钢结构工业厂房抗震设计要点分析

潘栩+孙伟

摘要：在经济的不断发展下，各种工业厂房正在不断的建立，由于钢结构厂房具有强度高、柔韧性好和自重低等特点，被广泛的应用到各种生产企业当中，但是在实际的应用过程中，部分钢结构工业厂房的抗震设计不合理，导致在发生地震的情况厂房发生较大程度的变形，严重威胁人们的生命安全和企业的财产安全，针对这样的现象，需要加强钢结构工业厂房的抗震设计，提高工业厂房的抗震性能，以此来保证在发生地震的时候工业厂房能够处于安全的环境当中。

关键词：钢结构；工业厂房；抗震设计

引言

钢结构工业厂房常常应用在工业厂房的设计当中，具有较高的应用价值，但是由于钢结构强度偏高，整体结构过于死板，在发生地震的情况下，如果缺少合理的设计，特别容易出现厂房结构出现扭曲变形甚至倒塌的现象，这也是目前大部分钢结构厂房在地震中无法得到有效保存使用的主要原因。本文从实际的工程案例出发，对钢结构工业厂房的抗震设计要点进行分析。

1工程概况

此钢结构工业厂房为敞开式建筑物，整体高度为80m，总长度为56m，宽度为30m。此厂房总共布置两套生产线，根据实际需要，采取的布置方法为从地面到顶部，平面和竖向质量分布并不均匀。此工业厂房的主体结构设计使用年限为50年，根据相应的建筑物抗震标准来看，此工业厂房的整体抗震规格为乙类建筑，安全等级为二级。

2首先是对钢结构厂房的地形和主体结构进行设计选择

对于钢结构的地形设计来说，需要保证场地覆盖层较薄，以此来保证在发生地震的情况下，减少场地对钢结构的影响，在另外一个方面，需要选择具有较大剪切波速的场地，这样能够在最大程度上提高钢结构厂房的抗震性能，最后，在对钢结构厂房的场地进行选择的过程中，需要避免建筑物的振动周期与地震周期出现相近的现象，所以说需要避免出现共振现象的发生，以此缓和震动周期，减少地震所带来的破坏。对于钢结构厂房的主体结构设计来说，需要结合实际生产的工艺特点和主体结构标准设计等方面来进行设计，在对此厂房的生产特点进行分析之后，可以选择钢支撑框架结构来作为主体结构方案。

3抗震設计

3.1对抗震等级进行划分

在对工业厂房进行抗震设计的过程中，需要结合厂房的类型和高度来划分抗震等级，并且根据抗震等级来进行相应的计算和设计，对于该厂房来说，由于其是乙类厂房，根据设计标准，厂房32m以上部分为抗震二级设计，32m以下部分的钢结构设计仍旧为抗震等级二级设计，而混凝土框架结构设计为抗震一级。

3.2对抗侧力构件材料和截面进行选择

该结构的主抗侧力构件为梁、柱和垂直支撑，在对结构的抗侧刚度和抗扭刚度进行计算分析的基础上，可以选择标准为H型的钢梁为框架钢梁，其它构件的焊接仍然采用H型钢梁，构件截面尺寸满足相应的设计要求，其中钢梁一般采用Q235B。

3.3钢结构和混凝土结构的连接设计

对于该工业厂房的整体结构来说，32m以上部分为钢结构，32m以下部分为混凝土结构，抗震设计分别为二级和一级，对于两种不同的结构设计，需要采取合理的连接方式来进行过渡，以此使厂房上部结构的应力能够有效的传播到下部结构。对于该厂房来说，需要根据当地地震的发生频率和发生程度进行确定，对于地震多发区域，可以采用插入式柱脚，由于上部钢结构的结构高度较高，可以在对钢结构和混凝土进行连接的过程中设置栓钉，以此来保证钢结构和混凝土之间能够有效的传播应力，以此来保证整体结构的稳定程度。

3.4设备与钢结构的连接方式

该厂房中设备的整体重量较大，分布较为密集，针对这样的现象，需要采用合适的方式来连接设备、管道和主体结构。一般情况下这样的连接方式包括这样两个部分：首先是将设备或者管道直接采用螺栓与梁相互连接的方式来与钢结构主体进行连接，另外一种连接方式是采用焊接的方式，将设备与钢梁进行直接连接，管道可以由焊接在梁上的支架上进行支撑。通过这样的连接，能够使设备、管道和主体保持一个整体，以此来提高整体钢结构的结构刚度。

3.5抗震缝的设计

对于一般的钢结构厂房来说，在对其进行抗震设计的过程中不需要设置防震缝，但是对于多层厂房的抗震设计来说，为了提高整体的抗震性能，需要进行防震缝的设计。对于该钢结构工业厂房来说，需要根据相关建筑抗震设计的实际要求和标准来进行，并且在对厂房的使用功能和整体性能进行分析的基础上，来对防震缝进行设计和计算。在对防震缝进行设计的过程中，需要根据厂房的实际高度和宽度来对缝宽进行调整，对于32m以下的混凝土结构来说，需要保证防震缝的宽度大于钢筋混凝土结构的1.5倍。

3.6钢柱脚的设计和埋入

在对钢柱脚进行设计的过程中，首先需要对钢柱脚的受力情况进行分析，并且在此基础上来对钢柱脚进行选择，针对此钢结构工业厂房来说，由于高度较高，可以采用刚性固定柱脚，也可以采用外包式柱脚。对于钢柱脚的埋入深度来说，需要根据钢柱脚的特点和钢柱截面高度来进行确定，对于埋入式柱脚来说，不能小于钢柱截面高度的两倍，对于外包式柱脚来说，需要将钢柱直接置于地下室墙或者基础截面当中，以此来发挥出最大效果。

4结束语

钢结构厂房具有较大的实用价值，为了提高钢结构厂房的抗震效果，需要在对钢结构厂房的整体高度和使用功能进行分析的基础上，根据相应的建筑抗震设计标准和对顶来对厂房的抗震等级进行划分，对于钢结构和混凝土结构相互连接的工业厂房来说，需要采取合适的连接方式。在另外一个方面，也需要对厂房的使用特点和工艺布置形式进行考虑，并且保证结构在竖向布置、楼板连续性和重量分布上满足相应的设计规范，以此来在最大程度上保证钢结构的抗震性能。

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现代物业杂志社

2019-08-21