单层工业厂房

单层钢结构厂房
摘要：
适用于工业生产的厂房有单层与多层之分。

单层厂房是指工业厂房中，层数为一层的厂房，使用于大型机器设备或有重型起重运输设备的工厂，对各种类型的工业生产有较大的适应性，因而其使用范围比较广。

钢结构厂房具有钢结构的优点，钢结构强度高、质量轻、施工周期短、造价低廉。

除此之外，单层钢结构厂房具有较好的抗震性能。

钢结构厂房凭借其独特的优势在如今的工业建筑中越来越受到欢迎。

本文将从单层钢结构厂房的几个方面对其作简要介绍。

关键字：
单层钢结构厂房抗震性能特点组成现状
正文：
一、单层钢结构厂房组成
单层厂房钢结构一般由天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁、制动梁、各种支撑及墙架等构件组成。

这些构件按所起作用可以归并成以下体系：（1）横向平面框架。

它是厂房的基本承重结构，由框架柱和横梁（或屋架）构成，承受作用在厂房的横向水平荷载和竖向荷载并传递到基础。

（2）纵向平面框架，由柱、托架、吊车梁及柱间支撑组成等，其作用是保证厂房骨架的纵向稳定性和刚度，承受纵向水平荷载，如吊车的纵向制动力、纵向风力等，并传递到基础等。

（3）屋盖结构，由天窗架、屋架、托架、屋盖支撑及檩条等构成。

（4）吊车梁及制动梁，主要承受吊车的竖向荷载及水平荷载，并传递到横向排架和纵向支撑。

（5）支撑，包括屋盖支撑、柱间支撑及其他附加支撑，所起作用是将单独的平面框架连接成空间体系，以保证结构具有必要的刚度和稳定性，同时也有承受风力及吊车制动力的作用。

二、单层钢结构厂房特点
1、从建筑上讲，单层钢结构厂房是冶金、机械等车间的主要型式之一。

为了满足在车间中放置尺寸大、较重型的设备生产重型产品，要求单层钢结构厂房适应不同类型生产的需要，构成较大的空间。

2、从结构上讲由于产品较重且外形尺寸较大，因此作用在单层钢结构厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机
械设备的荷载的作用，要求单层钢结构厂房的结构构件要有足够的承载能力。

通常状况下，为了满足实际生产工艺要求，与一般工业厂房相对比，钢结构厂房的厂房跨度与吊车轨顶标高等诸多方面的指标均较大。

3、在承重构件截面上，钢结构截面面积较大。

结合钢结构工程特点，为了能够承受较大吨位荷载，对其结构刚度要求高。

钢结构主要承重构件主要采用钢板，截面相对较大。

运
用桁架以及格构式构件，可以提高荷载承受能力。

4、钢结构厂房的优点及实用性
（1）在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；
（2）钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；
（3）造价合理：钢结构建筑自重轻，减少基础造价，建造速度快，可日建成投产，综合经济效益大大优于混凝土结构建筑；
（4）从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要支模施工。

（5）钢结构厂房在使用过程中具有良好的抗震性、抗风性、耐久性和保温性等，集环保、节能与一体。

三、单层钢结构厂房现状
在现阶段，钢结构技术作为建筑行业中的一项新型绿色环保技术，其应用前景宽阔，同时已经逐渐渗透到了大型工业厂房以及公共技术等领域。

从总体上来看，钢结构工业厂房构件截面小、建筑空间利用率高、美观大方、自重较轻、建筑总造价低廉、抗震性能优越。

同时基础所承受的负载相对较小，在工厂中，其结构构件能够实现大批量生产。

此外，钢结构厂房的施工周期较短，对环境的破坏相对较小，废物回收率与再循环利用率均高，满足了现代能源节能要求，符合绿色建筑标准要求。

单层钢结构厂房使用的材料能够回收和再利用，降低了环境破坏和环境污染机率的同时还节约了能源，符合当今社会对建筑绿色化的要求；单层钢结构厂房设计、生产、施工趋于一体化，外观也较为美观大方，提升了工厂的形象和员工的自豪感。

四、单层钢结构厂房抗震性能及抗震措施
1、抗震性能
国内外的多次地震经验表明，钢结构厂房具有良好的抗震性能。

在7～9度地震作用
下，主体结构(钢屋架和钢柱)未发现有明显的损伤，只是一些局部构件的损坏。

在10度地震作用下，单层钢结构厂房的部分结构开始出现损坏，有的达到中等破坏。

例如，位于lo度区的唐山钢铁厂，在其37000群钢结构厂房中，中等破坏的仅为10％，其余基本完好和轻微损坏。

在11度区，由于设计不合理，单层钢结构厂房出现了严重破坏和倒塌。

如唐山机车车辆厂某全钢结构厂房，由于钢柱柱脚锚固螺栓直径过细(只有4声18)，震时螺栓拉坏拔出，导致厂房柱身倾倒，但钢柱本身未发生破坏。

从历次地震中所发生的单层钢结构厂房的实际震害来看，在7～9度地震作用下，厂房结构的震害主要发生在承受地震侧力的支撑系统和承受弯矩和剪力的钢柱柱脚支承处。

其破坏特征是杆件的失稳变形和连接节点的断裂或拉脱。

2、抗震措施
单层钢结构厂房抗震设计主要原则是力求简化结构的造型,当结构复杂时可采用防震缝分为几个简单单元。

当不能采用防震缝时,应对薄弱环节处采取相应加强措施,使厂房在地震作用下具有整体振动的特点。

其抗震构造措施主要有三部分，一是加强屋盖的整体性和空间刚度；二是保证柱子的整体稳定和柱截面的抗震稳定，以及提高柱脚的抗震能力；三是减轻围护墙对于厂房地震作用的影响。

五、单层钢结构厂房发展趋势
目前，钢结构厂房设计中的安全系数不能反映整体与局部之间的关联性。

结构参数不确定，结构响应差异显著，随机参数结构极值处于失稳状态。

因此，要不断优化钢结构厂房设计，提高其使用性能以及安全性能。

1、优化钢结构厂房温度伸缩缝
一般而言，温度作为影响钢结构厂房使用性能的关键因素，在其变形中发挥着重要的作用。

当厂房的平面设计尺度较大时，为了将温度应力维持在合理的范围内，必须要在结构
横向方向或者结构纵向方向进行温度缝的设置。

2、优化钢结构厂房立面设计
在建筑表现上，钢结构厂房主要具有四个方面的显著特征，即规模、线条、色彩、变化。

在钢结构厂房设计过程中，要积极发挥彩色压型钢板的色彩表现力，摆脱传统钢筋混凝土厂房的死板与单调。

基于工艺要求，钢结构厂房体型受到约束，因而体型变化多样。

在一定程度上，导致节点的处理异常复杂，总体施工造价较高。

3、优化钢结构厂房支撑系统
4、优化钢结构厂房保温隔热设计以及防火设计
钢材在温度上的敏感度异常强烈，温度的变化直接关系着钢材性能的发挥。

钢材导热性能良好，对于钢结构厂房来讲，必须要进行保温与隔热处理，降低能源的消耗，不断满足设计工艺需求。

六、结语
随着科学技术的不断发展，在我国建筑市场上，钢铁工业占有很大的应用与发展优势。

钢结构的各种优点使其成为今后结构形式的主流之一，单层结构厂房仍有很大的发展趋势，由上述各种方面的优化我们知道，只有做好了改进优化才能使单层钢结构厂房得到更好的可持续发展，除此之外单层钢结构厂房的抗震设计也是不可忽略的，尽可能做好各种抗震措施，提高其抗震能力。

参考文献
[1]陈飞，浅谈钢结构厂房设计现状及优化对策
[2]陈志华，《建筑钢结构设计》，天津大学出版社，2004
[3]单层轻型钢结构厂房的抗震性能研究，《西安建筑科技大学》2008年硕士论文。