绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计探讨

赵跃

摘要：近几年来，科学技术不断发展，促进了建筑技术的改革创新，使得绿色理念被普遍推广于建筑行业之中。随着基础建设的进一步完善，大量的绿色建筑设计被渐渐的应用于每一种建筑中，其中钢结构单层工业厂房结构设计的应用最为广泛。本文中，作者对绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计展开深入的研究与分析，从中找出存在的问题，并且根据这些问题给出相应的解决策略，希望能够为绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计工作的顺利进行贡献一份力量。

关键词：单层工业厂房；绿色工业建筑；结构设计；钢结构

引言:对于沿海地区来说，轻钢建筑施工技术早已得到了广泛应用，因此大量的建设钢结构厂与房钢结构高层建筑的数量越来越多，造就了钢结构发展的高潮。就目前建筑用钢状况来说，我国钢结构的使用数量仅仅占到总建筑用钢量的1%左右，明显低于西方国家的80%，但是值得高兴的是，现阶段我国钢结构的发展有了新的突破，而且国家也明确指出，必须要不断的扩大钢结构在建筑中的应用面积。

一、钢结构特点及其单层工业厂房结构

（一）钢结构特点

钢结构有很多的优点，不仅具有较强的抗震性、抗风性，而且隔音效果也特别好，正好与绿色环保的理念相吻合，不会受到外界环境的干扰。经研究发现，轻钢构件的抗震及抵抗水平荷载的能力特别的高，能够抵抗八级以上的震感。众所周知，轻钢结构钢骨的构成材料主要是超级防腐高强冷轧镀锌板，其不仅能够避免锈蚀，而且还可以使得钢构件的使用寿命大幅度增长，最长的可以长达100余年。就轻钢结构来说，其除了重量轻强度高以外，其整体的性能也特别的好，有着超强的变形能力。通常来说，轻钢结构的自重大约是砖混结构的20%左右，能够抵抗4200米每分钟的大风。就轻钢墙体来说，其主要利用高效节能的系统，呼吸功能特别的显著，能够对室内空气的含水量进行有效的监控，就屋顶来说，其有着较强的通风功能，可以对室内的通风及散热需要进行有效调控。在轻钢系统下，窗往往利用中空玻璃，其隔音效果特别显著。

（二）钢结构单层工业厂房结构

目前，钢结构厂房结构通常是由五个环节构成的:第一，屋盖结构。其主要由有檩、无檩两种系统构成，就有檩系统而言，小型面板属于其最重要的组成部分，就无檩系统来说，大型屋面板属于其重要的组成部分，大部分屋盖结构中还具有天窗架和托架，发挥着重要的承重作用，既可以承受屋盖自身的重量，也可以承受屋面或外荷和其他荷载。第二，吊车梁。主要安装在柱子伸出的牛腿上，除了承受吊车自身的重量以外，还承受着吊车刹车冲切力。第三，柱子。其是最为核心的承重构件，能够承受屋盖、吊车梁的作用力。第四，基础。其通常应用独立式基础，可以承受柱子荷载与梁上部分的荷载。

二、绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计要点分析

（一）设计前准备

1、结构分析

对钢结构进行深入方分析不仅是钢结构单层厂房结构设计的核心内容，而且对于施工评估的准确性有着非常重要的意义。在实际的分析过程中，设计人员必须要根据建筑场地的具体状况，结合钢材标准的具体要求、投标文件以及施工方案的相关标准，对厂房每一部分钢结构的结构形式、材料连接等展开全面的探究与分析。就门式钢架单层厂房来说，其重点探究力学原理、钢架型号与形式，钢韧性与柔性等等。因此，要想使得分析结果更加的准确，那么相关人员必须要广泛应用各种分析软件，从而得出重要的参数信息，将其与国家规定的厂房建筑标准相比较。

2、结构判断

在进行结构判断的时候，设计人员必须要根据项目部提供的相关单层厂房结构的设计资料入手，对所设计的高结构展开全面的判断，评估其能否被广泛应用于具体单层厂房建设的过程中，能否实现材料的有效利用，能否有利于环境保护工作的顺利进行，能否与工程建设的要求相统一，能否与现有施工材料与施工技术相吻合，能否具有较高的安全性等等。而在进行结构评估的时候，设计人员必须要按照对钢结构现状去设计厂房结构模型，同时利用软件获得模型的每一个参数，例如:墙与柱、屋架、墙面板等等。如此一来，结构判断才能够变得更加的科学合理。

（二）节材设计

与砖混结构混凝土结构相比较，钢结构有着可以回收利用的优势，这对于节约建筑材料材料来说非常的有意义。然而要想使得钢材得到进一步的广泛利用，那么就必须要展开相应的节材设计。就钢结构单层厂房节材设计来说，其主要是对单位面积的用钢量展开有效设计。在实际的设计过程中，结合具体状况，有效调整结构的受力模式，并对构件截面展开进一步的优化与规定，等到优化完成之后，受力形式就会变得更加的简洁方便，进而实现节材的目标。经研究发现，钢结构优化之后，基本上能够节约钢材20%-50%以上，所以相关设计人员必须在钢结构，必须要高度重视钢结构优化工作。除此之外，在设计的过程中，因为参与设计的人员有着不一样的专业知识与能力，而且每个人的设计都会对厂房钢结构的总设计造成巨大影响，所以，必须要高度重视设计人员间的沟通交流工作，避免由于用钢量不科学引发问题出现。

（三）材料资源利用

具体来说，钢结构单层厂房主要利用装配式方法展开构造，其对于提高材料资源的利用率来说是非常有帮助的。为了更好的应用这类方法，必须要在建造的过程中广泛应用高强度钢筋预拌、混凝土与砂浆等等，如此一来，建筑材料的利用率就会大幅度提高，进而有效降低施工对环境所造成的污染。除此之外，还应该加大对钢结构的每一类组件和配件的质量检验力度，使得配件的精度完全吻合相关的施工要求，并且不断使得钢结构的工程施工质量得到大幅度提升。在实际的施工的时候，必须要结合不同的施工过程的特点，对材料的实际需要类型与数量展开严格的规划，从而使得原材料能够满足实际的施工需要与要求。所以，要想使得工结构与工程质量得到有效保障，使得建筑变得更加的安全与稳定，那么就必须要加大对施工材料的严格控制，最大化改善材料的利用率。

（四）防火设计

就钢材自身的优势来说，其决定性钢结构在工业厂房的防火能力的高低。倘若钢材位于100度以上的高温环境中，那么其抗拉强度就会大幅度降低，甚至会发生塑性提高的情况。倘若钢材位于250度的高温环境中，那么就会出现徐变状况。倘若刚才位于500度的高温环境中，那么其强度等级就会即刻降低，甚至发生厂房坍塌的施工，所以，相关工作人员必须要高度重视防火设计，在设计的过程中，结合建筑防火相关的要求与厂房建设的环境，对潜在的火灾等级与进行深入的探究，并且设计出相应的防火设计方案。

三、小结

综上所述，建筑钢结构模式在近年来广泛使用，显著提高了资源的利用率。现如今，钢结构不仅可以应用于大跨度结构建筑中，例如:桥梁、体育馆等等，而且还可以应用于重型厂房，例如:工业厂房。除此之外，还能够应用于受到动力影响比较严重的结构建筑，这样一来，钢结构的韧性就能够完全展现出来，充分发挥其承重作用。在未来的时间里，建筑钢结构模式仍将继续探索，向着高质量的方向发展，这就需要设计人员和施工人员的共同努力。

参考文献

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