摘要：随着经济的发展，我国的工程建筑行业也快速的发展起来，现在的工程建设多是使用钢结构进行建造，传统的铁质材料已被钢质材料所代替，经过多年的研究与发展，我国的多层钢结构工业厂房建设技术已经逐步成熟，但是与发达国家相比还存在一定的差距，还有待完善。文章以多层钢结构工业厂房的特点为切入点，对我国多层钢结构的工业厂房结构进行深入的研究，希望能够为提高我国多层钢结构工业厂房结构设计提供参考。
关键词：工业厂房；多层钢结构；结构设计
现阶段，工业市场规模的不断扩大，人们对工业厂房的建设要求也愈发严格。工业建筑除了要具备可靠性和较强的灵便性之外，更需要满足节能环保的理念，这就需要工业厂房钢结构与时俱进，掌握设计工作中的核心要点，以更好地满足时代发展的需要。
1多层钢结构厂房主要特点
相较于普通民用钢结构，多层钢结构厂房具有很多独特的特征，主要包括：
①为满足原材料的堆放与生产基本要求，对于钢结构厂房，其活荷载主要处在2.5~20kN/m2范围内，比普通民用钢结构要大很多。
②在钢结构厂房当中，存在很多集中荷载和悬挂荷载。其中，悬挂荷载有安装施工、生产流水线与大型吊车；集中荷载有机械设备的自身重量、设备运行时产生的振动荷载等。
③民用钢结构多采用对称布置形式，钢结构厂房为了达到生产要求，经常会有错层。这样一来，楼板将失去完整性，受到地震作用以后，会产生扭转。同时，因短柱效应的存在，会使水平方向上的剪力变成局部柱段主要控制因素。
④与民用钢结构相比，钢结构厂房由于生产工艺方面的要求，其层高相对较大，大多在4~8m范围内，而且钢结构厂房的内部空间还很大，结构柱之间的距离一般不小于6m，甚至可以超过18m。鉴于以上特点，在设计过程中必须予以综合考虑，以此满足安全可靠及正常生产等基本要求。
2多层钢结构工业厂房结构设计分析
2.1常用的结构体系选择
多层钢结构工业厂房常用的结构体系主要有三类。第一类是排架一支撑体系。这种体系将多层钢结构的横向部分设计成刚接排架，纵向部分设计成柱型，柱型支撑能够抵抗水平荷载。这种体系成本比较低，但厂房的工艺布局和使用功能对柱间支撑效果会有所影响，因此设计师只有参与到前期的工艺和建筑设计中，才能设计出科学合理的结构设计方案。这种体系多用于纵方向长度较长，而横向跨度方向较短的厂房之中。第二类是纯框架体系。就是将厂房横纵两个方向都设计成刚接框架，不需要设置柱间支撑。这种结构的优点是不受使用空间的影响，缺点是柱不能采取工字型柱，而是采用箱形柱等截面较大的设计，这种结构钢材的使用量较大。第三类是钢架加支撑的混合体系。这种结构是将纵向设计成钢架和支撑混合的型式，利用两者共同抵抗水平力。这种形式如果楼面刚度不够大，就会造成柱子间的变形不协调，支撑柱就难以发挥真正的作用。优点就是能够有效地减少柱的纵向弯矩。在实际设计过程中，设计人员应当要能够结合实际情况来合理选择结构体系，基于将多层钢结构工业厂房的最佳使用技术性能充分并稳定的展示出来的前提下，尽可能降低使用钢材建筑材料用量。
2.2多层钢结构工业厂房的横向以及纵向设计
多层钢结构工业厂房横纵向结构设计效果直接关系到厂房的使用功能，因此，在多层钢结构工业厂房实际钢结构框架规划设计过程中，必须综合考虑横向方面和纵向方面的设计。厂房横向设计重点考虑多层钢结构工业厂房在钢材建筑结构的多样性使用功能，确保多层钢结构工业厂房能够充分满足我国现代工业生产企业的多元化使用功能需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计工作人员和施工作业技术人员在设计多层钢结构工业厂房纵向结构时，应当充分关注多层钢结构工业厂房钢结构部分的安全稳定性和技术性能的稳定性，确保多层钢结构工业厂房在实际使用过程中能够发挥最佳的技术使用性能。
2.3加强钢结构部分的抗震技术性能表现水平
由于现代工业厂房规模很大，一旦发生安全事故，就会造成巨大的经济损失和严重的人员伤亡事故。因此，在开展多层钢结构工业厂房钢结构设计过程中，首要考虑的问题是如何提升多层钢结构工业厂房在具体使用过程中的技术安全性水平。应当高度关注其钢结构组成部分的设计和施工过程中抗震技术性能，并确保抗震效果，同时在施工过程中对材料的采购和选用进行严格的把关，确保材料的质量，提升钢结构组成部件彼此之间的咬合制约作用，提升多层钢结构厂房各类钢结构部分的机械承受能力，为提升此类厂房整体抗震技术性能表现水平创造良好条件。除此之外，在钢结构设计规划活动过程中，还要充分考虑施工构件之间的轴向力和弯矩耦合效应的设计效果以及技术把控工作，最大限度提升钢结构技术部分实际抗震技术水平。
2.4支撑节点设计
在展开多层钢结构工业厂房基础性结构部分设计作业工作过程中，相关设计工作人员在确保各项生产操作在均正常进行的前提下，重点关注基础性钢结构建筑施工部分支撑节点性能设计。因为节点位置不同，其实际受力程度也有所差别，所以在设计过程中应当要站在全局的角度来进行，由整体至局部来进行设计。如可以设置一些垂直于水平的支撑在厂房周围，能实现抗侧力中心与地震的水平向作用力之间的相互作用。如果采取以中心支撑结构作为支撑体系的话，设计人员应该选择单斜杆、交叉、人字等支撑形式作为支撑，不能采用K型的支撑，容易造成中心支撑不足，难以满足抵抗地震作用力的结构建造需求。在地震多发区，设计人员应当选择延展性能良好以及具有减轻作用力性能的偏心结构作为支撑体系。在施工过程中要做好相关的技术性安全防范与保护指导工作，保证钢结构建筑施工部分的整体性承载能力。
除此之外，设计人员还应当要对多层钢结构工业厂房钢结构组成部分设计和施工环节节点位置构造技术状态表现特征予以重视，尤其是要对梁-柱、梁-梁以及柱-柱等关键位置的支撑性构造组建部位的技术表现特征予以关注，并不断优化水平性承载支撑体系的技术性能表现程度，从而解决建筑钢结构中侧向结构不能对水平荷载进行抵抗的问题，切实防止多层钢结构工业厂房在使用钢结构技术时产生异常的侧向位移情况。
2.5围护结构
对于夹芯金属板与压型钢板，由于具有自重较轻和保温性好等优势特点，目前在厂房中得到广泛应用，是最为常用的围护结构材料。通过对这种轻型材料的使用，能减小结构整体重量，减小对基础提出的要求。厂房的外墙体可选择非自承重式轻型墙体；厂房的底层墙体可选择空心砌体。其中，保温材料以玻璃丝绵为主，厚度达到50mm即可达到要求，而对保温有特殊要求的厂房，其保温材料的厚度应达到100mm。
2.6结构设计与工艺设计的协调
针对多层钢结构此类型工业厂房设计，结构与工艺这两方面设计协调性也是重点考虑内容，二者之间应该是相辅相成的关系。未开始结构设计时，为了确保企业实现高效生产目标要将所采用的工艺、产能要求等纳入考量。工艺设计中，也要充分了解厂房的结构设计，如：设备布设在什么地方能够承受荷载，这些都要了解清楚。实际情况中有可能存在由于设置过程中忽视二者的协调性，不仅致使厂房功能并未完全地开发出来，还容易造成其使用时出现冲突。因而在开展多层钢结构工业厂房设计时必须要做好结构与工艺沟通协调，这样不但减轻施工负担，还能够充分确保厂房的使用功能。
结语
通过以上分析可以看出，采用钢结构厂房尤其是多层钢结构厂房，能很好的满足生产要求，最大限度利用有限的土地资源和空间资源，节省项目投资，但必须做好厂房设计，采用合理可行的结构形式，并作必要的分析论证，确定设计的合理性与可行性，进而充分发挥厂房应有的作用和效果。
参考文献
[1]钟斐斐.多层钢结构工业厂房结构设计分析[J].住宅与房地产，2017（29）：25~26.
[2]于文武，张翱.多层钢结构工业厂房结构设计分析[J].工程技术：全文版，2016（10）：277~278.
论文作者:刘向前
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
标签：钢结构论文; 厂房论文; 多层论文; 工业论文; 结构论文; 荷载论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第36期论文;