研究钢结构厂房基础设计要点

研究钢结构厂房基础设计要点

陈成

洛阳石化工程设计有限公司河南洛阳471000

摘要：当前，我国的工业产业发展迅猛，对基础设施的发展要求也越来越高。其中厂房作为基础设施的一部分，其发展建设是工业进行有序生产的前提保障。本文针对研究钢结构厂房基础设计要点做出了进一步分析，对钢结构厂房的特征、钢结构框架节点的设计要点、钢架构厂房基础进行设计的要点给出了指导与建议。

关键词：钢结构；厂房；基础；设计要点

在以往对厂房进行设计的过程中，其结构形式大多为混凝土结构。随着生产施工工艺的进步以及快速发展的要求，钢结构厂房的应用越来越广泛。与混凝土结构进行对比，钢结构厂房用途广泛，施工周期短，方便施工，造价合理且对周围的环境影响较小。

1、钢结构厂房的特征

1.1从建筑层面上进行分析

从建筑的角度进行分析，为了更好的满足相关生产的要求，以及相关生产设备放置的空间要求，特别是在冶金、造船、机械制造等行业，有许多重型厂房，他们的显著特点就是跨度大、高度达、吊车吨位大。这就要求钢结构厂房有更大的跨度和高度，这样才能提供更大的空间，满足各种类型进行生产的相关要求。

1.2从结构层面上进行分析

厂房结构形式的选取要考虑到跨度，吊车起重量及工作级别等因素，该类厂房的结构构件一定要有非常大的承压能力[1]，还需要考虑增加柱间支撑来提高刚度。考虑工作环境的因素，比如侵蚀性环境，高温高热环境等。该类厂房则要选择相应的耐腐蚀性的钢材，或考虑对结构的隔热防护等措施。

2、钢结构框架节点的设计要点

在对厂房进行设计时，要结合实际连接点的具体位置，和真实要求的刚度和硬度等，确定好符合实际情况的连接手段。并且，要对以下几点设计要点给予充分的重视。

（1）在设计连接的过程中，要与内部架构实施内力分析时的相关假定相符合。

（2）根据实际分析受力情况，选择各种不同的工况组合进行计算。

（3）明确不同构件的受力点，最大程度的避免出现集中应力的情况。

（4）要充分的对刚度的问题进行考虑，对零部件变形的问题进行协调。

（5）相关的构件进行接连的具体节点，要尽量避免出现偏心的问题，如果不能避开该问题，也要思考出现偏心之后的影响，及时制定解决的策略。

（6）一定要避免在其内部架构当中形成较大的应力残余，特别是由于约束造成的剩余应力，也要注意焊缝的密集问题，不能太过密集。

（7）钢板在一定条件的受力条件下会构成层间撕裂的现象，在对节点实施设计的过程中，要充分的给予重视。

（8）要实施接连的具体构件，一定要易于制作和相关的安装，使造价降低。

3、钢架构厂房基础进行设计的要点

3.1合理的柱网布置

柱网的布置必须首先满足结构上的要求，在保证厂房具有足够的刚度和强度的同时，应注意柱距和跨度的类别尽量减少一些。加大柱距一般可以减少处理地基的费用和基础的造价，但会造成布置在柱距间的构件的材料增加。因此，合理的柱网布置应使总的经济效应最佳。

3.2选择好基础的形式

通常情况下，厂房因其使用性质的要求，柱距和跨度、吊车的起重量和工作级别都比较大。例如冶金工业的转炉车间，跨度可达到30m或者更大，吊车的起重量可达到450t；在机械制造行业，有高度60m，吊车起重量高达1200t的重型厂房。根据地质资料和计算情况，在地质条件良好的区域当中，可以采用天然地基，基础可以采用柱下独立基础的形式[2]。如果根据地质勘测情况，厂房所在区域的地质条件差，或者对具体的厂房要求非常高，可以考虑采用桩基础。我国应用最早以及比较成熟的形式便是桩基础的形式，因为其具备的优势非常明显，承载负荷的能力非常高，沉降比较小并且沉降时非常均匀，在任何的施工条件当中均可以应用，也别是在非常软弱的地质条件打造的地基上非常适用。依照建筑受力的基础知识原理，可以将其划分为承载基础桩以及摩擦基础桩。在对其进行合理的选择过程中，要对工程建设的真实情况进行分析。其中，摩擦基础桩更适合在土层中没有任何坚硬的承载层，以及该项工程建设的承载层的实际深度比较深的情况。承载基础桩为将基桩在承载层上面坐落好之后，便可以对构造物实施承载。

3.3做好基础的受力分析

在实施基础设计的过程中，一定要结合具体的特征重点对竖向受力情况、水平受力情况以及实际弯矩实施细致的分析，结合相关真实的特征对载荷分布具体情况进行确定，这样便能进一步将基础结构部分实际的承受作用能力和相关的稳定性能实施校对。依照真实的基础受力具体分析，可有效对厂房实施建设当中的构造、材料、基础形式进行明确[3]。在对其实施分析基础受力的过程中，不能对某一个方向可以承载的力进行明确时，便要根据最开始选择的基础形式，以及所在区域具体的地质地质条件实施一系列的实验，对相关的数据进行具体的分析计算，保障建造的厂房架构真实的承载能力在可以接受的范畴当中。

3.4严格依照设计的具体步骤实施设计

要依照厂房实际进行基础设计的步骤实施设计。首先，将柱底具体的位置进行确定，将桩柱进行合理的布局安排，根据真实的埋置程度对基础的高度进行第一次计算；其次，结合地基承载力，对基底面积进行合理的调整，如果是偏心受压的形式基础，要注意其最大的应力不可大于其真实承受能力的1.2倍。如果厂房当中有吨位以上的吊车，应力值要大于零。最后，依据真实的基础设计，要对冲切强度实施有效的确定，并且进行细致的验证。

4、结束语：

钢结构形式的厂房进行基础的设计，是有效确保厂房能够有序施工的关键环节，对厂房内部架构的安全稳定性能等皆具有非常重要的意义。所以，在实际施工过程中，要结合所在区域具体的地质情况、环境情况进行基础形式的具体选择，注重受力分析的重要作用，严格依照详细的设计步骤进行，以便全面保障施工能够有序顺利的完成。

参考文献：

[1]李鑫明.探讨重型钢结构厂房结构设计要点[J].福建建材,2014,12:30-31.

[2]金世海.刍议钢结构厂房的设计要点及专业优化[J].中国科技投资,2013,20:86-87.

[3]张薇.大型钢结构厂房设计技术要点解析[J].建筑知识,2016,07:38-39.