摘要：在社会经济飞速发展过程中，钢结构形式逐渐取代了过去的混凝土排架或框架形式，这是因为钢结构形式具有一系列的优势，但是在具体实践中，还有诸多的问题需要注意。本文以某重型钢结构厂房为例，对厂房设计中的结构、典型节点等重要内容进行了分析。
关键词：重型钢结构；厂房设计；问题在经济发展过程中，在较大程度上改变了工业项目结构形式，钢结构形式得到了广泛应用；实践表明，钢结构形式有着较高的强度和较好的延展性，可以比较方便的安装和施工，不需要较长的施工周期，因此，钢结构厂房已经出现于各个行业中。
1 工程概述本文以昆钢保山锅炉厂的重型钢结构厂房为例，它有14580 平方米的建筑面积，宽度和长度分别为60 米和243 米，工程为两连跨，总高度为16.5 米，高跨将各一台50 吨和20 吨的双梁桥式起重机给安装过来，低跨则是将2 台32 吨双梁桥式起重机给安装过来。在本工程中，应用的是格构柱+变截面H 型钢梁，利用冷弯薄壁C 型钢来制作墙面和屋面，利用现场复合保温板来制作围护结构。本工程主结构有950 吨左右的用钢量，结构总用钢量在1500 吨左右，平均用钢量达到了每平方米100 千克。
2 结构设计分析
2.1 结构设计在本工程中，将双肢格构柱应用到高跨部分，将H 型阶梯柱应用到低跨部分，将变截面H 型钢梁作为梁，刚接梁和柱。对于重型钢结构厂房来讲，一般将框排架结构给应用过来，钢屋架采用的是梯形或者三角形，铰接钢屋架和钢柱。本工程则将轻型门式钢架中的楔形梁单元给应用了过来，本结构可以非常方便的制作和安装，并且有着较好的经济效益。在设计重型钢结构厂房的过程中，需要严格控制结构的稳定性，将刚性支撑作为工程中柱间支撑和屋面水平支撑，这样结构的整体稳定性就可以得到强化。在主钢架计算过程中，需要对吊车梁节点处和檐口处的水平位移严格控制。因为本工程将楔形梁单元给应用了过来，在相关规范中虽然对其作了规定，但是在具体实践中，计算方面依然将其等效为截面H 型单元，因此，我们就可以分为两个过程来计算主钢架，促使结构的可靠性和安全性得到提升。首先，要套用GB50017-2003 来计算钢柱和钢梁，对柱梁科学调整，保证与相关要求所符合。结合相关规范来计算钢柱，对柱梁科学调整，保证与相关要求所符合。
2.2 结构分析调查研究发现，本工程有着较大的吊车吨位，很容易较大程度的厂房振动出现于吊车运行过程中，因此，在设计过程中，就需要充分考虑厂房的整体稳定性。将角钢支撑作为屋面支撑，并且纵向屋盖支撑和横向支撑都是必须要有的，以便构成一个封闭体系，这样就可以在较大程度上强化厂房整体刚度。将刚性系杆设置于厂房的屋檐、屋脊、转折处。
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3 典型节点构造
3.1 柱脚设计在本次设计中，刚接设计柱脚，将分离式中型靴梁柱脚和平板式柱脚给应用过来，在柱底板面积进行确定时，充分考虑了基础混凝土的抗压强度和柱承受的轴力，因此我们对靴梁和腹板加劲肋隔板进行了设置，这样底板厚度就得到了较大程度的减少，将1.2 作为底板塑性发展系数。因为有摩擦力存在于底板和基础混凝土之间，那么就可以有效传递柱脚底板的水平反力，我们将0.4 作为摩擦系数。在本工程中，因为摩擦力比水平反力小，那么就可以将抗剪键设置于柱底板下部，有效强化。
3.2 肩梁和柱梁连接节点设计在本工程设计中，我们按照0.4-0.6 之间的范围来取值肩梁高度和下柱截面高之比。此种直接贴板加厚的方式来加强吊车肢侧的肩梁腹板，在施工过程中，可以比较便捷的开展施工。上柱将H 型截面给应用过来，在梁方面，则将变截面楔形梁单元给应用过来，按照刚接设计柱梁连接。
4 其他设计要点首先，在钢柱选型方面，为了更加方便的取材，考虑经济性因素，如果厂房吊车吨位在50 吨以上，采用的是实腹柱，那么采用的钢排架截面高度控制在700 毫米以上，翼缘板厚度保证不小于18 毫米，那么设计人员就需要将格构柱的设计方案给纳入考虑范围，对综合分析各个方面的内容，如实腹柱、格构柱的用钢量、是否能够方便的加工等等，最后确定设计方案，最大限度的降低返工几率。
其次，在屋面变形控制指标方面，从相关规定可以得知，规范严格规定了吊车轨顶处的水平位移，如果屋面梁只有较小的刚度，那么位移要求就无法满足，就需要向柱子上转移用钢量，那么就需要有较大的柱子截面。过去通常将桁架屋面梁给应用过来，因为当时采用的是大型屋面板，有着较大的荷载，漏水问题比较容易出现，而桁架屋面梁有着较大的刚度和较高的结构安全度。因为我国已经使用了较长时间的桁架梁，积累了比较丰富的经验，有着较为成熟的技术，以至于现在还在应用。实际上，将实腹式梁给应用到普通厂房中，漏水问题也不会出现，并且实践表明，有着不错的效果。针对这种情况，笔者认为，对于重型钢结构厂房，如果严格控制了钢梁挠度，那么就会浪费掉较多的资源，如今很多工程都开始逐渐放宽钢梁挠度指标，因此，就可以依据相应规程来进行，一般采用普钢设计支撑系统，圆钢尽量不要使用。
在柱脚形式方面，因为重型吊车有着较大的吊车荷载和柱脚弯矩，采用常规的平接式柱脚无法促使受力需求得到满足，因此我们需要采取插入式的柱脚，要科学计算插入深度，保证与截面本身的高宽比例要求所符合，还需要与抗震要求的截面塑性要求所符合。对于大型吊车厂房来讲，往往需要设置一些设备基础，这些设备基础比较的复杂，并且有着较大的荷重和埋深，那么在设计过程中，就需要尽量靠边设置地坑，避让厂房基础。比如发电机组基础设计需要密切配合工艺，采取一些土方法，并且应用隔震技术，以便对动力设备共振等问题进行解决。
5 结语综上所述，重型钢结构厂房因为具有一系列的优势，如今得到了广泛应用，在重型钢结构厂房设计中，需要综合考虑诸多方面的内容，结合具体情况，严格依据相应的规范标准来进行，对一些细节科学处理，如柱脚形式、钢柱选型等，提升重型钢结构厂房设计的质量和水平。另外，对于设计人员来讲，不仅需要对本专业的技术要求进行掌握，还需要清楚认知项目，对工艺图仔细了解，对关联专业的设计主控方向进行掌握，这样方可以更好的开展设计工作。
参考文献：[1]王宏斌.论重型钢结构厂房的部分结构方案设计[J].商品与质量，2011,2（10）：123-125.[2]王月红，关杰.大吨位吊车重型钢结构厂房的设计[J].建材世界，2012,2（11）：44-46.[3]李彩丽.钢结构厂房设计中应注意的几个问题[J].中国房地产业，2011,2（19）：55-57.[4]欧阳红屋.单层钢结构厂房设计中需注意的几个问题[J].山西建筑，2009,3（18）：199-201.
论文作者:毛利强1 卫佳2
论文发表刊物:《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿
论文发表时间:2015-6-18
标签：截面论文; 吊车论文; 结构论文; 屋面论文; 钢结构厂房论文; 厂房论文; 较大论文; 《建筑模拟》2015年4月总第100期供稿论文;