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【摘要】本文阐述了单层厂房钢结构的设计方法和常用的结构体系，并且根据实际工程状况提出了单层工业厂房钢结构设计的设计方法和设计要点，对工程设计中常出现的问题以及解决措施做了简单的分析，这对以后设计类似的结构厂房有着重要的指导意义。
【关键词】单层工业厂房；钢结构设计；门式钢架；结构体系
随着国家实施的可持续发展战略，一些低效率、高耗能、破坏环境的建筑施工材料慢慢的退出建筑市场，逐渐出现了一些高效、低耗和环保的新型材料。钢材作为一种高效和可再生利用的材料，在建筑行业当中逐渐的占据着主导地位，从而促进了建筑行业的更好发展，同时也实现了可持续发展战略思想。
在现代化的生产条件之下，由于工艺设备的更新周期被缩短，生产强度的加大、制造安装的缺陷和使用条件的影响，使得工业厂房加快的损坏速度，尤其是在我国现实的国情之下，厂房中应用钢结构大多都是用在昼夜连续生产的重机制造和制金工业的主要车间中，这些车间都是工业在生产过程中十分重要的环节，一个安全可靠的工业厂房结构对整个工业生产是否顺利的进行起到了决定性的作用，这就需要相关工作人员全面仔细的研究工业厂房的结构特点，对出现的事故进行有效的分析，并提出相应的解决措施，保证钢结构工业厂房能够安全正常的使用。
1单层工业厂房钢结构设计的要点
1.1钢结构设计体系
（1）门式刚架分为双跨、带挑檐、单跨、多跨以及带毗屋等各种形式。可以使用铰接的连接方式对多跨刚架进行连接。
（2）在单层工业厂房的钢结构体系中，屋面的设计经常会使用檩体系，而檩体系之间的距离为1.5m，屋面板是夹芯板或者是压型钢板，檩条所使用的是薄壁H型钢或者冷弯C型钢；外墙则使用有墙梁体系，墙梁之间的距离是1.5m-2.1m，墙面板是夹芯板或者是压型钢板，墙梁所使用也是薄壁H型钢或者冷弯C型钢。支撑主钢架之间的平衡能够通过使用张紧的角钢或圆钢来实现。
（3）由于荷载、跨度和高度的不同，门式刚架的梁柱能够使用等截面或者变截面成品H型钢截面或实腹焊接工字钢。在单层工业厂房中设置桥式起重机时，柱截面比较适合使用等截面构件。
（4）单层工业厂房中钢结构刚架柱的基础，能通过刚接或铰接来连接钢筋混凝土基础和刚架柱柱脚，当厂房中设置了桥式起重机时根据刚接进行连接，其他的情况就按照铰接方式进行连接。
焊接实腹式工型截面门式刚架的承重结构是由基础和刚架这两个部分组成的。门式刚架的承重结构体系的墙梁、刚架以及压型钢之间能够通过有效的支撑和连接实现彼此的互相依托，使得受力更倾向于空间化。
1.2钢结构布置
（1）平面布置屋面结构
单层工业厂房中的钢结构设置房屋伸缩缝为：当房屋的横向长度不小于150m，纵向长度大于或等于300m时，就需要相应的设置温度伸缩缝。做温度伸缩缝的方法有两种：连接檩条处的螺栓孔使用的是设置双排桩或者是椭圆孔，保证结构有充足的伸缩空间；连接柱和吊车梁的地方比较适合使用椭圆孔。
布置屋面檩条，需要充分的考虑通风屋脊、天窗、采光带等一系列因素的影响，需要通过计算来确定檩条和屋面压型钢板厚度之间的距离。
（2）布置墙梁墙面
单层工业厂房钢结构布置房屋墙梁墙面，需要按照门窗的大小和位置来确定墙梁的布置位置，此外，除了设置雨篷和挑檐之外，还需要增加设置墙体等构件，墙梁尺寸规格大小也需要通过计算进行确定，与此同时还需要全面的考虑墙面板的尺寸大小，充分的考虑到厂房内部设置的美观性，通常情况下，墙面梁是设置在主刚架柱的外侧。
（3）支撑布置
竖向柱间支撑和横向水平支撑对刚架的整体刚度有提高作用，在一定程度上能够传递和承担水平力，防止出现杆件振动过大，防止压杆的侧向失去平衡，在很大程度上保证了安装结构的稳定性。
1.3钢结构厂房构件设计
计算刚架内力的方法有塑性分析和弹性分析这两种方法，弹性分析方法主要用在变截面门式钢架中，而等截面门式刚架一般会使用塑性分析方法，与此同时还要满足《钢结构设计规范》GB50017-2003和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102-2002的要求。
1.4刚架柱基础设计
（1）基础形式
常用的门式刚架结构的基础形式有：独立的钢筋混凝土基础形式，通常会使用在土质较均匀，地基承载力较大的地方；在加固工程中一般会使用柱下条形基础，在对新旧建筑物的基础进行处理时，能够防止对旧的建筑物造成不好的影响；在深基础的地方一般会使用桩基础形式，存在地基的持力层比较深，回填土较多等情况。
（2）基础设计
单层工业厂房钢结构的门式刚架柱基础是通过使用刚接柱脚或铰接来连接钢筋混凝土和钢板基础；柱脚需要使用Q345钢或者是Q235钢制作。锚栓的锚固长度要符合《钢结构设计规范》GB50017-2003的相关规定，为了更好的抵抗上拔力，锚栓端部宜设置锚板或者弯钩，锚栓的直径不宜小于24mm，并且需要使用防止螺帽松动或者双螺母等一系列有效措施。通过钢筋混凝土和柱脚底板之间所产生的摩擦力来承担刚架柱底部的水平力，如果水平力过大，就必须设置角钢或钢槽抗剪键。
2在工程施工过程中容易出现的问题以及相应的有效措施
门式刚架厂房房屋钢结构的自重非常轻，和其他一般的单层钢筋混凝土排架柱的厂房其基础的受力还不一样，对单层工业厂房中钢结构的基础设计需要引起高度的重视。在实际的工程过程中，如果风荷载过大时，有一部分的刚架柱就会被拔起，造成这样现象的原因有可能是进行刚架柱基础设计时，没有考虑到柱与柱之间的支撑所传来的纵向风荷载，或者是设置了过少的柱间支撑，但是传递给刚架柱基础的拉力又过大并且也没有对柱脚采取一定的锚固措施和抗拔措施所引起的。因此，当出现风荷载过大时，需要对纵向支撑传递给柱脚基础的拉力做全面的考虑，并且在进行柱脚基础设计时还要考虑到结构抗拔措施，比如锚端部设置锚板或弯钩等。
3结语
钢结构有着工厂化、自重轻、施工周期短、商品化程度高、环保节能等优点。在单层工业厂房中应用门式钢结构设计逐渐得到了更多使用者青睐，但是它还只是一个新出现的事物，需要相关的设计人员在实际的工程施工过程中对其进行不断的改进、探索和回访，以此来积累更多的经验，从而更好的解决出现在工程设计中的新问题、新技术。新材料、新技术的出现提供给了设计人员更多锻炼机会，不但迎接了机遇，也同时带来了挑战，只有对出现的新材料和新技术以及新问题持有用于创新、勇于探索的态度，才能克服工程中的问题，进一步推动新材料、新技术的广泛使用，从而提高设计人员的设计水平。工业厂房钢结构的实际承载能力在很大程度上取决于管理水平的高低，建立完善的厂房结构维护制度，才能确保厂房钢结构的可靠性，延长其使用寿命。
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