医药行业高架库钢结构设计分析

姜军强

（山西省工业设备安装集团有限公司 山西太原 030000）

在现阶段的库房建设中，由于医药产品的复杂性和多样性，为提高生产效率，降低人工成本，一些规模较大的药厂开始采用全自动或半自动化的工业化厂房仓库。而单高层的钢结构厂房由于其投资省、施工周期短、适用性强等特点，无疑是其中经济合理的选择之一。但医药厂房的相关设计不完全同其它的设计，设计人员必须根据自身项目的实际情况，进行合理的选择与设计，这样才能更好的满足建筑物本身的安全与使用要求。

1 单层工业厂房的结构类型

1.1 主要刚架结构

刚架结构是现在工业厂房设计中常见的一种钢结构类型，同时也是一种很重要的结构类型。刚架结构主要是指结构的横向由钢柱与横梁刚体拼接成一个构件，另与基础或刚接或铰接；纵向靠支撑、系杆、檩条、墙梁等相互组合而成的一种结构体系。刚架的优点是梁柱合一，构件种类少，制作较简单方便，且结构轻巧，便于施工。

1.2 屋盖体系

屋盖结构主要是指由檩条、拉条、撑杆、屋面板等部分相互作用组合而成的结构。屋盖结构体系也是现阶段厂房在钢结构厂房设计和建设中非常重要的一种类型，对整个厂房结构的稳定性和安全性具有非常重要的影响和作用。屋盖结构在实际应用过程中，其主要的目的就是为了对阳光、雨水等侵蚀问题发挥有效的保护作用，保证建筑物的正常使用。同时，屋盖结构还可以将屋盖下的全部荷载进行有效的承载、传递，保证结构的整体性，这样有利于促使工业厂房在实际生产过程中的个性化需求能够得到有效的满足。

1.3 支撑体系

支撑体系在单层钢结构的结构设计中具有非常重要的作用，同时也是其中非常重要的一部分。支撑体系在实际设计过程中，其最主要的意义就是可以为厂房结构提供有效的侧向支撑，保证结构在使用时具有非常良好的稳定性和可靠性。支撑体系在应用时，其主要是通过其自身与柱相互之间的有效结合，形成空间体系，这样可以为厂房的纵向提供有效的水平支撑力，保证其承载效果，同时也可以保证结构的整个功能作用能够有效的落实到实处。通过支撑体系在设计中的合理利用，可以为厂房内的一系列构件比如梁、柱等提供安全保障，形成空间稳定体系。

2 高架库结构设计要点分析

2.1 厂房位置的选择

由于自动化立体仓库的特殊性，为了保证工程的质量，节约工程造价，前期厂房位置的选择对后期地基的处理和基础的设计就显得极为重要，尤其当建筑物处在土质不均匀的场地上时。在设计工作的具体开展过程中，设计人员应提前对高架库及整个厂区的地质情况有所了解并了解厂区内各个建筑物的具体荷载情况和变形要求，对整个厂区的建筑进行具体合理的分析，在满足建筑防火间距、工艺流程等的前提前，保证建筑物布置的合理性，为将来的合理设计、建筑物的安全打下坚实的基础。

2.2 材料的选择

医药厂区的高架库里面存放的一般都是医用药品，对防尘、防微生物污染都有较高的要求，所以在结构的设计过程中，为保证满足工艺的要求，屋面及其它的结构构件会采取一些比一般工业建筑更高的防尘、防腐保护措施，比如屋面檩条应采用热浸镀锌防腐，镀层标准为A级，镀锌量不小于275g/m2；屋面彩板的镀锌量不小于275g/m2等等，以避免积尘、生锈情况等对储存药品造成污染。

2.3 地面全自动化货架与屋面悬挂荷载的考虑

在高架库的设计房中，货架和堆垛机是其中的核心设备且荷载较大。其中货架区：平均地面堆载荷达到3～5t/m2；货架支腿点最大集中载荷可达到6～10t且间距较密；堆垛机的单机重量约为10t左右；另外，为满足药品的特殊储存要求如温度、湿度等，厂房屋面上的通风、净化风管还有消防水管的荷载也是不能忽视的，局部荷载可以达到2～3kN/m2，且为防止屋面变形对将来使用造成损失，设计人员在刚架和檩条的设计中都需要考虑预留适当的余量，以应对荷载的不均匀布置给建筑带来的安全和变形问题，满足建筑物将来的使用要求。

2.4 柱脚及基础设计的考虑

柱脚是设计中主体结构与基础的重要节点，是决定重要建筑稳定性和安全性的重要因素之一，在结构设计中起着传递柱身承载力的作用。尤其是单高层的工业厂房，在考虑风荷载或地震荷载的设计情况中，可能会在柱脚产生较大的上拔力和水平剪力，这对于采用外露式柱脚中由普通钢材制成的锚栓是相当不利的，所以设计人员必须认真考虑刚架柱脚的设计，以决定采用外露式或者外包式等设计方式，保证设计的安全性。

基础设计时，高架库中的货架、物品等物件的堆载一方面会产生很大的水平推力，同时也会给室内地坪施加很大的竖向荷载，并且货架的自身结构对地基基础的变形要求是比较严格的，一般约为1/1000，因此在建筑物的基础设计过程当中，设计人员应结合实际情况综合考虑、全面衡量，建议采取整体性较好的基础形式并采用合理的基础埋深，保证建筑物基础设计的合理性与安全性。

2.5 结构体系中支撑的设计

为保证厂房主体骨架的整体稳定和纵行刚度，提高厂房骨架的空间协同工作性能，减少振动、扭转等不利因素的影响，结构体系中的支撑体系设计及其重要。在实际的结构设计当中，考虑到风管等振动的不利影响以及高架库厂房的高宽比较大，设计人员应尽量采用整体性较好、存在较多赘余度的支撑系统，保证在面对一些突发状况时的结构的抵抗能力能够得到很好的加强，满足建筑物的安全性要求。

3 结束语

在当前社会技术高速发展的形势下，工业厂房的设计也会不断有新的要求出现，在保证建筑物安全的前提下，设计人员应该根据工程的实际情况，举一反三，采取经济合理的结构措施，保证结构的整体性和可靠性，这样才能不断完善自己的结构设计，满足社会发展的不同需求。