一鋼柱的螺栓按照設(shè)計圖紙用鋼筋或扁鐵進行固定。在螺栓組上套上固定架, 調(diào)整固定架的位置和平整度后用螺母固定。調(diào)整螺栓軸線位置: 在模板上劃出的軸線標記之間拉線, 做到固定架上中心線與拉線重合。調(diào)整螺栓標高: 調(diào)整螺栓的標高及各螺栓表面的平整度。（4）螺栓固定: 將螺栓固定在基礎(chǔ)鋼筋籠上, 螺栓與鋼筋籠連接牢固, 確保螺栓在混凝土澆筑過程中不移動。（5）螺紋保護: 螺栓埋設(shè)固定后, 采用摸黃油、尼龍膠帶或PV C 管將螺桿包扎保護。（6）螺栓校正: 在混凝土澆筑過程中施工人員對螺栓進行跟蹤檢查, 發(fā)現(xiàn)螺栓偏移及時進行校正。
3.2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝
3.2.1整體結(jié)構(gòu)安裝順序：l) 吊裝應(yīng)先從靠近山墻的有柱間支撐的兩棍剛架開始, 安裝好所有構(gòu)件, 并進行校正固定, 以此為起點向另一端順序安裝。2 ) 安裝該開間的鋼梁同時安裝凜條及其它支撐系統(tǒng)。3) 安裝完成一個開間并形成一個穩(wěn)定空間體系, 然后向兩邊進行安裝。4 ) 最終完成整個結(jié)構(gòu)的安裝。
3.2.2鋼柱安裝。鋼柱吊裝可根據(jù)起重設(shè)備和現(xiàn)場條件確定, 可用單機、雙機、吊裝, 一般輕鋼結(jié)構(gòu)采用單機直立旋轉(zhuǎn)法進行吊裝。
旋轉(zhuǎn)法吊裝, 鋼絲繩綁扎點與鋼構(gòu)件接觸點之間, 應(yīng)用軟材料保護好鋼構(gòu)件, 以防鋼構(gòu)件及鋼絲繩受損, 起重機邊回轉(zhuǎn)邊起鉤, 使柱繞柱腳旋轉(zhuǎn)而直立, 立柱時, 先將柱腳螺栓孔插入預(yù)留螺栓, 使柱頭大致垂直后初步對中, 即對螺栓進行初擰。
鋼柱運輸?shù)浆F(xiàn)場, 起重機邊起鉤邊回轉(zhuǎn)邊使柱子繞柱腳旋轉(zhuǎn)而將鋼柱吊起。(注:起吊時應(yīng)在柱腳下面放置墊木, 以防止與地面發(fā)生摩擦, 同時保證吊點、柱腳基礎(chǔ)同在起重機吊桿回旋的圓弧上)
3.2.3吊車梁安裝。吊裝方法是吊車梁吊裝宜采用兩點吊裝, 吊裝時使用專用吊耳或用鋼絲繩綁扎吊裝。
吊車梁的校正：l) 標高調(diào)整當一跨即兩排吊車梁全部吊裝完畢后，用一臺水準儀架在梁上或?qū)ｉT搭設(shè)的平臺上, 進行每梁兩端高程的引測, 將測量的數(shù)據(jù)加權(quán)平均, 算出一個標準值, 根據(jù)這一標準值計算出各點所需要加的墊板厚度, 在吊車梁端部設(shè)置千斤頂頂空, 在梁的兩端墊好墊板。2) 縱橫十字線的校正首先用經(jīng)緯儀在柱子縱向側(cè)端部從柱基控制軸線引到牛腿頂部, 定出軸線距離吊車梁中心線的距離, 在吊車頂面中心線拉一通長鋼絲, 逐根吊車梁端部調(diào)整到位, 可用千斤頂進行軸線位移。3) 吊車梁垂直度校正從吊車梁上翼緣掛錘球下來, 測量線繩至梁腹板上下兩處的水平距離。
3.2.4屋架的吊裝。l) 吊點的選擇：鋼梁在吊裝前應(yīng)仔細計算鋼梁的重心,并在構(gòu)件上作出明確的標注, 吊裝時吊點的選擇應(yīng)保證吊鉤與構(gòu)件的中心線在同一鉛垂。2 ) 吊裝方式：一般鋼梁采用兩點起吊, 但對于跨度較大的梁, 由于側(cè)向剛度小, 腹板寬厚比大,為防止構(gòu)件扭曲和損壞, 可采用四點起吊或鐵扁擔(dān)進行吊裝。3 ) 屋架吊裝：起吊時先將屋架吊離地面5 0c m 左右,使屋架中心對準安裝位置中心, 然后徐徐升鉤, 將屋架吊至柱頂以上, 再用溜繩旋轉(zhuǎn)屋架使其對準柱頂, 以使落鉤就位, 落鉤時應(yīng)緩慢進行, 并在屋架剛接觸柱頂時即剎車對準預(yù)留螺栓孔, 并將螺栓穿人孔內(nèi), 初擰作臨時固定, 同時進行垂直度校正和最后固定, 屋架垂直度用掛線錘檢查, 屋架經(jīng)校正后, 即可安裝支撐及凜條等, 并終擰螺栓作最后固定。
3.3 屋面板、墻面板安裝
安裝工藝流程：屋面內(nèi)板安裝一鋪保溫棉(帶貼面) 一支座安裝一屋面上層板安裝一扣合固定密封、清理檢修。
3.3.1屋面板安裝。1）安裝方向：屋面板安裝的順序，從建筑物任一端開但由于不同板型由其特有的鋪設(shè)方向因此須遵循其鋪設(shè)方向性，應(yīng)與常年風(fēng)始性向方向相反; 對于雙坡屋面板, 屋脊兩邊的屋面板應(yīng)同時同向進行安裝。2）安裝固定：咬合式屋面安裝時, 先將兩塊板與支座之間選若千個點進行初步咬合臨時固定, 隨后從屋脊處向下用咬邊機緊密咬合。3）屋面板安裝調(diào)直：測量已固定好的鋼板寬度, 在其頂部和底部各測一次, 以保證不出現(xiàn)移動扇形,在某些階段, 如安裝至一半時, 還應(yīng)測量從已固定的壓型鋼板頂?shù)撞恐廖菝娴倪吇蛲瓿删€的距離, 以保證所固定的鋼板與控制線平行。若需調(diào)整, 則可以在以后的安裝和固定每一塊板時很輕微的作扇形調(diào)整。
3.3.2墻面板施工。1）內(nèi)層板安裝：先根據(jù)墻面門窗位置, 選擇不同長度的內(nèi)層板, 在地面進行二次加工。加工程序同屋面內(nèi)層板。內(nèi)層板地面加工后, 將內(nèi)層板提升到位, 然后由工人按照劃線位置進行固定。2）保溫棉安裝：墻面保溫棉應(yīng)從上往下鋪設(shè), 在上下位置拉緊后, 然后壓上外層板用自攻螺絲固定。3）外層板安裝：墻面板的安裝順序類似于屋面板的安裝, 同樣也按照先內(nèi)層板、后外層板, 外層板安裝遵循板的鋪設(shè)方向性和將搭接邊設(shè)置在肋的背風(fēng)側(cè)的原則, 同時, 通常從建筑物的一端向另一端推進的順序安裝。外層板安裝安裝時采用自制井架, 井架長度根據(jù)墻面高度進行設(shè)置。井架樹立后,應(yīng)在上部于屋面上主體結(jié)構(gòu)進行綁扎固定,下部應(yīng)堅實平整, 如墻面高度較高, 則應(yīng)在中間設(shè)置固定點。
四、小結(jié)
在工程建設(shè)中，工作人員應(yīng)當認真負責(zé)，完成工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計與安裝施工工作，保證工程質(zhì)量，為企業(yè)做出貢獻。
參考文獻：
[中圖分類號] TU318
1、概述
在工業(yè)設(shè)計院中，大家普遍認為建筑專業(yè)是輔助專業(yè)，基本談不上什么設(shè)計理念，畫廠房，畫倉庫，沒多少技術(shù)含量……而當我真正成為一名工業(yè)院的建筑工程師后，發(fā)現(xiàn)里面的學(xué)問的確不少。在工業(yè)建筑設(shè)計中，尤其是化工行業(yè)的建筑設(shè)計中，有著兩大最為突出的特點，一個是防火防爆，另一個就是防腐。若防腐設(shè)計不當，就會直接影響建、構(gòu)筑物的使用和耐久性，會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。
本文就工業(yè)建筑的防腐設(shè)計作一淺析：
2、基本概念及原則
2.1 腐蝕：在工業(yè)生產(chǎn)中，由于酸、堿、鹽及溶劑、粉塵等介質(zhì)的作用，使建筑材料發(fā)生物理或化學(xué)破壞的現(xiàn)象。腐蝕性介質(zhì)按形態(tài)和作用部位分為五大類：氣態(tài)介質(zhì)、腐蝕性水、酸堿鹽溶液、固態(tài)介質(zhì)和污染土。各種介質(zhì)對建筑材料長期作用下的腐蝕性，可分為強腐蝕、中腐蝕、弱腐蝕、微腐蝕4個等級。
2.2工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計應(yīng)遵循預(yù)防為主和防護結(jié)合的原則，根據(jù)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生介質(zhì)的腐蝕性、環(huán)境條件、生產(chǎn)操作管理水平和施工維修條件等，因地制宜，區(qū)別對待，綜合選擇防腐蝕措施。對危及人身安全和維修困難的部位，以及重要的承重結(jié)構(gòu)和構(gòu)件應(yīng)加強防護。
3、建筑防腐的設(shè)計重點
3.1 了解、熟悉生產(chǎn)工藝
作為工業(yè)院建筑工程師，應(yīng)了解整個工藝流程中生產(chǎn)的產(chǎn)品、所用的原料以及所涉及到的添加劑和中間產(chǎn)品等，同時應(yīng)當清楚整個流程由哪些裝置組成、每個裝置的作用以及哪些裝置中的介質(zhì)具有腐蝕性，其腐蝕性介質(zhì)的強度和濃度，以及腐蝕性介質(zhì)的作用機理。
3.2 熟悉設(shè)計規(guī)范，做好主要部位的防腐
3.2.1 地面的防腐
地面，在有腐蝕性介質(zhì)存在的建筑物中，它是最重要的防腐蝕部位。在化工廠的建筑設(shè)計中，往往廠房的面積很大，而大多數(shù)情況是需要防腐的部位僅限于局部，因此我們可以積極配合工藝專業(yè)，制定一個合理的布局，盡量將腐蝕性區(qū)域集中布置。圈定防腐范圍局部做圍堰，通過控制面積來控制成本。
另外，地溝和地坑的蓋板以及地漏的選材也不容忽視。由于濃硫酸的強氧化性能使鑄鐵表面生成一層保護性鈍化膜而不再繼續(xù)腐蝕，因此，在濃硫酸作用下的金屬配件宜選用鑄鐵材料制作。同樣的道理，抵御濃硝酸作用的金屬材料宜選用鋁。
3.2.2 構(gòu)件表面的防腐
構(gòu)件表面的腐蝕往往是由氣態(tài)和固態(tài)（粉塵）腐蝕性介質(zhì)造成的。對于易溶介質(zhì)和易吸濕介質(zhì)，環(huán)境的相對濕度都會對其腐蝕性強弱產(chǎn)生重大影響。
在確定構(gòu)件表面的防腐方案時，還應(yīng)當注意一些細部的處理，如混凝土構(gòu)件中經(jīng)常結(jié)露的部位，受干濕交替的作用，會導(dǎo)致局部腐蝕加重。另外樓板上洞口邊緣及底面處，常會因介質(zhì)流淌而加重腐蝕。其局部可采用不銹鋼托盤接遺漏的液體方式減少防腐影響，并針對上述位置按照腐蝕性等級采用玻璃鋼或涂料加強防護，如下圖：
鋼構(gòu)件表面的防腐一般都以刷涂料為主。除正確地選擇涂料的品種及涂刷厚度和方法之外，還應(yīng)注意到除銹的問題，因為刷涂料的防腐效果是與基層的除銹密切相關(guān)的，因此，除銹是一個不容忽視的環(huán)節(jié)，應(yīng)在防腐設(shè)計中，綜合考慮當?shù)氐氖┕l件制定出合理的除銹標準。
3.2.3 圍護結(jié)構(gòu)的防腐
3.2.3.1 墻體的防腐：對于強腐蝕，可在水泥砂漿表面再刷厚度≥100?m的涂料或聚合物水泥漿兩遍，對于防腐蝕等級不高的墻體可抹水泥砂漿面層。
3.2.3.2 門窗的防腐：一般情況下，應(yīng)首選塑料窗，并且塑料窗的配件應(yīng)采用不銹鋼和工程塑料，工廠大門宜選用平開鋼木大門，并刷防腐涂料，而不宜選用金屬推拉門、卷簾門等。
3.2.3.3 屋面的防腐：為了防止含有腐蝕性介質(zhì)的雨水漫流而腐蝕墻面，《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》第5.4條規(guī)定：屋面形式應(yīng)簡單，宜采用有組織外排水。排水構(gòu)件也宜選用玻璃鋼或硬聚氯乙烯制作。為了防止具有腐蝕性的粉塵大量堆積在屋面而加重腐蝕，《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》第5.4條規(guī)定：生產(chǎn)過程中散發(fā)腐蝕性粉塵較多的建筑物，不宜設(shè)女兒墻。
4、防腐設(shè)計中的材料選擇
在防腐設(shè)計中最重要的一個環(huán)節(jié)就是材料的選擇。要了解各種材料的特點，并結(jié)合工程的具體情況，從中選出最為合適的材料。可從以下幾個方面進行分析比較：
第一，適用對象：它涉及到腐蝕性介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，以及其存在的狀態(tài)和濃度（對液態(tài)而言）。
第二，適用條件：例如：當?shù)氐臍夂蛱攸c，若屬于嚴寒地區(qū)，就應(yīng)選擇耐低溫的材料，若屬于炎熱地區(qū)，就應(yīng)選擇耐較高溫度的材料。除此之外，還要考慮需防腐的部位是否受壓力、震動、撞擊和磨擦等。
第三，施工條件：有些防腐材料對施工過程中的原料配比、操作方法及養(yǎng)護等各個步驟的要求都比較嚴格，而有些防腐材料是因施工方法比較復(fù)雜。對于基本相同的收效及價格時，選擇施工方法簡單些的防腐材料為好。
第四，經(jīng)濟條件：例如前面地面防腐中所述，在防腐面積及材料選擇上滿足規(guī)范的前提下，做到節(jié)約成本。
5、總結(jié)
在滿足規(guī)范的條件下，結(jié)合當?shù)貤l件，注意細節(jié)的處理，進行不同方案的比較，作出合理經(jīng)濟的防腐蝕設(shè)計方案。
參 考 文 獻
關(guān)鍵詞:
鋼結(jié)構(gòu)，工業(yè)廠房，結(jié)構(gòu)設(shè)計
在這個以鋼筋混凝土為主宰的時代，鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)中的重要作用是無法替代的。經(jīng)濟的發(fā)展促使大批的工業(yè)廠房建立，這對鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用也提出了更高的要求。鋼結(jié)構(gòu)的承重能力強，這為工業(yè)廠房的安全性提供了保障;另外，鋼結(jié)構(gòu)的安裝機械化程度高，這在一定程度上加快了工業(yè)廠房的建設(shè)速度，縮短了施工期限，節(jié)省了大量成本。當然，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)并不是完美無缺的，它也存在一些問題，這就需要我們的技術(shù)人員在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的過程中注意避免這些問題的發(fā)生，以便建設(shè)出安全高質(zhì)量的工業(yè)廠房。
1鋼結(jié)構(gòu)的特性
1．1鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點如今鋼結(jié)構(gòu)的零部件都是批量生產(chǎn)，鋼結(jié)構(gòu)的安裝機械化水平極高，事先設(shè)計好的鋼結(jié)構(gòu)模型能很快地拼接好，這大大減少了施工時間;鋼結(jié)構(gòu)自重較輕，這方便了施工人員的運輸和安裝;此外，它的承重能力和抗震能力極強，地震發(fā)生時它相對于混凝土更具可靠性，不會輕易倒塌;從經(jīng)濟因素考慮，鋼結(jié)構(gòu)強度高，可塑性強，可循環(huán)利用，這大大降低了工業(yè)廠房的建設(shè)成本。同時鋼結(jié)構(gòu)廠房是廠房中比較普遍的一種，這種廠房具有很多的優(yōu)點，造型非常美觀、色彩較為鮮艷、建筑體型多樣化、工程造價較低、建設(shè)周期較短、機械化程度較高、安裝施工較為簡便、平面布局靈活易改造。并且鋼材本身材質(zhì)重量輕，材質(zhì)密度均勻，實際受力比與力學(xué)計算模型較近似，易于計算處理。
1．2鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點1)廠房內(nèi)部一般都比較寬敞，高度都會高于普通住房，而鋼結(jié)構(gòu)跨度大的特點剛好滿足了這一方面的需求;另外其自身重量比較輕，體積適中，施工人員可隨意拼接出各種不同的造型，能建設(shè)出不同形狀的建筑，比如北京鳥巢，如今它已經(jīng)是我國的標志性建筑。2)目前我國的重工業(yè)廠房大部分都是鋼結(jié)構(gòu)建成的，這主要是由廠房特殊的需要所決定的。廠房多用于機械制造設(shè)備的放置，加工器械組裝，這通常要求無障礙的寬廣空間，縱向的鋼鐵柱狀結(jié)構(gòu)往往可以保證相當長的間距，這一點對于創(chuàng)建廠房空間是十分必要的。在合理的結(jié)構(gòu)規(guī)劃下，縱向柱狀鋼結(jié)構(gòu)間距可以達到20m的范圍。3)吊車作業(yè)通常是鋼結(jié)構(gòu)廠房中最基本的操作，大量的吊車使用量和較高的吊車使用頻率對吊車的質(zhì)量提出了嚴苛的要求。為了使廠房達到較好的使用情況，盡可能的選擇承載能力較大的吊車類型，一般情況下，重級工作制即可滿足絕大部分廠房需要。4)鋼結(jié)構(gòu)，具有很強的承載能力，一般在廠房的設(shè)計建造時通常會使承重構(gòu)件具有較大的橫截面積，這進一步提高了鋼結(jié)構(gòu)的承載能力。較強的可塑性使鋼結(jié)構(gòu)承重在幾何學(xué)方面有很大的提升，最為基本的三角鋼結(jié)構(gòu)已隨處可見。5)雖然鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，但是也不能忽略一個致命的潛在問題，那就是鋼材不耐火。很多人都認為鋼材既不是易燃材料怎么會不抗火。鋼材雖然屬于不可燃材料，但是在高溫的環(huán)境中，其力學(xué)性能就會發(fā)生變化，比如屈服強度，彈性模量等都會隨著溫度的升高而降低。當溫度達到500℃以上時，降低幅度更為明顯，一般在15min左右就會喪失承重能力而發(fā)生垮塌。
2我國當前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析
2．1鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于工藝布置等方面的要求，為了拓展廠房的空間，鋼結(jié)構(gòu)廠房一般會采用框架結(jié)構(gòu)，此外，如果廠房的層數(shù)比較多且能達到一定的工藝條件時也能采用框剪結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計對其結(jié)構(gòu)布置的要求是要對稱均勻地布置柱網(wǎng)，并使廠房的質(zhì)量中心與剛度中心接近，達到降低廠房空間的扭轉(zhuǎn)作用的目的。鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)體系需要具備規(guī)則、簡捷以及傳力明確的特點，防止凹角、收縮以及現(xiàn)應(yīng)力集中或者由于豎向過多而導(dǎo)致的內(nèi)收或外挑等現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高豎向剛度的穩(wěn)定性。而在多層廠房中，由于其柱距方向尺寸小，柱子多、跨度方向尺寸大，柱子少的特點，所以一般對其采用橫向控制的方式，實現(xiàn)縱橫向的抗震能力的一致，提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能，促進鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計的經(jīng)濟性和合理性。
2．2理念的缺失我國的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計一般分為兩級，首先一般設(shè)計部門根據(jù)建設(shè)需要進行工圖的設(shè)計，在工圖設(shè)計滿足規(guī)范后移交專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計單位，由具有資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)進行二次詳圖設(shè)計。這為數(shù)不多的環(huán)節(jié)中存在著諸多問題，設(shè)計院的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計往往只有一些較為簡單的結(jié)構(gòu)布局，設(shè)計人員缺乏對鋼結(jié)構(gòu)的基本認識，單從設(shè)計方面出發(fā)而未融合鋼結(jié)構(gòu)的一些特有屬性導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點無法充分發(fā)揮。許多工程設(shè)計人員存在理論知識基礎(chǔ)不牢、缺乏實戰(zhàn)經(jīng)驗、缺乏嚴謹求實的精神，甚至有許多應(yīng)屆的大學(xué)生也參與到設(shè)計項目中來，這往往會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)項目在設(shè)計的時候就存在很大隱患。在工圖設(shè)計與二次詳圖設(shè)計交接的過程中同樣存在著諸多問題，設(shè)計院設(shè)計圖紙不規(guī)范現(xiàn)象普遍存在，設(shè)計人員經(jīng)常用一些簡單的線條，結(jié)點進行設(shè)計表達，這為二次的詳圖設(shè)計帶來很大麻煩。國內(nèi)施工單位的水平同樣參差不齊，某些規(guī)模較小的施工單位甚至還缺乏信息化的基本條件，不具備整套的計算機軟硬件設(shè)備。由于施工單位偷工減料而產(chǎn)生的“豆腐渣”工程也廣泛的存在于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的施工中。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計對工程質(zhì)量是否合格有著潛移默化的影響，我們必須以高標準來要求鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，以免工程質(zhì)量不合格造成經(jīng)濟損失和人員傷亡。
2．3鋼結(jié)構(gòu)的耐火性和抗腐蝕性有待提高通?？磥?，我們都認為鋼結(jié)構(gòu)抗火性強，其實不然，在廠房建設(shè)中它的抗火性卻成為為數(shù)不多的缺點。沸水的溫度一般為100℃，在我們看來這個溫度極高，會嚴重燙傷我們的皮膚。然而，對于鋼鐵，這是遠遠不夠的。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)的溫度達到400℃以上，那么它的強度只是常溫下強度的一半;當溫度高于600℃或甚至更高時，鋼結(jié)構(gòu)的強度就會為零?；馂?zāi)對建筑物具有毀滅性打擊，一旦建筑物著火，不僅會造成經(jīng)濟損失，還會造成許多人員傷亡，所以在廠房建設(shè)中耐火因素必須考慮到。在大型建筑物中，我們要做到未雨綢繆，提前準備好可以對鋼材料表層涂隔熱的特殊材料，這樣即使溫度達到一定的高度，對鋼材性能的影響也會大幅減弱，不會造成鋼材料強度的降低。另外，鋼材料具有一定的腐蝕性。一般建筑物都是暴露在空氣中，鋼材料在空氣中會氧化;遇到雨季，鋼結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)大面積的銹漬。這就要求我們對鋼材料采取一定抗腐蝕措施，以免鋼材料的嚴重腐蝕影響它的載重能力，造成建筑物坍塌的情況。鋼材料生銹還影響建筑物整體的美觀性。目前，我國最普遍的方式就是對鋼結(jié)構(gòu)添加保護層來使其減慢腐蝕，避免快速氧化。一般的保護層分為金屬保護層和非金屬保護層，此外還有化學(xué)保護層，保護層的選用要根據(jù)建筑物具體情況來決定。我們要知道，并不是對建筑物添加了保護層，它就不會被腐蝕，這只是減慢了腐蝕的時間，我們要對建筑物進行基層除銹，合理保護建筑物。
2．4鋼材料的傳導(dǎo)性我們都知道在空曠的鋼結(jié)構(gòu)建筑物里面，大聲說話可以聽到回音，這就是由鋼材料良好的傳導(dǎo)性決定的。另外，溫度也可以通過鋼材料進行傳遞，我們可以合理利用這一原理。比如在寒冷的冬季，我們可以將鋼材料外部的熱量傳遞到內(nèi)部，從而增加室內(nèi)溫度。一般在大型公共場合，其空間相對較大，這就為聲音的傳遞創(chuàng)造了條件，通常我們會利用反射板來解決回音的問題。
3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理改良
3．1結(jié)構(gòu)與布局的改進鋼結(jié)構(gòu)在形式方面的選擇具有一定的科學(xué)依據(jù)，不同的形式具有不同的作用。鋼結(jié)構(gòu)一般可分為網(wǎng)架、框架和平面架，我們要根據(jù)廠房的實際情況選用科學(xué)合理的鋼結(jié)構(gòu)形式。荷載的大小是在進行鋼結(jié)構(gòu)形式選擇時首要考慮的問題，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計一定要均勻，一般荷載較大的情況下選用網(wǎng)架最為合適，其能使鋼結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮最佳作用。
3．2鋼結(jié)構(gòu)截面設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)截面的合理設(shè)計極為關(guān)鍵，它必須根據(jù)各個支柱間的距離、跨度以及支柱的高度來決定。為了確保截面設(shè)計的精確性，必須對支柱各方面的測量更加細心，決不能出現(xiàn)誤差。測量時幾毫米的誤差反映在建筑物上就會被放大，會使這個建筑物處于危險狀態(tài)。所以，我們在對截面的設(shè)計中要格外的細心，以免因小的誤差引起大的事故。另外，合理的截面設(shè)計會使整個建筑物看起來更加美觀。
3．3整體結(jié)構(gòu)的改進建筑物主要框架是由鋼結(jié)構(gòu)支撐起來的，可見鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計對整個建筑物尤為關(guān)鍵。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計問題極為嚴肅，一定要聘請資深的設(shè)計人員進行設(shè)計，決不能為節(jié)約成本，聘請非專業(yè)人士，以免對整個建筑物產(chǎn)生不利影響。目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計一般以線性彈性分析為主，部分設(shè)計軟件同時也考慮到幾何非線性分析，這大大提高了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的精確性。為設(shè)計出最佳方案，我們可先用不同的設(shè)計軟件進行建模，然后請資深的專業(yè)人員再對其建模完成的數(shù)據(jù)進行分析，從而選擇出最適合廠房實際需求的方案。鋼結(jié)構(gòu)本身可以循環(huán)利用，是一種環(huán)保的建筑物料，也是我國使用最多的建筑材料。建筑物的安全性不容小視，一個建筑可以在外形上不美觀，但一定要安全可靠。在多層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，可以采用純框架和支撐框架二者合一，以加強鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。北京鳥巢是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計最為完美的代表，它不僅外觀漂亮，抗震性也極高。
3．4節(jié)點方面設(shè)計的改進鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時要考慮到節(jié)點這個因素，如果鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時分析不準確，就會使實際設(shè)計出來的節(jié)點與事先設(shè)計的節(jié)點不一致。節(jié)點的連接方式對整個建筑的安全性有著不可忽視的影響，所以一定要根據(jù)結(jié)構(gòu)傳力特點的不同選擇合適的連接方式，一般可以選擇剛接、半剛接和鉸接三種連接方式其中的一種。節(jié)點的設(shè)計要考慮到施工人員的施工條件和施工環(huán)境，以便施工人員進行合理施工。
3．5鋼材的保溫隔熱與防火及有關(guān)舉措鋼材的導(dǎo)熱性能優(yōu)良，當其處于溫度不一樣的情況下時，鋼架構(gòu)的抗拉性與塑性均會產(chǎn)生很大的變化，大致包括4個層級:第一，受熱溫度高于100℃;第二，受熱溫度在100℃～250℃區(qū)間內(nèi);第三，受熱溫度在250℃～500℃區(qū)間內(nèi);第四，受熱溫度高于500℃，而且在這4個溫度等級內(nèi)鋼架構(gòu)的抗拉性與塑性均會產(chǎn)生不同的變化，相應(yīng)的對鋼架構(gòu)造成程度不一的影響。其中當鋼架構(gòu)所受溫度在2～4區(qū)間時鋼架構(gòu)會分別產(chǎn)生藍脆反應(yīng)、漸變反應(yīng)、鋼材節(jié)后塌落反應(yīng)。從這可以知道，當鋼架構(gòu)所處環(huán)境的溫度在100℃以上的時候便一定要采用科學(xué)的隔熱舉措，來提升鋼材的抗熱性，防止鋼架構(gòu)受熱產(chǎn)生較大變化。鋼架構(gòu)的防火一般有下述幾種方式:構(gòu)建自動噴水滅火體系、設(shè)立防火帶、設(shè)立防火墻、防火門、單獨水幕。其中設(shè)立防火墻是最簡便、高效、最經(jīng)濟的方式。通常在廠房高度低于8m亦或僅需要劃分兩個區(qū)的狀況下，可設(shè)立智能噴水體系，讓防火面積增大1倍，以達到有關(guān)規(guī)定。
3．6屋蓋支撐體系設(shè)計在屋蓋支撐機制設(shè)計過程中，對支撐體系的選取與屋面防水問題應(yīng)當謹慎考慮。通常來說，屋蓋支撐體系的設(shè)計和生產(chǎn)車間高度及跨度、屋蓋架構(gòu)方式、吊車設(shè)立和噸位等要素相關(guān)，并且在大部分狀況下，不管有無檁條的屋蓋架構(gòu)均應(yīng)當設(shè)計為縱向支撐機制。在沒有檁條支撐的機制中，盡管大規(guī)模屋面板有3點與屋架焊在一起，發(fā)揮了上弦支撐的功能，可是因為作業(yè)條件的制約與裝設(shè)的需要，不管有無檁條的屋蓋均應(yīng)當在屋架上弦與天窗架上弦設(shè)立上弦水平方向支撐。此外，如果廠房屋架距離在20m以上亦或內(nèi)部設(shè)立有大噸位吊車亦或大規(guī)模震動設(shè)施，這種狀況下均應(yīng)當在廠房內(nèi)設(shè)立垂直方向的支撐。在屋蓋支撐設(shè)計過程中一定要設(shè)置好屋面坡度，天溝方式、單坡屋面長度，這是由于此些要素對于房屋防水功能的優(yōu)劣有很大程度的影響。依據(jù)相關(guān)要求，屋面坡度最小為5%，但是實際狀況應(yīng)當依據(jù)各個區(qū)域的特點進行有關(guān)調(diào)整。廠房所在地方的最大氣溫差與降水量的多少是生產(chǎn)車間單坡屋面長度的主要影響要素，可是整體而言單坡屋面長度應(yīng)當管控在70cm以內(nèi)，比70cm長的應(yīng)當特別處置。
4結(jié)語
鋼材料相對于混凝土具有許多優(yōu)勢，它的強度高，載重能力極強，可塑性高，而且它是環(huán)保建筑材料，這使得它在我國建筑業(yè)中應(yīng)用廣泛。另外，鋼結(jié)構(gòu)可以循環(huán)利用，其順應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展道路的發(fā)展方向。隨著人們生活水平的提高，人們對建筑物的觀賞性提出了更高的要求，鋼結(jié)構(gòu)可以滿足建筑物美觀方面的要求。雖然鋼結(jié)構(gòu)也存在一些問題，但是專業(yè)人員可采取一定的措施來改變現(xiàn)狀，由此看來，鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)的應(yīng)用前景相當樂觀。
參考文獻:
［1］陳飛．淺談鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計現(xiàn)狀及優(yōu)化對策［J］．城市建筑，2014(2):67-68．
前言
門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房造型美觀，施工速度快，越來越多在單層工業(yè)廠房中應(yīng)
用。當廠房內(nèi)無吊車或設(shè)置橋式吊車起重量不大于20t的中、輕級工作制
（A1-A5）的吊車，或懸掛式起重機，起重量不大于3t時，應(yīng)遵守《門式剛
架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求設(shè)計。但在很多情況下吊車噸位及廠房
高度很高，已超出《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的應(yīng)用范圍，需按
《鋼結(jié)構(gòu)》規(guī)范的要求設(shè)計。
一.結(jié)構(gòu)類型和截面形式
鋼結(jié)構(gòu)廠房應(yīng)用較多的為單跨、雙跨或多跨的單、雙坡結(jié)構(gòu)形式。門式剛架通長用于跨度為9-36米，柱距宜為6米，也可為7.5米和9米。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要為剛架柱，剛架斜梁，柱間支撐，屋面支撐，系桿，檁條和山墻骨架組成。
門式剛架的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，按構(gòu)件體系分，可分為實腹式剛架和格構(gòu)式剛架。前者梁、柱一般采用H型實腹截面，其剛度較強，但用鋼量稍多。后者一般采用小截面角鋼、鋼管等構(gòu)件組合的格構(gòu)式梁、柱截面。其加工制作較為復(fù)雜，但用鋼量較省，適用于大跨度的廠房。在門式剛架工業(yè)廠房設(shè)計中，通長采用實腹式梁柱截面。按截面形式分，有等截面和變截面。變截面與等截面相比，前者可以適應(yīng)彎矩變化，節(jié)約材料，但在構(gòu)件連接及加工制造方面，不如等截面方便。由于工業(yè)廠房內(nèi)部多設(shè)有橋式吊車，柱宜采用等截面構(gòu)件。
二.伸縮縫的設(shè)置
單層廠房伸縮縫的最大間距為70米，伸縮縫處的做法習(xí)慣上采用雙柱，雙柱基礎(chǔ)可不斷開。伸縮縫寬度一般為20-30mm.
三.支撐的布置
1.柱間支撐的布置
為保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的空間工作，提高整體剛度，承受房屋端部山墻風(fēng)力、吊車縱向剎車荷載、溫度應(yīng)力和地震作用和傳遞縱向水平力，防止桿件產(chǎn)生過大的變形，避免壓桿失穩(wěn)，以及保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，應(yīng)根據(jù)廠房的結(jié)構(gòu)形式，車間吊車的設(shè)置，振動設(shè)備以及廠房的跨度、高度、溫度區(qū)段的長度等情況布置可靠的支撐系統(tǒng)。廠房每一溫度區(qū)段應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定的柱間支撐系統(tǒng)，并與屋蓋的橫向水平支撐的布置相協(xié)調(diào)。下柱支撐應(yīng)盡可能設(shè)在溫度區(qū)段的中部，使吊車梁等縱向構(gòu)件能隨著溫度的變化比較自由地向區(qū)段兩端伸縮。當溫度區(qū)段的長度不大時，一般在溫度區(qū)段的中部設(shè)置一道下柱支撐。當溫度區(qū)段的長度大于150米時（7度）或120米時（8度，9度），應(yīng)在廠房1/3區(qū)段內(nèi)各布置一道下柱支撐，支撐間距不應(yīng)大于60米。上柱柱間支撐應(yīng)布置在廠房單元兩端和有下柱支撐的柱間。
2.屋面支撐的布置
廠房結(jié)構(gòu)應(yīng)有完整的支撐體系以形成有效的傳力途徑，首先，應(yīng)設(shè)置屋面橫向水平支撐，屋面橫向水平支撐可增強屋面剛度，保證屋面梁的側(cè)向穩(wěn)定性，將抗風(fēng)柱作用于屋面梁的風(fēng)荷載通過支撐傳至柱頂。同時在橫向交叉支撐之間應(yīng)設(shè)置剛性壓桿以形成傳遞水平力的幾何不變體系。其次應(yīng)在柱頂、屋脊及剛架轉(zhuǎn)折處設(shè)通長系桿，當抗風(fēng)柱與剛架梁上翼緣連接時，在相應(yīng)位置的端跨設(shè)置剛性壓桿，以傳遞抗風(fēng)柱傳來的力。當設(shè)有帶駕駛室且起重量大于15t的橋式吊車的跨間，在屋蓋兩側(cè)設(shè)縱向水平支撐，它可使吊車荷載產(chǎn)生的柱頂橫向荷載分布到相鄰的剛架柱，提高廠房的整體剛度。屋面橫向水平支撐應(yīng)與柱間支撐相協(xié)調(diào)，一般應(yīng)設(shè)在同一跨間，形成一個幾何不變的支撐體系。屋面縱向支撐應(yīng)盡可能同橫向支撐形成一個封閉的支撐系統(tǒng)，以增強整個廠房的剛度。對于輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房，應(yīng)在剛架梁下翼緣受壓處設(shè)置隅撐，保證剛架梁的側(cè)向穩(wěn)定性且作為剛架梁的平面外支撐點。而對于吊車起重量很大的鋼結(jié)構(gòu)廠房，其剛架梁的平面外計算長度宜取屋面交叉支撐間距離，屋面交叉支撐點處設(shè)通長系桿，在屋面支撐跨間為剛性系桿，其余跨間為拉桿即可。屋面支撐及柱間支撐桿件宜采用型鋼支撐；當?shù)踯嚻鹬亓啃∮?噸時，屋面支撐也可以采用圓鋼支撐，但應(yīng)采用花籃螺栓張緊，保證屋面的剛度。
四.拉條的設(shè)置
關(guān)于拉條的設(shè)置，拉條的力一般需傳至剛架上，在屋脊處設(shè)置斜拉條及撐桿，拉條的力在屋脊處從斜拉條及撐桿傳至檁條的端部，靠近檁條與剛架節(jié)點，相當于傳至剛架。撐桿必須與斜拉條同時設(shè)置，才能形成一個幾何不變傳力體系。同時，當屋面開天窗時，在開天窗處的下側(cè)也應(yīng)設(shè)置斜拉條及撐桿，否則拉條的力都傳至開孔處的檁條，如果這根檁條不加強，很可能造成這根檁條的強度不足而產(chǎn)生破壞。當墻面開窗時，應(yīng)在窗洞下設(shè)斜拉條及撐桿，把窗下側(cè)的力傳至剛架。有時當墻面很高時，僅在墻面頂處設(shè)置斜拉條及撐桿就不一定能瞞足要求，應(yīng)在墻面增設(shè)撐桿及斜拉條，可將一部分力傳至相鄰的剛架柱上。對于墻板，特別是單側(cè)掛板的墻面，宜設(shè)置雙拉條，外側(cè)拉條的作用作為墻板在豎向自重下的墻梁支撐點，里側(cè)拉條可作為墻梁在水平風(fēng)荷載下受壓翼緣的側(cè)向支點，以提高墻梁在風(fēng)荷載作用下的整體穩(wěn)定性。對于屋面檁條，由于屋面板一般為扣合式，屋面板與檁條間可有微小錯動，并不能約束檁條上翼緣，應(yīng)在高度三分之一處設(shè)置拉條。當柱距大于6米時，應(yīng)在三分之一處各設(shè)一道拉條。
五.梁柱拼接節(jié)點設(shè)計
剛架斜梁與柱的連接為剛接，可采用端板豎放，端板橫放，和端板斜放3種形式。端板斜放，施工比較困難，所以一般不采用。橫梁拼接時宜使端板與構(gòu)件外邊緣垂直。主剛架構(gòu)件的連接宜采用高強螺栓，宜采用承壓型和摩擦型連接。
六.柱腳設(shè)計
當廠房內(nèi)無吊車時，柱腳可采用鉸接。當設(shè)有吊車、檐口高度較高或剛度要求較高時，柱腳與基礎(chǔ)可采用剛性連接，這樣可以提高廠房的整體剛度，減小剛架側(cè)移。6，7度時可采用外露式柱腳，8，9度時可采用埋入式，插入式柱腳，也可采用外包式柱腳。近年來，將鋼柱直接插入混凝土內(nèi)用二次澆灌層固定的插入式剛接柱腳已經(jīng)頻繁用于單層工業(yè)廠房中，效果很好，并不影響安裝調(diào)整。這種柱腳構(gòu)造簡單，節(jié)約鋼材且安全可靠，可用于大跨度、有吊車的廠房中。
七.基礎(chǔ)設(shè)計
對于鋼結(jié)構(gòu)廠房鉸接柱腳，基礎(chǔ)僅受軸心荷載作用，設(shè)計比較簡單；而對于剛性固定柱腳，基礎(chǔ)則要受偏心荷載作用，對于鋼結(jié)構(gòu)廠房，鋼構(gòu)件自重較輕，水平地震作用較小，水平控制荷載多為水平風(fēng)荷載和吊車荷載。當風(fēng)荷載與吊車荷載很大時，在偏心荷載的作用下基礎(chǔ)底面反力不均勻，造成偏心距過大，基地壓力很不均勻，壓力最大值將大幅度增加，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)傾斜，影響吊車廠房的正常使用。對一般帶吊車廠房的柱基礎(chǔ)要求Pmin>0（e≤b/6），即不出現(xiàn)基礎(chǔ)底面與地面脫離的情況。由于外界因素，基礎(chǔ)不可以做的過大時，可以通過增加壓重的辦法減小偏心距，從而減小基礎(chǔ)的大小?？梢圆扇∫韵聝煞N方法：一是增加基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)短柱加高，柱底標高不變，這樣既不影響柱子，又可以減小基礎(chǔ)大小。二是廠房底部設(shè)置磚墻，使墻體自重通過基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)上，也達到增加壓重的目的。
八.總結(jié)
1.要根據(jù)廠方內(nèi)部吊車情況及廠房高度來選擇應(yīng)該遵循的規(guī)范。
2.單層鋼結(jié)構(gòu)廠房在有吊車的情況下宜選擇等截面柱，剛性固定柱腳。
3.為確保廠房承重結(jié)構(gòu)的正常工作，提高整體剛度，廠房內(nèi)柱間支撐，屋面水平支撐及系桿的合理布置極為重要。
4.鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)偏心距較大，可以通過增加基礎(chǔ)自重的方法來減小基礎(chǔ)面積。
參考文獻
1.《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 102-2002
2.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 50017-2003
3.《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB 50011-2010
中圖分類號：V268.1文獻標識碼：A文章編號：
1、工業(yè)廠房設(shè)計理念 隨著現(xiàn)代建筑的改變，工業(yè)廠房設(shè)計除了考慮功能的實用性，還應(yīng)賦予建筑以科技化，人性化，多元化的特性，使工業(yè)廠房不僅滿足其使用功能，也能體現(xiàn)工業(yè)建筑的藝術(shù)美，賦予了現(xiàn)代工業(yè)建筑新的設(shè)計理念。① 節(jié)能設(shè)計：節(jié)能是可以持續(xù)發(fā)展的工業(yè)廠房最普遍、也是最明顯的特征。它包括以下的兩個方面，一是建筑中的營運低能耗， 二是建造工業(yè)廠房過程中的本身低能耗。這兩個方面可以從某些工業(yè)廠房中來利用太陽能、自然通風(fēng)、天然采光和新產(chǎn)品的運用所體現(xiàn)出來。② 綠色設(shè)計：就是指從建筑中的原材料、工藝的手段、工業(yè)的產(chǎn)品、設(shè)備到能源的使用，從工業(yè)的營運到廢物的二次使用等所有環(huán)節(jié)都不對環(huán)境所構(gòu)成威脅，綠色設(shè)計應(yīng)摒棄盲目的追求高科技中的做法，強調(diào)高科技與適宜的技術(shù)并舉。③潔凈的設(shè)計：潔凈設(shè)計是強調(diào)在生產(chǎn)與使用工程中做到盡量堅守廢棄物的排放并設(shè)置好廢棄物的處理與回收的利用系統(tǒng)， 以實現(xiàn)無污染。這是工業(yè)廠房可持續(xù)發(fā)展的較重要措施，強調(diào)了對建設(shè)中的用地與建筑材料、采暖空間資源再生的利用，因此有效的利用資源和能源，實現(xiàn)技術(shù)的有效性和生態(tài)的持續(xù)發(fā)展，建造負責(zé)，具有生態(tài)環(huán)境的工業(yè)廠房常成為必然。
2、以某工程為例分析工業(yè)廠房的建筑設(shè)計
2.1廠區(qū)總體規(guī)劃設(shè)計
區(qū)共分為四個區(qū)，分別由廠前部分的辦公研發(fā)區(qū)，廠區(qū)中部的生產(chǎn)區(qū)和裝卸區(qū)，后勤保障區(qū)、廠區(qū)后部的儲存區(qū)組成。
設(shè)計根據(jù)工藝生產(chǎn)流程及貨運物流的特點，以廠區(qū)最主要的建筑精煉車間和小包裝奶油車間的布置為核心，將精煉車間和小包裝奶油車間等主要生產(chǎn)線布置于廠區(qū)的中部，將研發(fā)中心布置在廠前區(qū)靠近松林山路位置。
小包裝車間和收發(fā)油棚為了方便出貨方便，在前面設(shè)置裝卸區(qū)大廣場，從廠區(qū)主入口進入以后，車輛可以集中在廣場上裝卸，減少了外來車輛對廠區(qū)內(nèi)部的影響和方便了對外來人員的管理。
精煉車間的西部，緊鄰輔助部分工務(wù)中心和污水處理池等后勤保障區(qū)。
油罐區(qū)和油泵房位于廠區(qū)后部的儲存區(qū)，緊靠小包裝奶油車間的西面布置，方便市政管架的接入和產(chǎn)品的存儲，以上布置均緊靠主生產(chǎn)線以利于減少水、電、汽的管線距離，達到節(jié)約管材和能源的目的
廠前區(qū)緊靠松林山路有研發(fā)中心、門衛(wèi)室、停車場等。貨運流線和人流的分設(shè)，避免了人流和貨流的交叉，門衛(wèi)室設(shè)在人流路線和貨運路線的中間實行集中管理，有效控制。研發(fā)中心和生產(chǎn)區(qū)之間用隔離綠化帶分割開來，中間增設(shè)二道門，方便工人工作和生活的有序管理，同時在整個廠區(qū)的空間設(shè)計上保持一致性和連貫性，以達到對外來人員和貨車司機有足夠的活動空間和管理，不至于和廠區(qū)的其他工作人員交叉影響。
2.2廠區(qū)單體建筑設(shè)計
（1）廠區(qū)配套用房設(shè)計
包括門衛(wèi)室，垃圾站，研發(fā)中心。
門衛(wèi)室是單層建筑，混凝土框架結(jié)構(gòu)，高3.75m，建筑面積144m2。
研發(fā)中心是三層建筑，混凝土框架結(jié)構(gòu)，高13.85m，建筑面積3379.08m2。
垃圾房是單層倉庫，火災(zāi)危險性戊類，耐火等級二級，混凝土框架結(jié)構(gòu)，高3.75m，建筑面積32 m2。
（2）.加工生產(chǎn)區(qū)設(shè)計
由精煉車間和小包裝奶油車間、收發(fā)油棚。
精煉車間為四層鋼結(jié)構(gòu)廠房,高35.8米 ，火災(zāi)危險性丙類，耐火等級二級，建筑面積6943.46m2。
小包裝奶油車間為三層鋼結(jié)構(gòu)廠房,高21.2米 ，火災(zāi)危險性丙類，耐火等級二級，建筑面積14638.5m2。
收發(fā)油棚屬于油罐區(qū)的附屬設(shè)施是構(gòu)筑物，高9.75m，火災(zāi)危險性丙類，耐火等級二級，計算容積率建筑面積519.1m2。
（3）儲存區(qū)設(shè)計
儲油罐區(qū)包括8個5000 m3油罐、10個3500 m3油罐、7個2500 m3油罐、9個1500 m3油罐、1個10 m3熱水罐、1個200 m3脂肪酸罐。因儲罐區(qū)儲罐閃點為280°C-300°C與油相同，油罐區(qū)儲罐布置同油罐，按《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》6.2.9規(guī)定，儲罐排數(shù)不限。
油泵房是油罐區(qū)的附屬設(shè)施單層建筑，混凝土框架結(jié)構(gòu)，高4.7m，火災(zāi)危險性丙類，耐火等級二級，建筑面積252.0m2。
.(4)后勤服務(wù)區(qū)設(shè)計
第四個區(qū)由工務(wù)中心、污水處理池組成。
工務(wù)中心為混凝土框架結(jié)構(gòu)廠房,高5.2米 火災(zāi)危險性丙類，耐火等級二級，建筑面積837.0 m2；
污水處理池是油罐區(qū)的附屬設(shè)施,構(gòu)筑物，由相關(guān)專業(yè)公司進行設(shè)計。
2.3廠區(qū)豎向設(shè)計
廠區(qū)現(xiàn)有地勢東高西低，按不同的功能分區(qū)分為三個不同標高的臺地。其中廠前區(qū)研發(fā)中心場地設(shè)計標高為黃海高程15.65m，廠區(qū)中部小包裝奶油車間和精煉車間及收發(fā)油棚和裝卸貨廣場場地設(shè)計標高為黃海高程15.0m，廠區(qū)西部油罐區(qū)場地設(shè)計標高為黃海高程13.60m。
不同標高的臺地之間用綠化和道路放坡過渡。
豎向設(shè)計將根據(jù)地勢將雨水經(jīng)過道路邊的集水井匯集后排入地下排水管網(wǎng)接市政總管排放。
廠區(qū)總平面布置根據(jù)廠方提供的廠區(qū)地形紅線圖及其坐標系（鎮(zhèn)江坐標系），高程系（黃海高程）進行設(shè)計。
道路縱坡大約0.3％，主次出入口處2％，油罐區(qū)兩側(cè)的道路坡度約為0.6%。路寬大于等于6m橫坡采用雙坡，坡度1.5%，小于
2.4廠區(qū)道路設(shè)計
廠區(qū)的主要出入口布置在廠區(qū)的東面松林山路，松林山路段圍墻為低矮、通透式的圍護結(jié)構(gòu)。
全廠貨運以陸路運輸為主。工廠內(nèi)道路設(shè)計：運輸繁忙的主車道設(shè)計為18 m、9 m，普通雙車道為6 m，消防車道寬度不小于4.0 m。廠區(qū)內(nèi)道路路面設(shè)計為高壓成品混凝土塊，以減少運輸作業(yè)時產(chǎn)生的塵土，通過次要道路將主要道路聯(lián)系起來，并形成封閉環(huán)線，進一步優(yōu)化交通流線，并可作為消防通道使用。
2.5廠區(qū)綠化景觀設(shè)計
通過集中綠化帶和道路綠化相結(jié)合的方式塑造綠化景觀，有些車間是有食品潔凈要求的，這些車間周邊就只能布置硬地，植被也只能以植草為主，綠化較為單一，在主入口處設(shè)景觀廣場集中綠化布置，常綠喬木、開花喬木與開花灌木結(jié)合，實現(xiàn)隨季節(jié)變更出現(xiàn)不同的植被特色，豐富視覺感受和綠化層次，改善辦公和生產(chǎn)環(huán)境。
2.6節(jié)能環(huán)保設(shè)計
廠區(qū)總體定位：打造一個可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、環(huán)境優(yōu)美的廠區(qū)。
采取的節(jié)能措施有生產(chǎn)車間采用新型高效環(huán)保型的工藝設(shè)備，以節(jié)約能耗，研發(fā)中心和門衛(wèi)室等建筑采用新型節(jié)能墻體和屋面材料和節(jié)能玻璃來降低能耗，廠區(qū)燈具都采用節(jié)能型燈具等。
2.7廠區(qū)消防設(shè)計
廠區(qū)內(nèi)建筑之間的消防間距根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，高層廠房與其他廠房之間的防火間距為13m,其它廠房防火距離大于等于10m,根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》表4.2.1丙類液體儲罐距離民用建筑防火間距不小于25m,距離一二級廠房建筑不小于20 m，表4.2.7丙類液體儲罐距離收發(fā)油棚（丙類液體裝卸鶴管）和油泵房防火間距不小于10m，以上防火間距滿足消防要求。
中圖分類號：V351.19 文獻標識碼：A 文章編號：
引言：目前汽車工廠的供油形式根據(jù)用途可大致分為兩類：
間歇性加注機供油。主要應(yīng)用于整車下線時，由加油機向油箱注油以及整車試驗時向試驗車輛加油。如：總裝車間、檢測車間、整車耐久試驗室等。
連續(xù)性試驗室供油。主要應(yīng)用于研發(fā)中心各試驗室發(fā)動機臺架試驗供油。如：發(fā)動機性能試驗室、耐久試驗室、NVH試驗室等。
各個車間及試驗室應(yīng)采用氣動隔膜泵還是電動潛油泵供油？油庫應(yīng)該設(shè)置多大容量為宜？如何確定設(shè)計方案、解決設(shè)計過程中的關(guān)鍵問題成為供油系統(tǒng)設(shè)計的重中之重。
1.油庫容量的確定
確定油庫容量，需要確定單罐容量以及設(shè)置儲油罐的數(shù)量。
1.1單罐容量的確定
首先，要根據(jù)供油系統(tǒng)的用途區(qū)別分析。
對于間歇性整車加注機供油，根據(jù)每小時下線汽車的數(shù)量（節(jié)拍），每輛車需要加注燃油的容量，以及每天生產(chǎn)的小時數(shù)（班制）即可確定每天所需的燃油加注量。
對于連續(xù)性發(fā)動機試驗室供油，根據(jù)每個發(fā)動機臺架每小時平均耗油量，發(fā)動機臺架的數(shù)量，以及每天進行試驗的小時數(shù)即可確定每天所需的試驗供油量。
其次，經(jīng)廠方能源管理部門與當?shù)毓┯筒块T協(xié)商，確定廠外油罐車向廠內(nèi)油庫供油的頻率，即每次供油間隔的天數(shù)（一般為2~14天）。
由全廠每天所需的供油量及罐車供油間隔的天數(shù)，便可確定油庫單罐容積。
1.2油罐數(shù)量的確定
無論整車廠加油機還是試驗室供油系統(tǒng)，均有可能需求多種油品，如93#、97#汽油，-10#、0#柴油，以及其他類特殊油品等。為保證各種油品不混用油罐及供油管道，一般采取各種油品分別設(shè)置油罐、油泵及管道系統(tǒng)等。因此，油罐的數(shù)量與供油標號的數(shù)量一致。
2．油庫防火間距的確定
2.1石油庫儲存油品的火災(zāi)危險性分類：
根據(jù)國家標準要求柴油閃點不低于55℃，但是我國目前僅有-35#柴油閃點低于60℃，為乙類。其他標號柴油均高于60℃，為丙類。汽油閃點為-50℃~-20℃，為甲類。因此，在設(shè)計過程中通常將汽油、柴油分別定性為甲類、丙類。
2.2石油庫的等級劃分：
現(xiàn)階段我國汽車行業(yè)的各整車工廠、發(fā)動機工廠、研發(fā)中心等項目，其配套的油庫儲量一般均不大于1000m3，為五級石油庫。
2.3企業(yè)附屬石油庫與本企業(yè)建筑物、構(gòu)筑物、交通線等的安全距離（m）：
注：1.當甲、乙類油品與丙類油品混存時，丙類油品可按其容量的20%折算計入油罐區(qū)總?cè)萘俊?/p>
2.對于埋地臥室油罐和儲存丙B類油品的油罐，本表距離可減少50%，但不得小于10m。
2.4石油庫內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物之間的防火距離（m）：
注：1.四、五級石油庫內(nèi)各建筑物、構(gòu)筑物之間的防火距離，V≤1000時可減少25%。
2.5車間供油站站內(nèi)油罐、油泵房、與本車間廠房、廠內(nèi)道路等的防火距離（m）：
設(shè)置在企業(yè)廠房外的車間供油站，其甲、乙類油品儲罐容量不大于20m3且為埋地臥室油罐，或丙類油品儲罐的容量不大于100m3。油泵房與埋地臥室油罐的防火距離不應(yīng)小于3m。布置在露天或棚內(nèi)的油泵與油罐的距離可不受限制。
3.油泵形式的選擇
油庫供油通常選用電動潛油泵及氣動隔膜泵兩種方式。
電動潛油泵的特點如下：
（1）一臺潛油泵可供應(yīng)多支加油槍；
（2）可用于汽油、柴油、煤油及汽油和四醇的混合燃料；
（3）具有過熱自我保護功能；
（4）油品輸送距離遠大于自吸式油泵；
（5）結(jié)構(gòu)緊湊、噪音低；
（6）具有油汽分離功能。
氣動隔膜泵的特點如下：
（1）壓縮空氣做動力，不會過熱，無有害氣體排出；
（2）具有自吸功能；
（3）可以空運行，可以潛水工作；
（4）沒有復(fù)雜的控制系統(tǒng)、電纜、保險絲等；
（5）體積小、重量輕、便于移動；
（6）無需，維修簡便，不會由于滴漏污染工作環(huán)境等。
對于間歇性加油槍供油，通常選用電動潛油泵供油，采用提槍啟泵、掛槍停泵，扳機控制出油的控制方式。
由于潛油泵基本都具備超壓保護、過熱保護等功能，且直接設(shè)置在油罐出油口。相比較氣動隔膜泵系統(tǒng)，潛油泵不需另設(shè)設(shè)備基礎(chǔ)，不需增加額外的壓力控制、超壓保護等裝置，安裝施工、設(shè)備維護及使用操作上更加方便。因此，目前整車工廠、整車試驗室、各加油站供油系統(tǒng)一般均采用潛油泵的供油方式。而加油槍與潛油泵一體式加油機在安裝和使用上將更加簡便，目前在汽車工廠內(nèi)的應(yīng)用較多。
對于連續(xù)性試驗室供油，通常選用氣動隔膜泵供油，采用背壓啟動，即用即供的控制方式。
根據(jù)潛油泵廠家提供的資料，潛油泵一般要求實際輸油量不應(yīng)小于設(shè)計流量的20%。因此，在試驗室供油系統(tǒng)中，設(shè)計流量是根據(jù)全部試驗間平均用油量經(jīng)計算確定，若特殊情況下僅有個別試驗間進行試驗，耗油量未達到設(shè)計流量20%時，潛油泵則不能滿足其供油要求。因此，在試驗室用油點較多的情況下，一般均選用氣動隔膜泵的供油方式。設(shè)計時還應(yīng)注意，選用氣動隔膜泵的供油方式時，需設(shè)置超壓保護裝置，或選用電接點壓力表與電磁閥聯(lián)鎖控制，或選用壓力安全閥并設(shè)置回油系統(tǒng)。
4.供油壓力的控制及超壓保護的措施
對于潛油泵系統(tǒng)，根據(jù)供油距離及高度經(jīng)計算選定油泵揚程即可，且潛油泵自帶超壓保護及回流措施。因此，潛油泵系統(tǒng)對壓力控制及超壓保護的實現(xiàn)比較簡單。
對于氣動隔膜泵系統(tǒng)，試驗間發(fā)動機用油壓力約為0.05MPa，經(jīng)計算管道壓力損失后，油庫供油泵供油壓力一般設(shè)為0.2~0.3MPa。氣動隔膜泵為背壓啟動，壓縮空氣壓力即為油泵供油壓力，因此需將壓縮空氣由壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)供氣壓力為0.2~0.3MPa。由于各用油點位置不一，其供油管道距離、壓力損失也不相等，為保證各個用油末端壓力穩(wěn)定且一致，一般采取在供油管道末端設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥及隔膜罐的方式，將末端供油壓力穩(wěn)定設(shè)置在約0.05MPa。
由于隔膜泵為背壓啟動，其供油壓力與供氣壓力相同，若壓縮空氣管路出現(xiàn)問題（如壓縮空氣調(diào)壓閥失靈等），可能產(chǎn)生壓縮空氣超壓，導(dǎo)致供油壓力超壓的狀況。供油系統(tǒng)超壓保護的措施有：
（1）電接點壓力表加電磁閥。在油泵出油管設(shè)置電接點壓力表，上限壓力設(shè)定為設(shè)計壓力的1.10倍。并在油泵供氣管設(shè)置電磁閥與電接點壓力表聯(lián)鎖控制。當供油管道超壓，達到設(shè)計壓力1.10倍時，電接點壓力表傳輸信號至氣路電磁閥，進行關(guān)閉動作，停氣停油。當故障排除后，根據(jù)設(shè)定的下限壓力，電接點壓力表傳輸信號至電磁閥，進行開啟動作，供氣供油。
（2）安全閥加回油管。在油泵出油管設(shè)置安全閥，并設(shè)回油管至油罐回油口，設(shè)定安全閥開啟壓力為設(shè)計壓力的1.10倍。當供油管道超壓，達到設(shè)計壓力1.10倍時，安全閥自動開啟，轉(zhuǎn)至回油管道，回到儲油罐內(nèi)。當故障排除后，接通供氣、供油管路恢復(fù)供油。
結(jié)語：
要做好工業(yè)項目供油系統(tǒng)的設(shè)計，需要對以往項目進行歸納總結(jié)，結(jié)合相關(guān)規(guī)范及設(shè)計手冊，分析研究，才能逐步提高設(shè)計水平，在符合規(guī)范的前提下，做出既滿足業(yè)主需求又能最大程度降低成本的優(yōu)秀設(shè)計方案。
Abstract: the door frame structure is currently in the single industrial workshop in a wide range of applications, this paper in combination with an industrial plant construction practice and related material, according to the design and material choice, discusses the door frame of the construction of the factory building, processes and key points of attention, can provide reference for similar project and reference.
Keywords: steel structure; Plant design; Material selection
中圖分類號： TU391 文獻標識碼： A 文章編號：
0引言
門式剛架結(jié)構(gòu)因其自重輕、施工速度快、工業(yè)化程度高、抗震性能好、構(gòu)件工廠制作、安裝方便、綜合經(jīng)濟和社會效益好、環(huán)保等優(yōu)點在工業(yè)建筑工程中被廣泛應(yīng)用，并因此成為鋼結(jié)構(gòu)房屋體系中發(fā)展最快的一種。2002年國家頒布了CECS102：2002門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(以下簡稱《門剛規(guī)程》)，為門式剛架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了更有利的條件。
1 項目概況
上海新研工程有限公司廠房為大跨度單層四跨廠房，廠房上部結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。跨度為18m，柱距為7.5m，全長120m，車間內(nèi)設(shè)有四臺吊車，為28t/5t橋式吊車和10t中級(A5)電動單梁吊車，工字形鋼吊車梁，吊車軌頂標高為9.8m及11.0m，柱頂標高為11.3m~14.2m，護采用彩色鋼板夾聚苯乙烯保溫板。其中28t/5t橋式吊車那跨柱子采用的是格構(gòu)式的柱子，綴條式構(gòu)件。
2設(shè)計方案
2.1結(jié)構(gòu)形式分析
對于設(shè)計人員，如何確定工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)形式是非常重要的。工業(yè)廠房一般有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)適用于跨度比較小、無起重或小起重設(shè)備的廠房；鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)是工業(yè)廠房最常用的結(jié)構(gòu)形式之一，但由于其剛度大、自重大，地震力也大，占用場地大、施工工期較長；而鋼結(jié)構(gòu)廠房(特別是門式剛架廠房)相比有以下優(yōu)點：
1)自重輕、柔性好、抗震性能好；
2)安裝方便、施工工期短；
3)輕鋼結(jié)構(gòu)是一種綠色環(huán)保結(jié)構(gòu)，具有較高的利用價值。由于本工程廠房跨度較大，起重吊車噸位較高，施工場地小，工期要求短，所以選擇了門式剛架結(jié)構(gòu)。
2.2柱距、跨度設(shè)計
工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)布置中，在滿足場地的條件下，符合設(shè)備布置、工藝合理的要求下，應(yīng)優(yōu)先考慮廠房的最優(yōu)柱距和最優(yōu)跨度。對于常用剛架廠房，其跨度一般為9m～36m。在選擇廠房跨度時，不宜盲目追求大跨度或小跨度，而要根據(jù)實際情況，選擇合理的經(jīng)濟跨度。
2.3荷載取值
門式剛架廠房結(jié)構(gòu)主要荷載為吊車荷載、豎向自重荷載、雪荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載等。計算鋼梁時《門剛規(guī)程》規(guī)定屋面活荷載為0.5kN/m2，但構(gòu)件的荷載面積大于60m2時，取值為0.3kN/m2；雪荷載按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中的要求進行計算，根據(jù)不同類別的屋面形式，屋面積雪分布系數(shù)按表6.2.1采用，但必須注意表中的小注，否則就會出錯。屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時組合。
吊車荷載是工業(yè)廠房的最主要荷載，分為吊車豎向荷載和吊車水平荷載。按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中的要求，吊車豎向荷載標準值，應(yīng)采用吊車最大輪壓或最小輪壓；吊車橫向水平荷載取值時一定要分清軟鉤吊車和硬鉤吊車，取值是不一樣的。在此特別注意的是GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范在計算重級工作制(A6～A8)吊車梁及其制動結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定性以及連接的強度時，應(yīng)考慮由吊車擺動引起的橫向水平力HK(此水平力不與建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的吊車橫向水平荷載同時考慮)，HK=apk.max，通常情況下此橫向水平力要比建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的吊車橫向水平荷載大。
2.4剛架梁柱設(shè)計
門式剛架是梁、柱單元構(gòu)件的組合體，是主要的承重構(gòu)件。剛架梁柱的截面尺寸應(yīng)根據(jù)其跨度、柱距、屋面荷載及吊車噸位確定。一般門式剛架由變截面的實腹焊接工字型或軋制H型截面柱和梁組成。剛架斜梁一般情況下，當跨度小于24m時采用等截面，當跨度不小于24m時采用變截面。在門式剛架廠房結(jié)構(gòu)體系中，常采用單跨、雙跨、多跨、雙坡或單坡的單層門式剛架。
屋蓋宜采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼檁條；外墻宜采用壓型鋼板墻面板和冷彎薄壁型鋼墻梁。通常廠房外墻在離地面1.5m高范圍內(nèi)采用磚砌體，以防腐蝕、碰撞發(fā)生損壞。
3材料設(shè)計
3.1鋼材設(shè)計
作為設(shè)計人員，應(yīng)充分了解各種型號鋼材市場價格后，對鋼材的選用進行優(yōu)化設(shè)計，并根據(jù)截面強度和結(jié)構(gòu)變形等不同強度選用相應(yīng)的鋼材。一般廠房的門式剛架等構(gòu)件宜采用Q235-B或Q345-A的鋼。
3.2螺栓設(shè)計
對于廠房門式剛架的柱與梁、梁與梁的連接，一般采用高強度螺栓(8.8級或10.9級)。在設(shè)計說明中應(yīng)給定高強度螺栓的性能等級和連接材料的摩擦數(shù)。目前廠房設(shè)計一般用摩擦型連接。地腳螺栓一般采用C級螺栓，C級螺栓與構(gòu)件固定后，應(yīng)采用雙螺帽或?qū)⒙萁z絲口打毛等其他有效措施，防止松動。
4連接節(jié)點設(shè)計分析
連接節(jié)點的設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要內(nèi)容之一。鋼結(jié)構(gòu)的連接方法可分為焊接、鉚接、普通螺栓連接、高強螺栓連接。
4.1梁柱或橫梁節(jié)點設(shè)計
工業(yè)廠房一般情況下梁柱或橫梁節(jié)點的連接采用高強螺栓連接或高強螺栓焊連接。
端板連接是門式剛架目前實際工程中應(yīng)用最多的梁柱或橫梁間節(jié)點連接類型，主要有外伸式、平板式、外伸式加肋等幾種形式。加勁肋能大大提高節(jié)點抗彎能力，有效減少螺栓數(shù)量和端板厚度，故一般優(yōu)先選用外伸式加肋的節(jié)點形式。
對于有吊車及大跨度，大荷載廠房的梁柱節(jié)點，應(yīng)采用全焊與螺栓焊連接節(jié)點，此焊連接節(jié)點具有節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度大，工程費用低，但高空焊接工作量大。
4.2柱腳連接設(shè)計
廠房的鋼柱與混凝土基礎(chǔ)通過錨栓連接形成了柱腳。柱腳根據(jù)能否抵抗彎矩分為剛接柱腳或鉸接柱腳。確定柱腳的剛接和鉸接，關(guān)鍵在于錨栓布置。柱腳的區(qū)別在于對側(cè)移的控制，如果結(jié)構(gòu)對側(cè)移控制較嚴，則采用剛接柱腳，其余情況下，柱腳可設(shè)計成鉸接。另外，如果底板和基礎(chǔ)頂面的摩擦不能滿足柱底剪力的傳遞要求，則須設(shè)置抗剪鍵，通常對有吊車的廠房需設(shè)置抗剪鍵。本工程就設(shè)置了抗剪鍵。
5防腐蝕和防火設(shè)計分析
5.1防腐蝕設(shè)計
鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點非常多，但它生銹腐蝕是一個致命的缺陷。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕不僅可能造成巨大的經(jīng)濟損失，也給結(jié)構(gòu)的安全帶來了隱患。本人曾經(jīng)遇到過某選煤廠主洗煤車間，由于經(jīng)常用水，車間內(nèi)環(huán)境非常潮濕，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)廠房下部工字形鋼柱結(jié)構(gòu)腐蝕非常嚴重，有的柱腹板、翼緣板局部已腐蝕透，給主洗煤車間造成非常大的安全隱患。所以鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計和施工非常重要。
鋼結(jié)構(gòu)的防腐包括防銹和涂裝：
1)鋼結(jié)構(gòu)的防腐關(guān)鍵在于除銹。只有徹底除銹才能消除隱患。除銹宜用噴砂或拋丸除銹，除銹等級不低一般為Sa2.5；2)鋼結(jié)構(gòu)表面在涂底漆之前，應(yīng)徹底清除鐵銹、焊渣、毛刺、油污、漆層、積水、積雪及泥土等；3)在鋼結(jié)構(gòu)表面刷防腐涂料，并應(yīng)給定涂膜厚度。
5.2防火設(shè)計
根據(jù)GB50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范中的要求進行防火設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)耐火性能差，其耐火極限僅為15min，廠房是否進行防火設(shè)計應(yīng)根據(jù)廠房的生產(chǎn)類別和耐火極限來確定，對于耐火等級為二級的廠房，當廠房的生產(chǎn)類別為丁、戊類時可不進行防火設(shè)計；對于廠房的生產(chǎn)類別為甲、乙、丙類時應(yīng)進行防火設(shè)計。必須對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面采取防火措施，主要有：涂抹防火涂料；將耐火輕質(zhì)板作為防火外包層；在構(gòu)件澆筑混凝土或砌筑耐火磚。一般門式剛架的承重鋼結(jié)構(gòu)宜采用防火涂料防火。板、梁一般采用超薄型及薄型防火涂料，柱采用厚型防火涂料。
6結(jié)語
綜上所述，本車間建成投產(chǎn)后，使用良好，獲得了建設(shè)單位的一致好評。作為工程設(shè)計人員，先后完成了多項門式剛架廠房的設(shè)計，取得了一些設(shè)計經(jīng)驗。
隨著門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)的日益成熟，門式剛架在工業(yè)廠房中的應(yīng)用前景非常廣闊。設(shè)計師一定要與時俱進，時刻掌握設(shè)計新理念，設(shè)計出更加經(jīng)濟、合理、安全、環(huán)保的門式剛架結(jié)構(gòu)廠房。
參考文獻：
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[3]GB50009-2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(2006年版)[S].
一、大型排架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計要點
1、基本體系
單層排架結(jié)構(gòu)的承重體系主要是由橫向平面排架和縱向平面排架組成。橫向平面排架一般是由若十榀跨度和截面相同的橫向柱列和屋架組成，是廠房的基本承重結(jié)構(gòu)。廠房結(jié)構(gòu)承受的豎向荷載(結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載和吊車豎向荷載)及橫向水平荷載(風(fēng)荷載、吊車橫向水平荷載和橫向水平地震作用)等都主要是通過橫向平面排架傳到基礎(chǔ)和地基的?？v向平面排架則是由縱向柱列和柱間支撐、屋架支撐、抗風(fēng)柱等組成，其主要作用是保證廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性，并承受縱向風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載、縱向水平地震作用等。
2、計算方法
目前，在設(shè)計過程中，為計算方便，普遍假定各個橫向平面排架之間以及各個縱向平面排架之間是互不聯(lián)系、獨立工作的。而且由于廠房一般都較長，縱向平面排架的柱列較多，抗側(cè)剛度較大 每根柱實際承受的水平力較小，因此，往往不進行縱向排架計算而只進行橫向排架計算 可采用的是中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的PKPM系列軟件中的PK軟件進行橫向排架汁算。建模時考慮以下2個假定條件：
（1）柱下端與基礎(chǔ)固接，上端與屋架交接。屋架簡化為剛度無限大的剛性桿，其變形忽略不計：
（2）不考慮排架之間的空間作用，即各榀排架之間是獨立工作，互不聯(lián)系的平面體系，因此只需要選取其中任意一榀排架進行計算即可。
3、排架柱
單層廠房豎向荷載一般并不太大且混凝土受壓承載力較高，因此宜采用工型柱，這樣做不僅能降低造價還能減輕自重，對基礎(chǔ)的受力有利。排架柱的截面及牛腿尺寸(含所需埋件等)均可根據(jù)廠房吊車起重量、軌頂標高等按國標定型圖合理選用，不應(yīng)過大。設(shè)計中更重要的工作是確定牛腿、軌頂和柱頂?shù)忍幍臉烁撸瑯烁叽_定的依據(jù)是甲方單位提供的將采用的吊車的各項準確參數(shù)．一般應(yīng)保證屋架下鉉的最下部位距吊車的最高部位的凈空尺寸不小于200毫米。
4、抗風(fēng)柱
抗風(fēng)柱的主要作用是承受縱向風(fēng)荷載，其下端一般做成固端，上端一般與屋架上弦鉸接．抗風(fēng)柱的柱頂標高應(yīng)低于屋架上鉉中心線5O毫米。設(shè)置時應(yīng)注意必須對應(yīng)屋架的上弦節(jié)點位置。不可隨意設(shè)置。若是與屋架下弦連接，則屋架相應(yīng)位置須設(shè)置下弦橫向水平支撐?？癸L(fēng)柱與排架柱均宜預(yù)制，柱腳采用插入現(xiàn)澆基礎(chǔ)杯口。
5、支撐設(shè)置
一般端跨需設(shè)置屋架上下弦支撐和垂直支撐，僅設(shè)上柱支撐。在間距不超過66米的中部跨，需設(shè)置上下柱柱問支撐。當單元長度超過66米時，尚應(yīng)在中部柱問支撐上部設(shè)置屋架垂直支撐。對標準模數(shù)廠房，可直接按網(wǎng)集設(shè)置。
6、墻體與柱(抗風(fēng)柱)的拉結(jié)
應(yīng)在墻體不同高度設(shè)置3—5道閉合圈梁并按構(gòu)造要求與柱或屋面板拉結(jié)。一般屋蓋處需設(shè)置一道，其余圈梁應(yīng)盡可能與門窗過梁、連梁結(jié)合起來，使一種梁能起到多重作用，以節(jié)約材料、方便施工。在抗震條件下，還應(yīng)沿柱高設(shè)置8@500的拉結(jié)筋與墻體拉結(jié)。
二、大型工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)設(shè)計的實例分析
某熱力站廠房為地面式廠房，主廠房(包括安裝問)總長l12.8m，其中安裝間長32.1m，寬24m，主廠房內(nèi)設(shè)4臺水輪發(fā)電機組，機組間距為19.05m，主廠房最大高度(主機間)46.43m。發(fā)電機層高程為l289.02m，水輪機層高程為1280.60m，廠房底板高程l262.91m。
該發(fā)電廠房為排架結(jié)構(gòu)，排架應(yīng)具有必要的抗震承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等方面的性能，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當剛度，承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。
1、排架布置根據(jù)機組尺寸確定
主機間機組間距l(xiāng)9.05m，除l機組段長23.5m外，其余機組段均為l9m。根據(jù)設(shè)備布置要求，確定廠房上游側(cè)寬15m，下游側(cè)10.5m，共4臺機，2，3，4號機機組間距相同，1號機不一樣；每臺機組段設(shè)置l條伸縮縫，每個機組段布置3榀排架，因此在伸縮縫間左、右兩邊各設(shè)置l個排架柱，形成雙柱形式，主機間排架柱間距為8.95m與4.5m兩種；柱斷面下柱為1.1m ×2.2m，上柱為1.1m×1.4m，抗風(fēng)柱斷面0.5m×0.7m，B軸砌體填充墻內(nèi)設(shè)構(gòu)造柱，斷面0.3m ×0.3m，連系梁尺寸為b×h=0.7m×1.1m，扁梁尺寸為b×h=0.8m×0.3m。安裝間排架柱間距為7.75m，柱斷面下柱為1.1m×2.2m，上柱為1.1m×1.4m，抗風(fēng)柱斷面為0.5m×0.7m，B軸砌體填充墻內(nèi)設(shè)構(gòu)造柱，斷面0.3m×0.3m，連系粱尺寸為b×h=0.7m×1.1m，扁梁尺寸為b×h=0.8m×0.3m，排架頂部橫桿系鋼屋架下弦桿。
2、排架簡化計算
（1）橫向平面排架：計算中、邊排架，鋼網(wǎng)架視為兩端鉸接桿件，只傳遞軸力。排架柱底部，主機間固定在高程l272.20m和l280.60m大體積混疑土上，安裝固定在高程l289.02m上，造獨立基礎(chǔ)。排架上、下柱為變截面，內(nèi)力計算時考慮上柱對下柱的偏心影響。
（2）縱向平面排架：主機間取1個機組段，安裝間取整個為計算單元，主要計算縱向連系粱。
3、參數(shù)設(shè)置
地震設(shè)計烈度8°，且只考慮水平地震荷載，排架結(jié)構(gòu)按2級建筑物設(shè)計，排架結(jié)構(gòu)首先進行剛度驗算，然后進行構(gòu)件強度計算，溫度荷載：不考慮內(nèi)外溫差的影響。
4、荷載及組合
主廠房排架主要承受屋蓋系統(tǒng)的重量和吊車荷載，還有發(fā)電機層，水輪機層樓板及縱向連系梁(承重墻梁)的重量。
（1）恒荷載
自重A1：包括(防水層+找平層+保溫層+找坡層+屋面板+屋架)；磚墻重A2：主廠房縱向連系梁梁底無填充墻砌筑；發(fā)電機層和水輪機層板梁自重傳來的荷載A3 (安裝問只有發(fā)電機層板梁自重傳來的荷載A3)；吊車梁自重A4l
（2）活荷載
屋面均布活荷載包括上人荷載Bl；屋面雪荷載B2；
雪荷載：Sk=?r×S。
式中S為雪荷載標準值，kN/㎡
?r為屋面積雪分布系數(shù)
S。為基本雪壓，kN/㎡
發(fā)電機層和水輪機層板梁傳來的活荷載B3(安裝間只有發(fā)電機層板梁傳來的荷載B3)；
吊車滿載時的輪壓B4；吊車橫向水平荷載B5；吊車豎向荷載B6；風(fēng)荷載B7；地震荷載C；設(shè)計烈度8°，場地類型I類，效應(yīng)調(diào)整系數(shù)1.35，剪力和彎矩增大系數(shù)2.5。
基本組合：Al+A2+A3+A4+Bl(或B2)+B3+B4+B5+B7
特殊組合：A1+A2+A3+A4+Bl(或B2)+B3+B4+B5+B7+C
三、結(jié)束語
綜上所述，對于這種結(jié)構(gòu)形式目前沒有規(guī)范依據(jù)，設(shè)計者只能通過自己的經(jīng)驗來進行設(shè)計，如對屋面鋼梁的撓度限制。在建立計算模型時，應(yīng)該整體建模，以考慮鋼梁同混凝土框排架的整體作用；要做到分析模型與具體的連接構(gòu)造處理相統(tǒng)一。只有做到理論與實際的統(tǒng)一，才能保證設(shè)計成果的安全可靠。
參考文獻
