浅谈钢框架结构厂房

摘要：随着我国钢结构建筑市场的发展，对钢框架结构施工技术的要求越来越高。并且钢框架结构已经普遍应用于现代建筑中，钢框架结构是顺应社会潮流而生的，本文对钢框架结构进行了简单介绍，阐述了其优点、作用、发展等过程。

关键词：钢框架结构厂房 建筑

1、前言

现阶段在我国，绝大部分框架厂房结构均为钢筋混凝土框架厂房，也出现了很多的钢框架厂房。随着我国钢材产量的迅速增加，品种增多，钢结构设计和施工技术的不断提高，钢框架的运用将有良好的前景。随着国家经济的快速发展，钢结构在建筑领域起到了举足轻重的作用，扮演着越来越重要的角色，无论在工业还是民用建筑中，钢结构以其突出的特点迅速地占领着越来越广的市场。而钢框架结构又具备钢结构的优点，所以再一般大厂房的建设中经常用到。优点包括，在钢框架结构的中，其整体刚度和抗震性能好、施工速度快、自重轻、承载力高，在大跨度及超高层建筑中代替了钢筋混凝土结构，同时也不能忽视其不足，包括存在着防火性能差、易腐蚀等缺点，在设计中应根据其优点扬长避短才能更好地发挥钢结构的作用。

2、钢框架结构体系

其实结构设计的最基本的任务是，在建筑的安全度和经济之间选择一种优质的平衡，力求花最少的钱，保证建造的结构在已定的环境和保质期内，能够满足预定的安全性，适用性和耐久性等功能要求，这就要求设计人员把安全和经济同时考虑在内，拿出最经济合理的结构体系，目前，我国的结构主要是混凝土结构和钢结构，由于混凝土结构有很多缺点，并且随着科技的进步和环保意识的提高，钢结构越来越受到重视。

钢框架结构体系是指沿房屋的纵向和横向来用钢梁和钢柱组成的框架结构来作为承重和抵抗侧力的结构体系。其优点是：能保证拥有很大的内部空间，建筑平面布置灵活，适应多种类型的使用功能；一般是在工厂预先定制钢梁、钢柱，然后运送到施工现场再拼装连接成整体框架，因为这样的结构自重轻，抗震性能好，对于工人来说施工速度快，机械化程度高；结构简单，构件易于标准化和定型化，对于一般厂房而言，框架体系是一种比较经济合理、运用广泛的结构体系[1]。

2.1 对于钢框架工业厂房,结构形式有三种

对于钢框架结构体系可分为三大体系：柱-支撑体系、纯框架体系、框架―支撑体系。框架―支撑体系即由竖向或横向布置的支撑桁架结构和框架构成，在实际工程中采用较多，这种体系形式是在厂房的横向用纯钢框架，它的特点是框架与支撑系统协同工作，竖向支撑桁架起剪力墙的作用，承担大部分水平剪力。这种结构形式特别适用于纵向较长,横向较短的厂房,经济,省钢材。缺点是柱间支撑可能会影响使用厂房的纵向布置适当数量的竖向柱间支撑，用来加强厂房纵向的刚度，以减少框架的用钢量，并且由于横向纯框架无柱间支撑，便于生产、人流、物流等功能的安排。纯框架体系；是指把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架,不设置柱间支撑。其优点是平面布置灵活，可为建筑提供较大的室内空间，且结构各部分刚度比较均匀。缺点是侧向刚度小，且不宜采用工字型截面柱, 宜采用两个方向惯性矩差别不大的截面形式[2]。

2．2钢结构框架厂房的优点

综上所述，可以看出钢框架结构厂房易于维修：通用电脑设计而成的钢结构建筑可以抗拒恶劣气候，并且只需简单保养；造价合理，减少基础造价；建造速度快，可早日建成投产，综合经济效益大大优于混凝土结构建筑。建筑简易，施工期短：所有构件均在工厂预制完成，现场只需简单拼装，从而大大缩短了施工周期。

钢框架结构有厂房中，钢结构是绿色建筑，节能建筑，钢结构提高了空间的利用率，钢结构建筑的重量轻，体量小，而且本身有良好的延性，因此钢结构的抗震性能非常好，保证了厂房的抗震性。钢结构的施工周期短，提高了资金投资的效益和施工现场文明。随着层数及高度的增加，除承受较大的竖向荷载外，抗侧力(风荷载、地震作用等)要求也成为多层框架的主要承载待点[3]。

3、钢框架结构的设计和发展趋势

3.1 钢框结构厂房的设计阶段

在钢框结构厂房设计的整个过程中都应该被强调和被重视的是在结构选型与布置阶段，这一阶段尤为重要，因为对一些不能作出精确以及理性分析或规范从来没有规定的问题，可跟据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用这些手段可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算[4]。

3.2 钢框结构的发展

现阶段我国绝大部分框架厂房结构均为钢筋混凝土框架厂房，但已出现了不少的钢框架厂房。随着我国钢材产量的迅速增加，品种增多，钢结构设计和施工技术的不断提高，钢框架的运用将有良好的前景。

多层钢框架结构是钢框架厂房最常用的结构，也是将来建筑产业发展的一个重点。上面提到过框架结构体系横向刚度较好，横梁高度也较小，是很经济的结构形式。钢结构体系拥有的各项优势，从目前来看，钢框结构建筑是对城市污染环境影响最小的结构之一，在西方已被广泛采用，所以有绿色建筑之称。与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”，三方面发展的独特优势。因此，两者相结合以至达到更好的使用功能效果[5]。

随着钢框架结构厂房的应用越来越多,遇到的问题也越来越多，其中造价仍是制约发展的重要因素之一。设计人员的共同目标是设计出安全、用钢量少、施工安装简便的钢结构厂房。在相同条件下,理论上控制用钢的数量就可以有效地控制成本造价。这样通过借助计算分析程序,我们可以很好地控制构件的用钢数量。但是节点的用钢量或节点的造价需要我们仔细比较才能确定。当然在钢结构设计过程中我们应考虑当前的国情。即大多数施工安装企业的钢结构制作安装工业化程度不高，构件加工的精度比较低，属于粗放型经营阶段。如果照搬国外的节点型式，全部采用高强螺栓连接是不合适的。首先是成本造价太高，再次是制作和安装的水平跟不上。如果盲目跟随外国，不仅不能保证质量，还给施工增加了难度。所以我们应该从自身出发，找到适合自己的途径[6][7]。

4、总结

当前，钢框架结构具有很好的发展势头，它以自身的优越性，正在工程中得到越来越广泛的应用，实用、节能、工业化程度高等将会是很重要的建筑指标，意味着钢结构普遍应用将成为多层钢结构厂房的设计趋势。钢框架结构施工技术，主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序，但在钢结构施工的同时，才能高效、高质量地完成施工任务。往往要穿插土建、机电等部分的施工。钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合，做到统筹兼顾。

参考文献

[1] 张永生;钱礼平;;浅谈多层钢框架工业厂房的设计[J];安徽建筑;2008年06期

[2] 吴国文 于文博;钢结构：大力发展正其时[N];中国建设报;2003年

[3] 陈东佐,赵文惠;新版《钢结构设计规范》的设计指标和选材要求[J];太原大学学报;2004年04期

[4] 曾志攀;;刚桁架结构厂房的设计[J];钢结构;2007年05期

[5] 汪建兵;胡志强;吴体;;某轻钢加层结构加固实例[J];四川建筑科学研究;2009年02期

[6] 陈养源;钢结构工程质量控制方法及工程应用[D];浙江大学;2006年

[7] 王宗汉;钢结构工程施工质量控制浅谈[N];兵团日报(汉);2002年

2.夏志斌.钢结构设计原理.北京：中国建筑工业出版社.1994