王天笑

（貴陽(yáng)鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司， 貴州 貴陽(yáng) 550081）

0 引言

專業(yè)設(shè)計(jì)人員需要從廠房設(shè)計(jì)開(kāi)始，直到最終建造完成都要進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)分析，不僅要熟悉多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的基本特征和主要優(yōu)勢(shì)，而且更要熟練掌握多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)核心和技術(shù)關(guān)鍵，努力建造出更加安全、穩(wěn)定且可靠的廠房。

1 多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的基本特征

現(xiàn)如今我國(guó)越來(lái)越多的建筑選擇多層鋼結(jié)構(gòu)，這也從側(cè)面反映出了多層鋼結(jié)構(gòu)具有其他建筑結(jié)構(gòu)不具備的優(yōu)勢(shì)。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的基本特征主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

第一，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的整體質(zhì)量更小。現(xiàn)如今輕質(zhì)鋼材作為多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要原料，能夠大幅降低整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。另外輕質(zhì)鋼材的應(yīng)用不僅能夠降低施工工作的難度，降低施工工作的風(fēng)險(xiǎn)，而且還能夠減輕整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

第二，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工時(shí)間更短。相較于傳統(tǒng)混凝土工業(yè)廠房，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房能夠在主體結(jié)構(gòu)搭建環(huán)節(jié)上節(jié)約大量的時(shí)間。工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)框架所需建造時(shí)間不僅要少于混凝土工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)框架建造時(shí)間，而且多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的標(biāo)準(zhǔn)間多，方便大型機(jī)械在廠房?jī)?nèi)部進(jìn)行操作，進(jìn)而降低施工的難度和節(jié)約施工的時(shí)間。

第三，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的整體韌性和穩(wěn)定性會(huì)更好?，F(xiàn)如今隨著鋼材結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的不斷提升，鋼結(jié)構(gòu)廠房的整體承重能力也在不斷提升。而且多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房能夠通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高質(zhì)量的鋼材料選擇，在承載力方面表現(xiàn)出了更明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)提高整個(gè)廠房的穩(wěn)定性和安全性也能做出突出的貢獻(xiàn)。

第四，通常來(lái)說(shuō)工業(yè)廠房?jī)?nèi)部不僅會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的工作，而且也會(huì)包含部分工作人員的日常辦公工作。例如作為倉(cāng)儲(chǔ)用途的工業(yè)廠房中會(huì)放有大量的貨品或原料，而多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的整體儲(chǔ)存能力和內(nèi)部空間都相對(duì)較大，能夠滿足工業(yè)企業(yè)的實(shí)際需求，進(jìn)而提高企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)行效率[1]。

2 多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作的注意事項(xiàng)

多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房需要由專門(mén)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，并且需要綜合考量如氣候條件、地理位置、地形地貌等多個(gè)因素，應(yīng)當(dāng)注意多個(gè)方面的內(nèi)容。

首先，專業(yè)設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)時(shí)，需要時(shí)刻關(guān)注廠房的防震能力。對(duì)于工業(yè)廠房的使用者來(lái)說(shuō)，安全性是最核心和最重要的。所以設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到有可能會(huì)發(fā)生的地震而對(duì)整個(gè)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性所帶來(lái)的不利影響。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)人員需要能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐乩砦恢靡约斑^(guò)去數(shù)年的地震情況，科學(xué)確定工業(yè)廠房的防震等級(jí)。因由于我國(guó)部分地區(qū)處于各大板塊交界處，所以很多區(qū)域都屬于地震易發(fā)區(qū)域。因此多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作人員，應(yīng)當(dāng)要對(duì)廠房當(dāng)?shù)剡^(guò)往歷史地震發(fā)生次數(shù)與發(fā)生等級(jí)，以及地震領(lǐng)域?qū)＜翌A(yù)測(cè)的未來(lái)地震發(fā)生情況進(jìn)行綜合考量，努力提高廠房的防震能力，從而讓廠房能夠在后期使用過(guò)程中有著較強(qiáng)的穩(wěn)定性和安全性，確保企業(yè)的正常生產(chǎn)以及眾多環(huán)節(jié)的工作能夠正常運(yùn)行[2]。

其次，通常情況下工業(yè)廠房的面積都會(huì)比較大，因此就需要對(duì)廠房的結(jié)構(gòu)提前進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算和處理。而且多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)和資料會(huì)更加復(fù)雜，例如鋼結(jié)構(gòu)柱子長(zhǎng)度、各個(gè)部位荷載能力水平、梁端彎矩寬度的調(diào)整幅度計(jì)算等。設(shè)計(jì)人員需要能夠綜合考量多方因素并充分獲悉所有參數(shù)，才能夠保證設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好且安全系數(shù)更高的廠房。除此之外，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)人員也要密切與施工工作的人員進(jìn)行交流，根據(jù)實(shí)際施工工作的難度以及施工工作的可靠性和穩(wěn)定性，及時(shí)調(diào)整廠房的結(jié)構(gòu)，確保最終能夠設(shè)計(jì)出更加科學(xué)且合理的廠房多層鋼結(jié)構(gòu)方案。

最后，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)人員要堅(jiān)持把廠房的穩(wěn)定性、安全性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考量。對(duì)于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)廠房是他們生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)與發(fā)展的基礎(chǔ)，與資金、技術(shù)等因素同等重要。所以只有設(shè)計(jì)出更加安全可靠、應(yīng)用性更強(qiáng)的廠房，才能夠?yàn)槠髽I(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。而且設(shè)計(jì)人員在上述四個(gè)原則的引導(dǎo)下開(kāi)展工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作，也有利于防止因結(jié)構(gòu)問(wèn)題而導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)的正常生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)活動(dòng)遭受損失，確保廠房能夠在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)過(guò)程中發(fā)揮出重要的功能。

3 多層鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中的實(shí)際應(yīng)用分析

多層鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中能夠表現(xiàn)出較多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)遵循安全性、可靠性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面的原則。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)綜合考量工業(yè)企業(yè)的實(shí)際需求而推動(dòng)設(shè)計(jì)工作，努力讓多層鋼結(jié)構(gòu)廠房能夠?yàn)楣I(yè)企業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

3.1 簡(jiǎn)化技術(shù)使用流程

由于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房所涉及到的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)要把正式施工的難度和施工進(jìn)度考慮到設(shè)計(jì)方案中。尤其在對(duì)后期施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)設(shè)計(jì)方案的可行性和有效性進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。另外設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，不僅需要不斷健全和完善鋼材建構(gòu)體系，而且也要對(duì)實(shí)際施工過(guò)程中所需要的建筑施工材料進(jìn)行數(shù)量和層次簡(jiǎn)化工作。

設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，要能夠在有效保證廠房的安全性、穩(wěn)定性和實(shí)用性基礎(chǔ)上，盡量減少鋼材的使用數(shù)量。此舉不但有利于節(jié)約建造成本，而且也有利于降低鋼結(jié)構(gòu)框架本身重量，從而為增強(qiáng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性提供幫助。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)人員需要具備專業(yè)的知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)，努力研究出更加新型且更加可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，確保工業(yè)廠房在后期施工以及正式投入應(yīng)用后能夠取得良好的效果。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)人員需要努力簡(jiǎn)化技術(shù)處理環(huán)節(jié)，在有效保證整個(gè)廠房安全性與實(shí)用性等眾多因素都不受影響的前提下適當(dāng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，進(jìn)而讓廠房能夠在工業(yè)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)揮出更為突出的作用。

3.2 增強(qiáng)支撐系統(tǒng)功能

多層鋼結(jié)構(gòu)要想能夠在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中取得更加優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用效果，那么就應(yīng)當(dāng)著重關(guān)注支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)人員在推動(dòng)設(shè)計(jì)工作時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及性能設(shè)計(jì)。如果無(wú)法設(shè)計(jì)出更加科學(xué)和合理的支撐系統(tǒng)，那么將會(huì)對(duì)整個(gè)廠房帶來(lái)極大的安全隱患。專業(yè)設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)當(dāng)要以實(shí)際建造經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不可只停留在理論層面上來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是因?yàn)楫?dāng)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在實(shí)際施工建造過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)各種突發(fā)的影響因素。如果這些影響因素在前期設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中并沒(méi)有被設(shè)計(jì)人員提前進(jìn)行考慮，那么很容易會(huì)對(duì)實(shí)際的施工以及后期的投入應(yīng)用帶來(lái)消極影響。例如多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，當(dāng)中心支撐結(jié)構(gòu)作為支撐系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要盡量避免“K形”的支撐形式，而是要選擇“交叉”形或“人”型的支撐形式。總而言之，支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在整個(gè)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作中占據(jù)重要的位置。專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)要把安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等多個(gè)原則納入到設(shè)計(jì)工作體系。設(shè)計(jì)人員對(duì)廠房支撐系統(tǒng)的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的研究，最終設(shè)計(jì)出更加科學(xué)和合理的支撐系統(tǒng)。

3.3 提高變形縫設(shè)計(jì)工作質(zhì)量

多層鋼結(jié)構(gòu)要想能夠在工業(yè)廠房的應(yīng)用中取得顯著的效果，設(shè)計(jì)人員需要重視變形縫設(shè)計(jì)工作。因?yàn)閺S房在外在或內(nèi)在因素的作用下，可能會(huì)出現(xiàn)變形或者開(kāi)裂的情形。為了預(yù)防結(jié)構(gòu)變形或開(kāi)裂，設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)要重視變形縫的設(shè)計(jì)。變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫，上述三種變形縫都需要設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)且合理的設(shè)計(jì)。

以伸縮縫為例，由于工業(yè)廠房普遍面積大，整體結(jié)構(gòu)中所需鋼材數(shù)量較多。而且多層鋼結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)就較為復(fù)雜，所以就容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的情況。再加上廠房在后期使用過(guò)程中，難免會(huì)受到外界環(huán)境和內(nèi)在人為因素的影響。例如廠房鋼結(jié)構(gòu)的自身重量或者外界高溫、強(qiáng)風(fēng)等自然條件對(duì)整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的較大壓力。因此多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)當(dāng)要預(yù)留伸縮縫，以高溫為例要在廠房各溫度區(qū)分隔處的鋼結(jié)構(gòu)中預(yù)留伸縮縫，防止因溫差而帶來(lái)的熱脹冷縮作用，對(duì)整個(gè)廠房鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從而避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)過(guò)度變形的情況[4]。

3.4 提升樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作效果

樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中屬于重要的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，要根據(jù)工業(yè)廠房的實(shí)際形狀和具體施工可行性和施工難度來(lái)確定樓蓋結(jié)構(gòu)板型。例如多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)人員，可選擇鋼結(jié)構(gòu)混凝土板和現(xiàn)澆混凝土普通樓板等。具體板型的選擇，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況來(lái)合適進(jìn)行應(yīng)用。但是設(shè)計(jì)人員需要遵循實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的原則，準(zhǔn)確確定出樓蓋結(jié)構(gòu)板型。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，當(dāng)前很多的多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房所選擇樓蓋板型是現(xiàn)澆混凝土壓型鋼板。而且此種樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也能夠起到非常好的應(yīng)用效果，不但有利于進(jìn)一步增強(qiáng)整個(gè)多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震與抗風(fēng)性，而且還具備較強(qiáng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，滿足企業(yè)未來(lái)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)需要[5-7]。

3.5 優(yōu)化橫向與縱向設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

多層鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中的應(yīng)用除了需要考慮上述四個(gè)方面的內(nèi)容以外，橫向與縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是需要設(shè)計(jì)人員著重思考的內(nèi)容。多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，要能夠?qū)M向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行充分的思考。以橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)人員需要能夠考慮到橫向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)廠房后期投入使用后所提供的使用功能，努力讓廠房成功建造后滿足企業(yè)的多樣化需求。而以縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)人員需要在開(kāi)展縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，把廠房的安全性、穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行充分考慮，例如防震能力、抗風(fēng)等級(jí)等，最大限度降低外部惡劣環(huán)境對(duì)于整個(gè)工業(yè)廠房所帶來(lái)的消極影響，從而讓多結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在投入使用后能夠保障生產(chǎn)正常進(jìn)行以及工作人員的安全。

4 總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)如今鋼結(jié)構(gòu)廠房在安全性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性上都取得了較大的進(jìn)步，越來(lái)越多的工業(yè)企業(yè)在建造廠房時(shí)選擇多層鋼結(jié)構(gòu)。但是多層鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也需要注重如支撐系統(tǒng)、變形縫、樓蓋結(jié)構(gòu)以及橫向與縱向設(shè)計(jì)工作，遵循安全性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性的原則，從而有效建造出符合工業(yè)企業(yè)實(shí)際需求的高質(zhì)量廠房。