浅谈工业建筑钢结构的应用与设计.pdf

《浅谈工业建筑钢结构的应用与设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2012年8月瞳向目曩瞄规划与设计浅谈工业建筑钢结构的应用与设计张润锋(机械工业第四设计研究院)摘要：钢结构因其材料性能好，强度高、韧性佳等优势，受到了各行业的广泛应用，也取得了一定成就。本文旨在分析工业建筑中钢结构的应用与设计，对如何优化钢结构在工业建筑中的设计做出具体阐述，为我国工业建筑的发展提供参考和借鉴。关键词：工业建筑；钢结构；应用：设计随着我国经济的不断发展，建筑行业的设计理念也在随之发生改变。在传统建设设计中，我们只关注建筑结构是否安全、稳定。而当今的建筑设计理念更提倡节能、美观、防火、实用、科学等

2、追求。其中，钢结构的设计越来越以其独特的优势广泛应用于各行各业中。笔者结合自身多年的工作经验，详细阐述钢结构在工业建筑中的应用以及设计。l工业建筑中钢结构设计的优势钢结构相对于传统的钢筋混凝土结构以及砼结构，自身具有得天独厚的优势，具体表现为：自身重量轻，抗震性能好；造价成本低；施工方便，易操作；材料的强度性能佳，材质分布均匀；韧性和塑性性能好；适应大跨度、高楼层的结构建设；有利于合理布置空间区域；适应当今社会可持续发展的要求。2工业建筑中钢结构的应用由于钢结构的自身优势以及特点直接决定了钢结构广泛应用于各行各业

3、的结构建设中。钢结构一般适合于高层、体系复杂、跨度大、荷鞍!大、吊车起重量大、振动幅度大、密封性能要求高以及用于经常拆装的结构中。主要的结构形式有平面架、网架、轻钢、索膜以及塔桅等。例如：大型的体育场、火车站候车室、机场等都采用大跨度的钢结构设计；重型的工业厂房以及生产车间都采用荷载作用强的钢结构设计：井塔、电视塔、气象塔、通讯塔等都采用高层结构的钢结构设计：气罐、油罐、高炉等都采用轻型的钢结构设计。另外，随着科技的不断发展以及建筑材料的不断改进，钢结构形式也随着发生变化。例如：传统中的悬索结构具有施工复杂，施工

4、难度大，施工速度慢等特点，对实际的旌工带来一定困扰。而现今网架结构正好取代了悬索结构，改变了悬索结构的缺陷，真正实现了旋工技术简单，施工速度快，制作方便，易操作等优势。我国普遍在施工中应用的钢结构还有预应力的钢结构。这种结构主要以节省材料消耗，强化材料的整体性能受到了人们的欢迎。而国外的施工技术中，还将薄钢板的集合构件取代了常用的型钢以及组合件用作受力构件的钢结构形式，突破了传统中受力钢的局限，降低了整体构件的重量，节约了钢材的使用。3工业建筑中钢结构的设计3。l设计的前期准备工业建筑中钢结构设计的前期准备主要是

5、指在前期建设时，建筑设计人员为土木设计人员提供相应的设计分布图纸以及相关建筑的荷载资料。其中设计工艺分布图必须明确阐述具体的工艺设计流程以及各程序之间的相互联系和相互关系，确定平面位置与空间位置是否相一致，根据结构的分布形式，设计各构件的计算长度，并在实际中检验运算结构，保证各项数据都能达到准确无误。另外，专业的设计人员要充分调查施工当地的地理条件、水文特征以及气象资料，通过衡量钢材料的雪荷载、地震荷载以及风荷载等方面，确定材料的强度选择，以保证设计的安全性和整体钢结构的稳定性。3．2钢结构的具体设计3．2．1选

6、择钢结构的结构形式钢结构的结构形式首先要满足基本的工艺要求和施工规范，在明确荷载作用的情况下，设计钢结构的主梁以及立柱的设计分布图，保证在传力的过程中达到受力均匀，维持整体结构的稳定。同时传力方式的设计一般按照板一梁一柱一基础的顺序进行安排。当传力方式确定后，与之相应的结构形式也得到了确定。在结构形式的基础上明确各结点之间的约束关系，从而建立设计计算简图。我国普遍采用的钢结构结点的连接主要有以下三种形式：①螺栓连接法。②高强螺栓连接法。③焊接法。这三种方式中，高强螺栓连接法较其他的两种形式，具有传递线性荷载以及传

7、递弯矩的优势，适用范围较广。同时，工业建筑的结{铲般都为重型的工业厂房，这需要在连接屋顶、钢柱以及支撑系统时选择强度较高的高强螺栓进行连接，以保证整体结构的刚度，维持重型厂房的建设。计算简图的确定主要取决于跨度、荷载作用以及柱距的实际承受力度。一般计算简图都为门型钢架，且以刚性节点为主，用钢支架节点和承重钢平台作为铰结点，配合梁柱两端的简支，使之符合整体的荷载承受范围。如图】～3。图l门型结构躯■———1．图2梁两端的筒支图3柱两端的筒支3．2．2钢结构的构件选型构件选型主要是指利用各构件之间的支撑形式、荷载大小

8、、跨度程度等来确定基本的构件型号，方便计算结构的作用。构件大致分为受压构件以及受弯构件两种。其中受压构件选定型号是依据荷载的具体大小以及长短来进行确定。而受弯构件是利用挠度值进行确定的。平台梁的挠度值是I／400；单梁吊车梁的挠度值是L，500；平台板的挠度值是u150。钢结构的结构计算主要强调了各构件之间的强度、连接度、刚度的运算。一般遵循从上到下，从分支到主干的运算顺