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【摘 要】随着建筑企业的快速发展，建设类型也逐渐增多，钢结构建筑也成为了目前较为常用的建筑类型。而钢结构厂房的基础设计是保证厂房顺利建设的重要环节，对整个厂房结构的稳定、工作安全都起着非常关键的作用。
【关键词】钢结构；厂房基础；设计要点
引言
随着国家经济的发展以及钢材自身的诸多优点，钢结构在建筑领域已经成为了一种重要的结构形式。无论是在工业建筑还是民用建筑中，钢结构以其承载力高、施工周期短、综合效益高等优点引领着建筑行业。有优点就有缺点，与钢筋混凝土结构相比，钢结构的防火性能、抗腐蚀性能就有待提高，因此在技术控制上需多加留心。钢结构越来越多的运用在工业厂房建筑中，随之带来的问题也越来越多，因此对钢结构厂房问题的探讨显得尤为重要。
1、钢结构厂房基础简介
近年来，随着我国工业的迅速发展，厂房建设的需求量也不断增大，人们对厂房建筑也提出了更高的要求。在新的工业发展局势下，不仅要满足结构厂房基本的功能，还必须具有足够的安全性和对生产环境的适应性，厂房基础是保证厂房结构安全、满足厂房多方面功能的保障，因此加强对厂房基础的设计研究是非常有价值的。随着我国经济和技术的进步，我国钢铁产量迅速增加，具有优质性能的钢材也大量出现，钢结构厂房建设具有易操作、省时、高效的特点，在日后的维护过程中，钢结构厂房承重能力较好，可以通过简单的焊接技术进行修复，而且还具有抗震能力强的优势。钢结构厂房的应用已经渗透到很多大型的工业厂房以及公共建筑等方面，对促进我国经济的迅速增长起到了很大的推动作用。正是因为钢结构厂房具有这些独特的优势、运用如此广泛，加强厂房的基础建设才显得尤为重要。钢结构厂房基础是指承受整个厂房建筑、工艺设备、管道、钢结构本身以及地震作用等载荷，并将作用力传给地基的土建结构。在钢结构厂房建筑规模不断扩大的生产形势下，厂房的基础设计往往会成为整个工程项目能否顺利完成的关键因素。因此，加强钢结构厂房的基础设计，系统分析基础的受力特征对促进钢结构厂房的安全建设，更好地为工业发展服务具有非常重要的意义。
2、钢结构的优良性能
2.1钢结构开间大
在我国大多数工业厂房建设中，由于厂房规模较大，因此符合大跨度要求的钢结构得到了广泛应用，钢结构的最大跨度可达到四十八米，与混凝土结构相比，在保证相等梁高的前提下，钢结构的开间要比其大百分之五十，提高了布设柱网的灵活性。这种性能是钢结构可允许达到三百米的纵向温度区段长度和一百五十米的横向温度区段长度，达到了工业厂房建设提出的不舍变形缝的规定。
2.2良好的抗震性
较好的韧性与塑性是钢结构本身最大的特点，对地震能具有良好的耗散作用。即使出现偶然的局部超载也不会出现突然断裂的情况，在动力载荷方面，钢结构具有较强的适应性，由钢柱、钢梁组合而成的柔性框架，具有抵抗八级以上地震的能力，所以在地震设防烈度高以及地基承载能力弱的区域都得到广泛应用。
2.3提高施工效率
有制造厂加工制作的工业厂房金属构件，高强度的机械化生产使质量、精准度得到了有力保证。钢结构构件从原生产地运输到施工现场，在组装时只需要进行螺栓的安装以及部件的紧固等较为简单的操作，提高施工效率的同时大大简化了施工程序，在保证建筑质量的基础上缩短了建设周期，有助于厂房尽早建成投产创造更大的经济效益。
2.4钢结构重量小
工业厂房建设中钢结构建筑与混凝土建筑相比，钢结构的质量轻是非常显著地优势，很大程度上缓解了地基的承载压力。其次，钢结构体系在一定程度上克服了混凝土防震性较低、建筑工艺复杂的缺点。冷弯薄壁钢构件体系这种轻钢结构常用于住宅结构建设，由特技防腐高强冷轧镀锌板制造的钢骨大大提高了钢板在使用或施工期间的抗锈蚀能力，对延长轻钢构件的使用寿命具有重要作用。
3、钢结构厂房基础设计的要点
3.1做好基础形式的选择
一般来说，钢结构厂房的柱距和跨度都比较大，因此在地质条件比较好时，可以采用独立的基础形式；在地质条件不太乐观或者建筑要求较高时，常采用桩基础。桩基础是我国发展较早、较成熟的一种基础形式，因其具有承载能力高、沉降量小且沉降均匀等优点，可以适用于任意工程地质条件，尤其是在软弱地基上的建筑结构中具有非常广泛的应用。根据建筑基础的受力原理可以将桩基础分为摩擦桩和承载桩，在选择时，根据实际的工程情况，摩擦桩多用于地层没有坚硬的承载层或者承载层较深的工程建筑中；而承载桩是使基桩座落在承载层之上，可以承载构造物
3.2做好基础的受力分析
钢结构厂房基础具有顶面承受较小的竖向力和相对较大的水平力和弯矩的受力特点，在基础设计时必须根据这些特点着重对竖向及水平的受力和弯矩情况进行具体的分析，根据结构特征确定载荷分布进而对基础部分的承受能力和稳定性进行一定的校核。根据基础的受力分析，可以指导厂房结构的建设、钢材的选择以及厂房基础形式的确定。在对钢结构厂房进行结构基础受力分析时，不能定性地确定某一方向的承受力，必须根据初步选择的基础形式和地质条件进行严格的实验、分析以及数据计算，给出地基所能承受的具体各个方向受力大小的范围，对所设计的结构进行分析和验证，确保实际建筑的厂房结构所产生的载荷作用在基础能够承受的稳定范围之内。例如，对于有吊车的钢结构厂房，由于在工程设计中通常采用刚性柱脚，那么在进行基础设计时，就要充分考虑刚性柱脚的受力特征，并对其受力情况进行严密的分析，按设计的结构校核是否能满足整体刚度的要求，除受力之外，还要计算其所承受弯矩的大小，確定侧移。
3.3结构防腐设计
钢材的主要组成部分是铁、氧化铁、四氧化三铁、三氧化二铁以及其他化合物，其中有些物质暴露在空气中时就会被空气氧化还原发生质变，即称腐蚀。所以，当钢结构厂房空气中有腐蚀性介质或者钢构件处在潮湿的环境下而未对钢结构作出相应的保护措施时，钢结构厂房的锈蚀就会愈加明显。钢结构锈蚀轻微时会使钢材发生形变，比如使钢构件截面厚度发生变化，或者在构件表层形成锈坑层等，严重时甚至使钢构件结构发生大的形变，因此钢结构厂房设计时应注意结构腐蚀的设计问题。一般地，钢结构建筑的防锈可分为两种：钢构件的防锈和维护系统的防锈。钢构件防锈法主要为在其表面刷一层防锈漆，防锈漆的层数和厚度则由构件的生存环境和涂层的性质共同决定。维护系统的防腐只要为彩板部分，它的表面涂层的处理由彩板的专业厂家完成。 3.4节点设计
钢结构厂房内构件种类繁多，构件相互之间的连接节点形式复杂多样。节点设计时除应满足承载力要求外，节点构造还应和结构计算时所采用的计算假定保持一致。刚架柱的柱脚节点按刚接设计，柱脚形式采用插入式柱脚。刚架柱的柱底轴力由柱脚底板传递到基础上，柱底弯矩和剪力由柱脚H型钢分肢的翼缘与混凝土基础的承压力来传递。柱脚H型钢分肢的插入深度由计算和构造要求的最小深度确定。独立基础顶面留设杯口，待刚架柱安装就位后用高标号的细石混凝土二次浇灌。
3.5立面设计
规模、色彩、线条、变化是鋼结构建材的四个主要特征。钢结构厂房和钢筋混凝土结构厂房相比，线条是呈现轻钢结构建筑风格最独特的特征。传统的钢筋混凝土结构厂房由于屋面设置采光效果不理想，在设计时通常设计大量的采光窗，而大量的采光窗会破坏墙面的线条造型，钢结构厂房则不会受此困扰。轻钢结构屋面则大量使用屋面采光板，不仅采光均匀，而且不会破坏墙面的线条造型，既适用又美观，目前非常适合联合型厂房，顺便也解决了厂房的通风问题。钢结构厂房的立面设计主要由工艺布置来决定的，立面要求简洁恢弘，同时简单统一突出重点。设计师们往往为了突出厂房结构的重点，会在厂房入口、外天沟或者收边泛水的地方使用跳跃性色彩和冷色调，起到画龙点睛的作用，勾勒出钢结构厂房体态轻盈、色彩丰富，给人耳目一新的感觉，这样既能体现出现代厂房的恢弘气势，又能表现出厂房的立面效果，使现代建筑的优越感越发明显。
3.6钢结构的工艺设计
钢结构的工业厂房是企业主要的投产区域，厂房结构会出现墙体厚度不达标、钢支架设置不合理等部分和设计规定的现象。在设计过程中应充分考虑建厂条件、企业具体要求等，选取具有针对性的结构设计，保证钢结构中轻钢、框架、空间桁架、塔桅、索膜等基本形式的合理设置。当悬挂荷载较大时宜采用网架结构，可以有效降低建筑载荷。在支撑结构的选型方面，按照使用要求选择不同材料，应充分考虑结构具体需求，实现钢结构工业厂房的工艺性设计。
结束语
本文对钢结构的工业厂房设计这一问题做了具体的分析与探究，并提出了相关的解决措施，希望能给建设过程中起到指导作用，并且其所具有的发展意义更值得为之探讨和思索。
参考文献：
[1]郑建伟.有关多层钢结构工业厂房设计分析与探讨[J].中国建筑金属结构，2013，24：7.
[2]卢健筠.轻钢结构厂房设计理念及应用[J].企业技术开发，2013，Z3：30+44.
[3]莫崇晟.框架上门式刚架钢结构厂房的设计[D].湖南大学，2012.
[4]高之耀.某重型钢结构厂房的结构设计分析和研究[D].青岛理工大学，2013.
【关键词】钢结构；厂房基础；设计要点
引言
随着国家经济的发展以及钢材自身的诸多优点，钢结构在建筑领域已经成为了一种重要的结构形式。无论是在工业建筑还是民用建筑中，钢结构以其承载力高、施工周期短、综合效益高等优点引领着建筑行业。有优点就有缺点，与钢筋混凝土结构相比，钢结构的防火性能、抗腐蚀性能就有待提高，因此在技术控制上需多加留心。钢结构越来越多的运用在工业厂房建筑中，随之带来的问题也越来越多，因此对钢结构厂房问题的探讨显得尤为重要。
1、钢结构厂房基础简介
近年来，随着我国工业的迅速发展，厂房建设的需求量也不断增大，人们对厂房建筑也提出了更高的要求。在新的工业发展局势下，不仅要满足结构厂房基本的功能，还必须具有足够的安全性和对生产环境的适应性，厂房基础是保证厂房结构安全、满足厂房多方面功能的保障，因此加强对厂房基础的设计研究是非常有价值的。随着我国经济和技术的进步，我国钢铁产量迅速增加，具有优质性能的钢材也大量出现，钢结构厂房建设具有易操作、省时、高效的特点，在日后的维护过程中，钢结构厂房承重能力较好，可以通过简单的焊接技术进行修复，而且还具有抗震能力强的优势。钢结构厂房的应用已经渗透到很多大型的工业厂房以及公共建筑等方面，对促进我国经济的迅速增长起到了很大的推动作用。正是因为钢结构厂房具有这些独特的优势、运用如此广泛，加强厂房的基础建设才显得尤为重要。钢结构厂房基础是指承受整个厂房建筑、工艺设备、管道、钢结构本身以及地震作用等载荷，并将作用力传给地基的土建结构。在钢结构厂房建筑规模不断扩大的生产形势下，厂房的基础设计往往会成为整个工程项目能否顺利完成的关键因素。因此，加强钢结构厂房的基础设计，系统分析基础的受力特征对促进钢结构厂房的安全建设，更好地为工业发展服务具有非常重要的意义。
2、钢结构的优良性能
2.1钢结构开间大
在我国大多数工业厂房建设中，由于厂房规模较大，因此符合大跨度要求的钢结构得到了广泛应用，钢结构的最大跨度可达到四十八米，与混凝土结构相比，在保证相等梁高的前提下，钢结构的开间要比其大百分之五十，提高了布设柱网的灵活性。这种性能是钢结构可允许达到三百米的纵向温度区段长度和一百五十米的横向温度区段长度，达到了工业厂房建设提出的不舍变形缝的规定。
2.2良好的抗震性
较好的韧性与塑性是钢结构本身最大的特点，对地震能具有良好的耗散作用。即使出现偶然的局部超载也不会出现突然断裂的情况，在动力载荷方面，钢结构具有较强的适应性，由钢柱、钢梁组合而成的柔性框架，具有抵抗八级以上地震的能力，所以在地震设防烈度高以及地基承载能力弱的区域都得到广泛应用。
2.3提高施工效率
有制造厂加工制作的工业厂房金属构件，高强度的机械化生产使质量、精准度得到了有力保证。钢结构构件从原生产地运输到施工现场，在组装时只需要进行螺栓的安装以及部件的紧固等较为简单的操作，提高施工效率的同时大大简化了施工程序，在保证建筑质量的基础上缩短了建设周期，有助于厂房尽早建成投产创造更大的经济效益。
2.4钢结构重量小
工业厂房建设中钢结构建筑与混凝土建筑相比，钢结构的质量轻是非常显著地优势，很大程度上缓解了地基的承载压力。其次，钢结构体系在一定程度上克服了混凝土防震性较低、建筑工艺复杂的缺点。冷弯薄壁钢构件体系这种轻钢结构常用于住宅结构建设，由特技防腐高强冷轧镀锌板制造的钢骨大大提高了钢板在使用或施工期间的抗锈蚀能力，对延长轻钢构件的使用寿命具有重要作用。
3、钢结构厂房基础设计的要点
3.1做好基础形式的选择
一般来说，钢结构厂房的柱距和跨度都比较大，因此在地质条件比较好时，可以采用独立的基础形式；在地质条件不太乐观或者建筑要求较高时，常采用桩基础。桩基础是我国发展较早、较成熟的一种基础形式，因其具有承载能力高、沉降量小且沉降均匀等优点，可以适用于任意工程地质条件，尤其是在软弱地基上的建筑结构中具有非常广泛的应用。根据建筑基础的受力原理可以将桩基础分为摩擦桩和承载桩，在选择时，根据实际的工程情况，摩擦桩多用于地层没有坚硬的承载层或者承载层较深的工程建筑中；而承载桩是使基桩座落在承载层之上，可以承载构造物
3.2做好基础的受力分析
钢结构厂房基础具有顶面承受较小的竖向力和相对较大的水平力和弯矩的受力特点，在基础设计时必须根据这些特点着重对竖向及水平的受力和弯矩情况进行具体的分析，根据结构特征确定载荷分布进而对基础部分的承受能力和稳定性进行一定的校核。根据基础的受力分析，可以指导厂房结构的建设、钢材的选择以及厂房基础形式的确定。在对钢结构厂房进行结构基础受力分析时，不能定性地确定某一方向的承受力，必须根据初步选择的基础形式和地质条件进行严格的实验、分析以及数据计算，给出地基所能承受的具体各个方向受力大小的范围，对所设计的结构进行分析和验证，确保实际建筑的厂房结构所产生的载荷作用在基础能够承受的稳定范围之内。例如，对于有吊车的钢结构厂房，由于在工程设计中通常采用刚性柱脚，那么在进行基础设计时，就要充分考虑刚性柱脚的受力特征，并对其受力情况进行严密的分析，按设计的结构校核是否能满足整体刚度的要求，除受力之外，还要计算其所承受弯矩的大小，確定侧移。
3.3结构防腐设计
钢材的主要组成部分是铁、氧化铁、四氧化三铁、三氧化二铁以及其他化合物，其中有些物质暴露在空气中时就会被空气氧化还原发生质变，即称腐蚀。所以，当钢结构厂房空气中有腐蚀性介质或者钢构件处在潮湿的环境下而未对钢结构作出相应的保护措施时，钢结构厂房的锈蚀就会愈加明显。钢结构锈蚀轻微时会使钢材发生形变，比如使钢构件截面厚度发生变化，或者在构件表层形成锈坑层等，严重时甚至使钢构件结构发生大的形变，因此钢结构厂房设计时应注意结构腐蚀的设计问题。一般地，钢结构建筑的防锈可分为两种：钢构件的防锈和维护系统的防锈。钢构件防锈法主要为在其表面刷一层防锈漆，防锈漆的层数和厚度则由构件的生存环境和涂层的性质共同决定。维护系统的防腐只要为彩板部分，它的表面涂层的处理由彩板的专业厂家完成。 3.4节点设计
钢结构厂房内构件种类繁多，构件相互之间的连接节点形式复杂多样。节点设计时除应满足承载力要求外，节点构造还应和结构计算时所采用的计算假定保持一致。刚架柱的柱脚节点按刚接设计，柱脚形式采用插入式柱脚。刚架柱的柱底轴力由柱脚底板传递到基础上，柱底弯矩和剪力由柱脚H型钢分肢的翼缘与混凝土基础的承压力来传递。柱脚H型钢分肢的插入深度由计算和构造要求的最小深度确定。独立基础顶面留设杯口，待刚架柱安装就位后用高标号的细石混凝土二次浇灌。
3.5立面设计
规模、色彩、线条、变化是鋼结构建材的四个主要特征。钢结构厂房和钢筋混凝土结构厂房相比，线条是呈现轻钢结构建筑风格最独特的特征。传统的钢筋混凝土结构厂房由于屋面设置采光效果不理想，在设计时通常设计大量的采光窗，而大量的采光窗会破坏墙面的线条造型，钢结构厂房则不会受此困扰。轻钢结构屋面则大量使用屋面采光板，不仅采光均匀，而且不会破坏墙面的线条造型，既适用又美观，目前非常适合联合型厂房，顺便也解决了厂房的通风问题。钢结构厂房的立面设计主要由工艺布置来决定的，立面要求简洁恢弘，同时简单统一突出重点。设计师们往往为了突出厂房结构的重点，会在厂房入口、外天沟或者收边泛水的地方使用跳跃性色彩和冷色调，起到画龙点睛的作用，勾勒出钢结构厂房体态轻盈、色彩丰富，给人耳目一新的感觉，这样既能体现出现代厂房的恢弘气势，又能表现出厂房的立面效果，使现代建筑的优越感越发明显。
3.6钢结构的工艺设计
钢结构的工业厂房是企业主要的投产区域，厂房结构会出现墙体厚度不达标、钢支架设置不合理等部分和设计规定的现象。在设计过程中应充分考虑建厂条件、企业具体要求等，选取具有针对性的结构设计，保证钢结构中轻钢、框架、空间桁架、塔桅、索膜等基本形式的合理设置。当悬挂荷载较大时宜采用网架结构，可以有效降低建筑载荷。在支撑结构的选型方面，按照使用要求选择不同材料，应充分考虑结构具体需求，实现钢结构工业厂房的工艺性设计。
结束语
本文对钢结构的工业厂房设计这一问题做了具体的分析与探究，并提出了相关的解决措施，希望能给建设过程中起到指导作用，并且其所具有的发展意义更值得为之探讨和思索。
参考文献：
[1]郑建伟.有关多层钢结构工业厂房设计分析与探讨[J].中国建筑金属结构，2013，24：7.
[2]卢健筠.轻钢结构厂房设计理念及应用[J].企业技术开发，2013，Z3：30+44.
[3]莫崇晟.框架上门式刚架钢结构厂房的设计[D].湖南大学，2012.
[4]高之耀.某重型钢结构厂房的结构设计分析和研究[D].青岛理工大学，2013.