多层工业钢结构厂房实例分析

陶雄壮，冯剑，张昆，罗正山

（共享钢构有限责任公司，海南 海口 570100）

多层工业钢结构厂房实例分析

陶雄壮，冯剑，张昆，罗正山

（共享钢构有限责任公司，海南 海口 570100）

钢结构由于具有强度高、自重轻、施工速度快等优点，近年来得到了快速的发展，尤其是在工业领域的应用。对多层设备公用钢结构工业厂房实际工程进行分析，根据有关技术资料和现行规范要求，运用建筑结构专业设计软件，对该厂房进行结构的受力综合分析。

钢结构；工业厂房；设计

0 引言

近年来，钢结构工业厂房在工业中得到越来越多的应用。框架结构在厂房结构中也是越来越普遍。所以，通过实例的分析可对框架结构的厂房有更多的了解和更好的应用；也增进了框架结构在钢结构里面的发展空间和市场前景。

钢结构工业厂房具有以下特点：抗震性、抗风性、耐久性。

1 工程概况

本工程项目名称为宁夏泰益欣生物科技有限公司103车间扩建工程,建设地点位于宁夏银川生物科技园区。建筑工程等级为：二级，建筑工程规模：小型。耐火等级为：二级，生产类别为：戊类生产车间。结构类型为：钢结构;建筑层数为：地上3层。总建筑面积：6148.15 m ,建筑总高度为23.450 m。建筑物占地面积1949.21 m。设计使用年限为50年。抗震类别为丙类,抗震设防烈度为8度。本工程建筑防火分类及耐火等级为二类二级。屋面压型钢板为 0.426 mm厚（基材厚度）镀锌彩色钢板，波高 >41 mm，波宽为215 mm；墙板采用 950型，0.426 m厚（基材厚度）彩色钢板，波高>35 mm，波宽195mm。

图形见图1、图2。

2 多层框架工业厂房设计理念

2.1 钢框架体系概念

框架体系是利用梁柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系。用于大跨度、高层、荷载较重的民用和工业建筑。民用建筑和大跨度工业建筑的钢框架，其杆件可以采用构架式和实腹式。对于大跨度的工业和重型的桥式吊车厂房，刚架的钢柱可以采用单阶和双阶柱来支承吊车梁。

图1 整体模型动

2.2 纯框架体系的主要特点

（1）可以形成较大的使用空间,平面布置比较灵活,对于建筑面积处理比较方便;自重相对来说比较轻,可以节省材料;施工周期较短，可以加快建造速度；抗震性能较好，既可以削弱地震反应，又能够使得钢结构具有抵抗强烈地震的变形能力。所以对于层数不多的房屋而言，框架体系是一种比较经济合理的结构体系。

（2）由于侧向刚度较小，在水平的荷载作用下产生的二阶效用不能忽视；钢框架结构的耐火性能比较差；在框架中的梁、柱、支撑及作为承重结构的压型钢板需要用喷漆和防火涂料。

3 荷载取值

结构设计荷载条件：屋面活载为0.5 kN/㎡；基本风压为0.65 kN/㎡；基本雪压为0.20 kN/㎡；抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g。

主体结构材料：钢柱、钢梁的钢板及为Q345B焊接H型钢，檩条、隅撑、柱间支撑、屋面水平支撑及拉条均采用Q235钢。

设计计算则按照GB50017-2003《钢结构设计规范》执行。

4 结构设计

该厂房结构采用多层框架结构，总共三层，其中钢柱采用钢框柱焊接方管钢。该厂房共三跨，每跨之间的钢柱连接都是刚接连接；柱与柱之间没有支撑连接。二三层的结构和第一层的基本层的结构相同。

屋面类型：屋面采用有组织排水方式，排水坡度为 2%，由檩托板找坡；屋面复合板，用 M5镀锌的自攻自钻螺钉固定于冷弯薄壁 C型钢檩条，其中 C型钢檩条只承重屋面板，不得吊挂其余构件，热轧H型承重钢梁及彩钢屋面板均采用长尺规格，不允许中间搭接。

图2 轴网布置图

5 计算分析

（1）在该厂房中，我们是通过PKPM软件进行结构分析和计算，现选取其中一跨来作为分析。首先对每层的构件进行荷载的输入；先是对恒载和活载进行数值的确定。然后通过确定的值进行荷载在构件之间的布置。对于荷载的布置，首先是对楼板进行恒载和活载的布置。接下来是对梁间和柱间荷载的布置。输入完荷载以后要对设计参数进行处理和变动，接着对楼层进行组装。

接着进行对结构内力的分析和核算，看是否能满足设计的要求；如果不满足则需要进行重新分析和验算，找出具体的参数或者荷载。

（2）内力计算。①内力先用 SATWE 进行整体受力分析。②横向框架通过 SATWE 形成单榀框架用 STS 计算。③节点及吊车梁设计。a.梁柱节点。主框架梁与柱连接节点均采用 M10.9 级 高 强 螺栓柱侧连接。b.柱脚设计。主框架柱柱脚刚接，柱脚均设型钢抗剪键。

6 结束语

综上所述，本项目可以通过PKPM软件进行综合全面分析。通过轴线的布置、荷载的输入、内力的组合，确定该结构的受力是否满足设计的要求。如果满足，则进行施工图的布置；不满足，则需要重新进行核算和分析。

图3 钢柱受力分析

[1]崔芃.浅谈钢结构工业厂房设计[J]. 山西建筑，2007，24.

[2]沙昱楠，康乐.对钢结构工业厂房设计及施工问题的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012，14.

[3]梁中力，黄文明，齐立军.浅谈钢结构工业厂房设计与安装施工 [J].中小企业管理与科技，2010，27.

[4]张海玲.多层钢结构工业厂房设计问题分析 [J].科技致富向导，2011，20.

[5]张兴玉.多层钢结构工业厂房设计与实例 [J].科技与生活，2010，9.

TU393

A

1671-0711（2016）10（上）-0128-02