论绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计探析

陈修启 崔润东

摘要：建筑是我国现代化建设的重点建设目标之一，同时也是应用资源较多、浪费资源也相对较多的领域。为响应我国可持续发展的战略口号，实现生态平衡型和环境友好型社会的构建。应充分认识到绿色建筑的重要性，并提高人们的绿色环保意识。钢结构的单层工业厂房的结构设计中，应用绿色建筑理念，提高各项资源的有效利用率，对部分资源实现回收再利用。从而降低工业厂房投入使用中，具有更好的环保效果和经济性。相关人员应积极推广该类型建筑，进而在保障施工质量和施工效率的基础上，提高工业厂房的经济性和环保性，促进我国环保事业的发展。

关键词：节约材料；结构形式；资源利用

1 钢结构单层的工业厂房结构的概述

在划分工业厂房的类型时，通常需要遵循以下原则。在钢结构单层的工业厂房中采用无桥式的起重机、A1至A5工作级别的起重量小于20吨的桥式起重机，进行施工的工业厂房为轻型厂房。而重型厂房则是采用起重量大于100吨的桥式起重机所建设的钢结构单层的工业厂房，其他的则为中型的钢结构单层的工业厂房。

在实际进行钢结构单层的工业厂房的施工时通常采用装配式的施工方法，即在生产车将将部分部件、构件等进行批量式的生产，再运送至施工现场进行安装。而主要包含的构件则有几下几个，网架、屋架、天窗架、檩条、立体桁架等屋盖结构。工字形柱、钢管混凝土柱等柱子。吊车梁、走道板等吊车梁系统。以及屋面支撑和柱间支撑等支撑系统。墙梁、抗风柱等围护系统。

2 钢结构单层的工业厂房绿色建筑指标的应用

在进行钢结构的单层工业厂房的结构设计时，应确保应用的适应性、安全性、合理性、先进性和经济性、环保性。

2.1 钢结构单层的供压厂房结构形式的选用

在建筑领域中，钢结构具有较为广泛的适用范围。不仅可以将其应用到单层的工业厂房的建设中，还可以将其应用到大型厂房和民用建筑、观赏性建筑中。在进行设计时，应将钢结构的钢架结构的跨度控制在39米，可适用于自身高度相对较低、使用的起重机的起重量也相对小弟的中型和小型的单层的工业厂房中。

当工业厂房的地基发生缺少均匀性的变形，且该变形正逐渐增大时，可采用缺乏不均匀变形的敏感度的铰接排架等结构形式。在单层的工业厂房中，通常大型厂房和中型厂房具有12米的柱距，中型厂房和小型厂房则具有9米至6米的柱距。在进行结构的设计时，应根据实际情况和需求采用此更具针对性和合理性的柱距，从而降低资源消耗，更具经济性。

在进行钢结构的单层的工业厂房的设计时，应对选取结构方案这一环节进行全面的综合性考虑，从而充分考虑工业厂房的经济性、合理性、先进性等，对建筑和结构间的关系进行正确处理。

2.2 钢结构单层工业厂房结构设计节材建议

2.2.1 结构设计节材建议

钢结构单层工业厂房结构设计节材主要评价指标是钢结构厂房单位建筑面积用钢量优于同行业同类型厂房的全国平均水平。也即精细化结构设计、合理节省用钢量，可从以下几方面着手：风荷载取值：排架或刚架及围护构件计算时，当高度范围大时，可分为多段约5m高度范围，取其相应风压高度变化系数来计算风荷载。如果风荷载取值高度范围过大，风压高度变化系数也相应取偏大值，可致风荷载偏大。

钢材选用：钢结构常用钢材牌号为Q235钢、Q345钢。当结构构件强度控制时，优选高强度Q345钢，或更高强度钢（主要承重构件），可节省用钢量。设计中尽量使构件板厚在钢材强度取值较高范围内选用。钢管材料優选电焊钢管及螺旋焊钢管，尽量少选无缝钢管，以降低造价。

柱脚：刚性固定柱脚有露出式、插入式、外包式三种形式。插入式柱脚受力可靠、制作方便，在厂房中使用较为普遍，但柱脚插入基础深度很大，特别是实腹柱，不仅柱脚用钢量增加，而且基础工程量也大为增加。建议吊车吨位不大的厂房柱脚可不采取插入式柱脚，以节省基础工程量。

基础及桩基节材：混凝土基础中钢筋采用强度高的（不低于400MPa级）热轧带肋钢筋。条件许可，预制桩和灌注桩间首选预制桩，较经济。钻孔灌注桩宜通过采用后注浆技术提高侧阻力和端阻力。

2.2.2 鋼结构单层工业厂房结构设计材料资源利用分析

钢结构单层工业厂房是抗震性能优越的建筑结构体系；采用的钢材是可再循环使用的材料；钢结构厂房构件采用标准化加工制作、工厂化生产、装配式施工安装；钢材可合理采用高强度钢；混凝土基础中钢筋可采用高强度钢筋；基础现浇混凝土采用预拌混凝土，建筑砂浆采用预拌砂浆。通过上述分析可见其较好符合绿色工业建筑的材料资源利用评价指标。

3 结语

工业建筑是我国现代化建筑中的重要组成，是工业生产尤为重要的场所。为响应我国可持续发展的口号，努力构建生态平衡型和环境友好型社会，在设计钢结构单层的工业厂房结构时，应用绿色工业建筑体系和方法。对建筑材料等资源进行合理利用，并提高有效利用率，从而降低资源的使用量，减少资源浪费等现象。在保障工业厂房的施工质量和施工效率的基础上，提高工业厂房的经济性和环保性。

参考文献：

[1]李永康，白薇.绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计探析[J].建筑结构，2016（s1）：567-570.

[2]刘君仪.钢铁企业单层工业厂房钢结构的发展趋势分析[J].建筑与文化（学术版），2013（6）：543-544.

[3]王晛.单层工业厂房钢结构设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（33）.

（作者单位：青岛伊科思技术工程有限公司）