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摘要：随着我国经济技术的不断发展，对工业厂房建设的要求也在逐渐提高。近年来，我国大多采用单层钢结构厂房，它有着轻质量、高强度、强韧性、抗震性能好等特点。单层钢结构厂房与传统的工业厂房相比，在材质与设计等方面都有所改进，但是还会存在一些传统的简化方法，还需要进行完善厂房是企业单位进行正常生产经营的地点，而厂房各方面因素也影响着企业的正常经营与发展，其中关于其安全性就是其中重要的一点。在厂房建筑的主体设计中，建筑结构的构造是影响厂房安全的主要因素之一，因此其重要性不可忽视。本文从大型工厂主厂房的设计实例出发，通过参阅相关资料，对于其中的单层钢结构厂房柱间支撑体系进行了分析，分析内容包括有其设计原则、设计方式、安全性等，最后对单层钢结构支撑体系提出了新的意见。
关键词：单层钢结构；厂房设计；柱间支撑
引言：在一项大型工厂的厂房设计工作开始，其厂房的支撑体系一直都是其中设计师需要竭心尽力的重点。为了提高整体厂房的安全性以及稳定性，提升建筑的牢固程度即做到防暴风、防腐蚀、抗震等工作。保证厂房车间工作人员的生命财产安全，应根据厂房建筑的实际情况对其结构及支撑系统进行合理的设计工作。地震区域的厂房要求其支撑系统能够很好地承受住地震带来的破坏性。
1.关于厂房建筑结构设计的简述
支撑结构的分析要求需要结合具体的建筑实际来进行分析得出，因此假设某工程的厂房为单层的、高度不同的建筑物，其内部建设有不同平台下的多层工作台及各种操作室，厂房以轴线尺寸来进行计算。厂房占地纵向长为四百米，横向宽为三百米。其中在厂房的中央10列轴线部位需要设置一道伸缩缝，对于柱间距离的选择有两种方案，第一种为18米，第二种为25米。柱间设计的工作是建设完成后影响其质量性的关键，接下来简要分析了柱间支撑结构的设计原则[1]。
2.关于柱间支撑结构的设计要求
2.1柱间结构的设计原则
第一，设计需遵从明确合理的原则，尽量减少厂房的受力传递，保证传力方向为纵向。第二，除了保证结构本身的稳定性以外，还需要为结构外构件的整体稳定进行设计考虑。第三，结构设计要考虑到安装的工期，充分考虑其便于安装的程度。第四，结构之间的联结一定是可靠的，且其结构强度应当达到行业内的相关标准。
2.2柱间结构的支撑形势
柱间支撑是厂房的基础支撑，关于这项工作的进行一定要秉持着严谨的态度。其对于纵向的强度、建筑的自震属性等有着不容忽视的作用。柱间结构的支撑构成如下：第一，在厂房顶部一定的高度下的垂直支撑以及上下系杆。第二，吊车桁架以上房顶结构以下需要设计上段柱支撑。第三，吊车桁架至厂房底部的柱脚处需要设置下段柱支撑及下段柱系杆。
在上段柱支撑的样式选择上，一般采用交叉十字型、人字型等结构。这些结构都能很好地提升厂房的整体稳定性。当柱体之间的间隔较大时，上段柱支撑需要以八字型或V字型为主。对于下段柱支撑而言，一般采用单层的十字结构、双层的十字结构。当柱体之间的距离过大，大于或等于10米时，可采用钢架型、八字型等[2]。当下柱的高度较高时，还可以采用多种形式组合的模式进行设计。另外，由于十字交叉有着构造简单、设计简单、节约用料等优势，在厂房的柱间支撑系统中最为常见。
2.3支撑杆件的长细比及其重要性
通过对实际情况中地震对厂房带来的破坏程度进行分析，结果发现支撑杆的长细比与房屋的受灾程度联系紧密。结果显示当上柱支撑斜杆的长细比小于250时，地震带来的破坏率较小，随着长细比的逐渐增大，地震带来的破坏率也逐渐上升。这种情况在下柱支撑系统中也存在。另外，部分用于冶金的厂房由于其吊车的建造要求，斜杆的长细比通常小于150[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然厂房在建设时可能没有考虑到地震带来的危害，但是由于斜杆的长细比较小，能够很好地抵抗地震。因此其受到破坏的程度远低于斜杆长细比较高的厂房建筑。因此在进行柱间体系设计时，不单单要考虑硬件的强度数据，同时也要结合具体的建筑情况，通过分析其地理位置，生产用途等。选择具有特殊属性的支撑结构，支撑杆件的长细比也应当控制在安全允许的范围之内，不宜过大也不宜过小。
2.4支撑杆件的计算与安装
在厂房设计阶段，要注意上柱的截面高度小于等于800毫米时，要在柱体的中心线位置设置单片支撑结构。同样当截面高度远大于800毫米时，就需要采用双片支撑的结构。另外，无论选用何种方式进行支撑加固设计，都需要将截面选取工作做好，在保证材料相等的情况下，选取最优的支撑设计方案。为了避免复杂的工序，节省施工工人施工的时间以及精力。在两片支撑结构中，需要将人字型的支撑结构中常规的斜缀杆去除，H形状的截面由竖置改与横放，接下来在进行分杆工作，在杆件长度数据处于正常范围中，达到良好的效果，并且在一定上节省了建设资源。
另外在支撑设计的计算之中，关于厂房的纵向抗震设计是其中一项重要的任务。计算模型的计算结果准确性直接影响到了建设效果。在利用计算模型计算模拟设计时，要注意以下要点：屋盖形式决定了计算模型的选择，通常情况下，结合屋盖的设计形势，有修正刚度法、柱列法、刚度分配法等。另外，由于中间部分的主体结构受到地震的影响较大，抗震性能较边缘主体较弱，因此为了加强中柱列的柱间支撑结构，在特殊情况下可以将内力提高的方法应用到柱体中，起到加固的作用，将可能受到震灾的可能性降至最小。
2.5交叉支撑的要点计算
一般的情况下，进行交叉支撑的数据计算方法有两种：单拉杆设计计算以及刚性支撑的状态设计计算。在进行钢结构的数据计算中一般不采用第一种计算方法，其计算结果不准确也不符合实际要求。支撑的计算要点如下：对于抗拉以及抗压强度的计算工作，对于截面稳定性的计算工作，压杆的局部稳定性计算工作，斜杆的长细比计算工作等，通过将计算数据与预期的目标数据进行对比，选择合适的支撑设计方案是很有必要的。而目标预期数据的获取，来自结构相似的厂房建筑，厂房建筑的数据选取，一定要根据其特点以及生产用途来进行综合判断。
2.6支撑的节点的设计工作
支撑节点的设计要根据具体的实际构件，按照其构成特点采用合理的节点模式。当厂房的高度高于50米时，钢结构分层的层数达到了8至9层。为了合理进行吊车的安装工作，较小地震对于厂房的影响，起到合理的控制效果。需要采用栓焊混用的节点连接方式。这种方式由于其具有施工方便、抗压能力强、节约建材等优点，在许多的高层钢结构中得到了广泛的应用。相较于传统的螺栓，栓焊中采用的螺栓为耐摩擦的高强度螺栓，它具有传统螺栓无法比拟的优点：承载能力强、负载性能优良[4]。但是由于此节点连接工作要求先栓后焊的方式，因此对于螺栓的要求要率高于预期的标准。减小螺栓预拉力的损失带来的负面影响。最后，焊缝以及螺栓的计算须严格按照对应的计算程序进行计算工作，在计算后还要进行验算。总之，保证厂房建筑的安全性是首要的任务，计算结果要与安全结合起来进行周密的考虑。
3.结束语
综合以上，在厂房的柱间支撑设计中，要严格按照对应的建设标准来执行设计、建造的工作。设计的支撑布置要尽量与预期目标吻合，同时要注意对于斜杆的长细比的控制工作，将抗震效果最优化。另外，节点的承载力需在一定程度上大于杆件的承载力。
参考文献：
[1]郝敬儒.单层钢结构厂房柱间支撑分析[J].工程建设与设计，2017（11）：28-30.
[2]祝玉斌，胡钟，张博.钢结构厂房柱间支撑设计要点及实例[J].河南建材，2018（03）：396-397.
[3]沈佳星，肖志刚.某钢材加工车间厂房钢结构加固设计[J].钢结构，2016，31（1）：45-48.
[4]刘守亮.20t以下带吊车门式刚架钢结构厂房设计实例分析[J].冶金丛刊，2016（8）：212-213.
论文作者:刘向前
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/18
标签：厂房论文; 结构论文; 斜杆论文; 单层论文; 工作论文; 建筑论文; 螺栓论文; 《建筑模拟》2018年第35期论文;