时间：2024-02-27 16:08:48
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇工业设计与结构设计，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：钢结构；工业厂房；设计
中图分类号：TU391文献标识码： A
引言
无论是中国古代,还是现代工业厂房设计,都需要强调安全,有些建筑只注重难度和高度,甚至有些工业厂房为了节省材料,导致现代建筑工程的安全问题和渗漏甚多,这是建筑质量所不能够允许的,我们只有重视钢结构在工业厂房设计施工工艺,才能保证满足厂房的施工安全。
一、钢结构在工业设计中的重要性
我们知道农业是我国国民经济的基础，因为它提供人民的基本生存保障。但在整个国民经济中光靠农业是远远不够的，其它产业部门，如工业、交通、商业等都必须大力发展，尤其是工业，它是国民经济的主导产业。一个国家工业发展水平就代表了其经济发展水平，世界上的发达国家都是工业化国家。作为发展中国家，与发达国家相比，我国的工业还存在许多问题。比如总体水平低，现代化程度差，科学技术上明显滞后，工业生产效率也较低。因此，工业经济的转型势在必行。
配合着工业方面的转型，钢结构在工业领域的应用也将进入到一个新的阶段。在这个阶段中面临着一定的考验，但更多的是机遇。对于工业来讲，钢结构的应用范围相当广泛，历史也相当悠久，其体系也较为成熟和固定。工业中体量大小差异很大的建、构筑物很多，需要满足的功能要求也多种多样，各方面的限制因素等都导致结构样式要比较灵活，因此钢结构的应用必将占据很大的部分。辅助材料的性能发展，如防火材料、防腐蚀材料及保温材料等，也使钢结构能满足越来越高的使用上的要求。随着时间的不断推移，工业与钢结构之间形成了一种相互促进、互利互惠的关系。这种关系也决定了两者紧密的联系。
二、钢结构工业厂房设计
1、钢结构工业厂房常用结构体系分析
在钢结构工业厂房结构体系上，主要有3种常用的结构：
（1）纯框架体系
具体而言，综合考虑厂房的纵向与横向这两个方向，将其设计为刚接框架，禁止设置柱间支撑。这种结构体系的使用空间基本上不受其影响，但是其柱不能运用工字型柱，必须要设置成截面形式，例如箱形柱。一般而言，截面形式的两个方向在惯性矩差别上基本上没有变化，因而在一定程度上增加了钢材的使用量。
（2）框架-支撑体系
这种结构体系主要是将结构的横向设计为刚接框架，而结构的纵向通常设计为柱-支撑体系，基于积极发挥柱间支撑作用的同时，提高水平荷载的抵抗力。从本质上来讲，这种结构体系相对经济环保，但柱间的支撑在一定情况下将会对整体的使用性能造成影响。由此可以看出，框架-支撑体系对于纵向深度较广、横向深度较广的钢结构工业厂房。
（3）钢架联合支撑的混合结构体系
这种形式主要是把结构的纵向设计为钢架与支撑相结合的形式，依靠这两者的相互作用来实现抵抗水平压力的目的。立足于钢架联合支撑的混合结构体系的特点，有助于促进柱纵向弯矩的减少，但在一定状况下增大了楼面的刚度，导致柱子间的变形出现不协调的状况，因而柱间的支撑作用没有得到有效发挥。
2、钢结构工业厂房楼盖布置思路分析
一般来讲，钢结构工业厂房的楼盖主要存在4种形式：压型钢板现浇组合楼板、装配整体式预制楼板、装配式预制楼板和普通现浇混凝土楼板。综合考虑这4类楼板各自的优缺点，对于压型钢板现浇组合楼板来讲，与普通现浇混凝土楼板均存在平面整体刚度相对较好的优点，同时在施工速度上，压型钢板现浇楼板与装配整体式预制楼板以及装配式预制楼板相比显著提高，但其造价较高。由此可知，要想提高钢结构工业厂房的使用性能，必须要积极运用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板。
3、钢结构工业厂房柱网布置分析
在钢结构工业厂房柱网的布置过程中，要遵循其相关的原则。换言之，主要体现在5个方面上：要满足厂房的生产工艺以及使用需求；要遵循建筑结构经济性以及合理性原则；体现施工方法的先进性；与钢结构工业厂房建筑的统一化原则相匹配；最大限度地体现生产的发展要求以及技术变革的要求。通常状况下，当钢结构工业厂房的跨度处在18m以下的情形中，要运用3m倍数原则。反之，如果跨度在18m以上时，要遵循6m倍数设计原则。而厂房的柱距要尽可能地执行6m以及6m倍数原则。
4、钢结构工业厂房变形缝设置分析
在设置钢结构工业厂房的变形缝时，首先要明确变形缝的种类，主要包括3种，即为伸缩缝、防震缝以及沉降缝。当钢结构工业厂房的宽度与长度超过实际需求的范围时，此时气温发生明显的变化，于钢结构内部出现一定的温度应力，导致墙面以及屋面产生拉裂现象，不利于厂房的正常使用。在这种情形下，为了最大限度地降低工业厂房结构的温度应力，必须要进行伸缩缝的设计。通常状况下，要对厂房进行分区处理，进而分成诸多个温度区段。需要强调的是，在设置伸缩缝的过程中，最先开始的位置是基础顶面，将温度区段上部结构区分开来，预留适当宽度的缝隙，致使上部的结构在气温发生变化的过程中能够顺着水平方向实现变形。
在钢结构工业厂房中，通常状况下不进行沉降缝处理，但是当工业厂房相邻的两部分在高差上存在很大差异时可设置沉降缝，同时当两跨间吊车在起重量上产生巨大悬殊下，且地基承载力也发生巨大落差，必须要进行沉降缝设置。为了尽可能地减轻震害，必须要设置防震缝。当工业厂房在平面以及立面上相对复杂时，同时结构的高度以及刚度存在较大的差异，必须要设置防震缝。此外，如果要在厂房的侧边进行附房的布置，需要注意的是要将相邻的部分区别设计，设置伸缩缝与沉降缝时，要与防震缝设计要求相一致。
三、钢结构在施工过程中存在质量控制的要点
1、钢结构厂房基础工程质量控制的重要措施
钢结构厂房最基础的工程就是采用混凝土作为一些独立的基础，基础工程混凝土和钢筋模式的施工施工工艺完全相同，因此钢结构厂房中我们需要注意锚栓会出现不垂直的现象；基础施工后的锚栓预埋水平会出现很多误差，钢柱在安装过程中，柱脚底部会有很多扩张的技术。国际先进的施工采用的是信息化技术的引进。以先进的技术和机器设备代替复杂的施工要求，是减少事故的有效方式。
首先，施工过程遇到困难要及时地修复。对于建筑材料薄弱部位进行优化处理。其次，确定中后期建筑安全的维护。相关技术人员要进行严谨的检测。对于已发生的事故要有“科学保护处理方案”，将损失减少到最少。最后，如果降低安全事故的发生率，最重要的还是要宣传安全文化，所以，定期对施工人员以及相关的人员进行安全知识的培训，提高施工人员的知识。
2、钢结构厂房主体工程质量控制的相关要点
根据设计图纸及设计对基础的要求为依据，地脚螺栓的埋设误差，对每一柱脚，锚栓之间允许误差不得＞2mm，其它误差不得＞4mm的要求对基础进行复查，其验收内容主要包括：基础的中心位移偏差，基础标高偏差，预埋螺栓位置偏差，间距、跨距复查和沉降观察点、控制点、基础技术资料的交接及基础外观等其它质量指标的检查认定。进行复验交接时必须有甲方、基础施工方和钢构安装方的现场负责人共同组织参与。对不符合设计及有关规范要求的必须及时提出处理意见并经甲方和监理检查认定后方可进入下步工序施工。技术资料的交接必须清楚明了，无遗漏、缺项，保证真实性和实物分类的统一性。
结束语
综上所述，在钢结构工业厂房设计过程中，诸多业主与设计单位在钢结构建筑的认识上存在诸多问题，钢结构体系方案设计不合理，因此相关的结构设计人员要充分发挥钢结构设计思维，掌握新形势的发展要求，优化钢结构体系设计，综合各种影响因素，优化厂房整体的设计思路，从而提高钢结构工业厂房设计质量。
参考文献
[1]刘震.工业厂房钢结构设计体会[J].中国科技信息，2012.
关键词：钢结构；工业；结构设计；施工
中图分类号：TU391文献标识码： A
引言
随着工业生产技术的不断进步，钢材的种类也日益繁多，尤其是高性能钢材的产品逐渐占据市场的主体，其应用必将更加广泛。更为重要的是，计算机技术的发展为钢结构设计软件甚至计算理论带来的更大的益处。目前钢结构计算软件越来越多，各种技术理论的应用也越来越全面，钢结构在有限元及空间作用的研究及应用会越来越普及。
目前钢结构或者应用大量钢材的混合结构的应用实例很多，更多的为人熟知的是其在高层、超高层及大型公共建筑中的应用。这些项目一般在社会上的影响力非常大，经常为一个城市甚至一个国家的地标性建筑。能够在这样的项目中得到大量应用，充分证明了钢材及钢结构体系在结构设计中所占有的重要位置。
一、钢结构在工业设计中的重要性
我们知道农业是我国国民经济的基础，因为它提供人民的基本生存保障。但在整个国民经济中光靠农业是远远不够的，其它产业部门，如工业、交通、商业等都必须大力发展，尤其是工业，它是国民经济的主导产业。一个国家工业发展水平就代表了其经济发展水平，世界上的发达国家都是工业化国家。作为发展中国家，与发达国家相比，我国的工业还存在许多问题。比如总体水平低，现代化程度差，科学技术上明显滞后，工业生产效率也较低。因此，工业经济的转型势在必行。
配合着工业方面的转型，钢结构在工业领域的应用也将进入到一个新的阶段。在这个阶段中面临着一定的考验，但更多的是机遇。对于工业来讲，钢结构的应用范围相当广泛，历史也相当悠久，其体系也较为成熟和固定。工业中体量大小差异很大的建、构筑物很多，需要满足的功能要求也多种多样，各方面的限制因素等都导致结构样式要比较灵活，因此钢结构的应用必将占据很大的部分。辅助材料的性能发展，如防火材料、防腐蚀材料及保温材料等，也使钢结构能满足越来越高的使用上的要求。随着时间的不断推移，工业与钢结构之间形成了一种相互促进、互利互惠的关系。这种关系也决定了两者紧密的联系。
二、钢单层钢筋混凝土柱工业厂房的典型案例分析
（一）、工业厂房屋盖系统结构严重破坏
采用钢筋混凝土屋架及屋面板的工业厂房在地震中容易发生严重破坏，强烈的地震作用使得这种整体性差、重量大的屋盖结构系统大批坠落，个别厂房结构解体破坏。
强烈的地震作用使得钢单层钢筋混凝土柱工业厂房柱的顶面与屋架连接处的连接焊缝及螺栓被剪断，或预埋件被拔出，从而使得柱顶与屋架的连接失效，在地震中屋架产生纵向或横向位移错动，最终丧失钢筋混凝土柱的支撑，屋面板与屋架一起坠落。由于屋架与屋面板的焊接不良，或连接件严重锈蚀，在强烈的地震作用下，屋架与屋面板的连接松动脱空，使屋面板在地震晃动中滑脱下坠。
（二）、柱子及支撑的震害
柱子严重破坏导致屋盖坍塌。厂房属多跨单层厂房，边柱为矩形截面，地震后基本完好；中柱为双肢大空腹薄壁柱，每个肢是槽型钢筋混凝土截面，柱子的整体工作能力显然太差，下柱局部破坏严重，上柱的破坏更为严重，有的甚至在全高范围内被压碎，只剩下零零星星的几根钢筋，最终导致屋盖的全面坍塌。钢单层钢筋混凝土柱与吊车梁顶面连接处发生剪切裂缝。由于汶川地震前的工业厂房设计中均未考虑到抗震设计，所以在汶川地震中工业厂房柱子与吊车梁顶面连接处发生了严重的剪切裂缝如图1。
图1
三、工程概况
贵州省瓮安县创业园一期工程有三连体和两连体两种形式，均由钢结构厂房和连体组成。其中钢结构厂房为3层，连体为5层。三连体建筑面积为24669m2，两连体建筑面积为15490m2。厂房采用新型装配整体式空间钢网格盒式结构，单跨跨度为14.4m，共两跨3层，平面尺寸为28.8m×72m，墙架柱间距为2m，建筑总高为15.6m。
四、厂房结构设计
（一）、结构设计方案
本工程钢结构厂房与连体用缝断开，分开建模计算。钢结构厂房采用SATWE程序进行分析计算。厂房楼面活载取6kN/m2，屋面活载取2.0kN/m2，恒载按实际考虑。
钢材选用Q345钢，楼面及屋面混凝土板采用C30混凝土，钢筋采用HRB400。墙架与楼盖单元布置如图2所示，楼盖、纵墙、山墙单元布置分别如图3～5所示，图中圆圈表示各单元的连接节点，虚线表示相邻单元的分界线，各字母为单元编号。单元之间均采用腹板高强螺栓连接、翼缘焊接的刚接形式，按照等强连接的原则确定螺栓的数量和大小。墙架柱及层间梁按实际截面输入模型，由于现有计算软件无法真实输入钢空腹夹层板的模型，笔者采用折算过的等刚度的工字形截面来等效模拟上、下T形截面。等效原则按两者高度相同、抗弯刚度相同进行换算，折算结果如表1所示。在采取钢空腹夹层板楼盖的实际工程中，这种折算方法已通过现场试验证实是可行的(实际截面的现场试验结果与折算成实腹梁的计算结果相吻合)。
图2 墙架与楼盖单元连接轴测
图3 楼盖单元布置
图4 纵墙单元布置
图5 山墙布置
表1 按等效刚度原则折算成实腹梁截面(标准层)
（二）、中柱与楼盖相交处节点设计
由于采用钢空腹夹层板楼盖结构，中柱与楼盖节点计算模型类似于无梁楼盖，经计算对比，采用“米”字形节点作为“柱帽”，经整体、节点分析此节点均能满足设计要求，其应力比及截面尺寸见图6。
（三）、剪力键的设计校核
钢空腹夹层板楼盖剪力键采用方钢管，按下式计算:
ΔN≤fvAs
式中:ΔN为剪力键两侧上(下)肋轴力设计值差值中的较大值；fv为钢材抗剪强度设计值；As为钢材受剪截面面积。
图6 米字形节点应力比及截面尺寸
（四）、结构分析及计算结果
采用SATWE软件进行结构分析。设计参数:建筑安全等级为二级，结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度，设计基本加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，结构高度为15.6m，基本风压为0.3kN/m2。结构体系为多层钢结构厂房，属于平面规则结构。结构分析结果见表2，3。由表可知:结构第1，2阶振型均为平动；最大层间位移角和位移比远小于《建筑抗震设计规范》(GB50011―2010)限值，结构整体稳定性和抗侧刚度均较好。
表2周期及振动形态
表3最大层间位移角和位移比
五、施工过程
墙架及楼盖均以层为单位以独立单元形式在工厂进行加工，然后运到现场用高强螺栓进行拼接。墙架单元最大尺寸为7100mm×4066mm，质量为981kg，楼盖单元最大尺寸为11250mm×4000mm，质量为784kg。所有单元质量均小于1t，运输和安装均较方便。
空间钢网格盒式结构安装工艺:先安装墙架网格，再安装双层空腹网格楼盖，形成第1层网格盒式结构；再逐次安装第2层和第3层。在钢网格安装期间，外墙DQ板制作加工亦可同步进行。外墙采用厚90镶嵌型DQ板条，双面镶嵌，形成双层DQ墙板。根据墙架的特点，安装步骤为:1)钢丝网细石混凝土现场浇制，即门窗洞口的细石混凝凝土浇制工序；2)所有H型钢墙架柱的高强螺栓连接节点的钢丝网细石混凝土现场浇制；3)上述工序完成后进行DQ墙板的安装；4)根据建筑要求进行墙体内外侧装饰。
结论
相对普通钢框架结构，该结构由于构件尺寸小且数量较多，对钢构件的加工和安装提出了一定的要求。采用装配整体式钢网格盒式结构，所有构件在工厂加工，现场只进行高强螺栓的拼接。在加快施工进度的同时，能够更好地保证工程质量，同时减少现场焊接，减少发生火灾的隐患，提高了施工文明程度。
参考文献
[1] GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社，2003．
关键词:工业厂房；钢混凝土；结构设计
钢混凝土组合结构是由钢梁和混凝土板通过栓钉组合起来的新型结构形式，是当前工业厂房建设所采取的主要结构形式之一。根据以往工作经验，钢筋混凝土结构在使用的过程中容易受到环境等方面影响而出现钢筋锈涨开裂而导致的耐久性下降，影响厂房的使用寿命，造成安全事故，因此优化钢与混凝土组合结构设计是提高厂房质量，提高其使用寿命的重要举措。本文以某工业厂房建设为例，该工业厂房属于水泥选粉机车间，车间框架结构上装有多个电机，厂房噪音比较大，因此需要对钢与混凝土组合结构进行优化设计，以此保证厂房的整体质量。
1某厂房使用钢与混凝土组合结构的优势
钢与混凝土组合结构是当前我国建筑结构设计所采取的主要技术之一，由于该厂房框架上需要安装多个电机，而且车间机械噪音比较大，形成的震动会对厂房的整体质量产生影响，根据以往的案例，此种作业模式对厂房的使用寿命会形成严重的影响，因此该厂房使用钢与混凝土组合结构具有以下优势:(1)起到很好的抗震效果，钢与混凝土结构具有很好的延伸性和吸收性，在外界震动负荷力的作用下，通过钢与混凝土组合的性能可以缓解震动队厂房的影响，从而起到良好的抗震效果，更为重要的是通过此种结构设计能够提高厂房的稳定性;(2)耐火性。工业厂房设计必须要考虑火灾因素，由于钢与混凝土结构中的混凝土具有较高的热容量，因此一旦出现火灾混凝土就能吸收这些热量，从而降低因为火灾而对厂房构成的影响;经济性强。经济性一方面体现在使用寿命上，另一方面体现在成本费用上。由于钢与混凝土结构设计一定程度上减少了钢筋的使用量，但是其整体质量却没有降低，反而增强了，因此准确的使用钢与混凝土组合结构可以有效地为工业企业减少费用支出，延长了厂房的使用寿命。
2某厂房钢与混凝土组合结构设计
该厂房钢与混凝土组合结构主要包括:(1)横向框架。横向框架是整体厂房的主要承重结构体系，其需要承受各种外界负荷力的作用，保证厂房的整体结构稳定性，一般由柱、和屋架以及屋盖横梁等构成;(2)屋盖结构，屋盖结构主要是承担屋盖所带来的负载，例如横梁、托架等等;(3)支撑体系。支撑体系也是厂房的主要组成部分，其主要是防止厂房出现倾斜、垮塌等现象。因此该厂房的设计:
①荷载计算设计。由于该厂房的车间顶盖采取的是钢网架结构，安装通风的天窗，因此需要对荷载进行计算，以此确定具体的施工方案。荷载系数取用荷载风压的1.0，基本的风压为0.62kN/m2。荷载计算:屋顶盖部分:静载有彩钢和网架，是1.40kN/m2，活载为0.9kN/m2;吊车:最上层的吊车荷载主要对作用于柱上，其荷载为Rmax=4289kN，Rmin=2699kN，水平刹车力在97.9kN。第二层吊车的荷载为Rmax=1360kN，Rmin=965kN，水平刹车力在29.5kN。最低下层吊车荷载为Rmax=989.5kN，Rmin=356.7kN，水平刹车力在12.9kN;风荷载:基本的风压主要作用于柱的顶部，对其柱顶的荷载力为375kN，基本风压在0.62kN/m2，风荷载在两边的柱底压力为17.2kN/m和9.98kN/m;
②设缝问题设计。按照相关规定规范，钢筋混凝土现浇框架结构伸缩缝的最大间接为55m，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝的最大间距为45m，根据工程的实际情况考虑，本设计方案选择不设缝的施工方案，但是由于混凝土存在收缩问题，因此在具体的结构设计时可以从厂房建筑的中部框架部位从基础顶面至屋面设置10m宽的后浇带。同时为了保证质量，还需要在钢框架子结构和混凝土墙体之间进行连接构造，具体可以通过连梁采用刚性连接或铰接。具体的施工策略为:调整结构施工顺序，先浇筑混凝土简体，然后安装钢框架;用刚性连接的钢框架梁柱节点;调整钢管柱的长度等方式进行;
③截面形式及计算。钢管混凝土组合柱结构的截面形式有3种，一种是圆钢管混凝土结构，一种是矩形钢管混凝土姐欧股，还有一种是多边形钢管混凝土结构。在厂房建设中使用最广泛的就是矩形和圆形钢管混凝土组合柱。圆形钢管混凝土组合柱的强度和抗压性是最符合厂房建设的，所以在该厂房车间建设中使用的就是圆形钢管混凝土组合柱。在对厂房的排架进行计算时，采用的设计福软件是中国建筑学院编制的钢结构STS软件，这种软件在计算钢管混凝土组合柱的截面时是根据CECS28B90计算的;
④柱脚设计。柱脚的钢管应该使用封板进行封闭，这样能够减少柱和接面的压力。从本案例中来看，封板和柱脚相连接的地方有劲肋，这是为了更好地提高柱脚的受力。而且，厂房中钢材混凝土组合柱的柱脚有两个杯口插入，在杯口处灌入混凝土，这样有利于提高整个柱的受力荷载;
⑤钢与混凝土组合结构的防火设计。常用的防火措施种类比较多，一般就是将构件利用保护材料进行包裹，以此延续构建的升温速度，为灭火提供时间。基于本工厂的工作环境，本次的设计具体选择的是膨胀型防火涂料保护法，此种方法能够消除传统发生火灾时产生的有毒气体的弊端。具体的设计是选择由有机树脂、发泡剂以及碳化剂等构成的厚度在5mm左右的涂料，一旦发生火灾时，该涂料就会膨胀，形成比原来还要厚几十倍的多孔碳质层，阻挡外部对内包构件的传热，便构件的耐火极限可达(O．5～1.5)小时;
⑥剪力墙子结构体系延性设计。在钢框架一混凝土剪力墙混合结掏体系中，由剪力墙和剪力墙组成的筒体承担了85%以上的水平剪力，应保证混凝土墙体具有足够的延性，因此在连接处设置型钢柱，既能有效防止裂缝的出现或展开，又能方便钢结构的安装，减少钢柱与混凝土墙体之间的竖向变形差异产生的不利影响。设计时应考虑框架具有一定的抗剪承载能力，其值不宜小于带框墙总剪力的20%。同时剪力墙轴压比应根据结构的抗震设防等级确定。该厂房设计剪力墙轴压比控制值按规范要求应小于0.6，以保证其延性。
3工业厂房钢与混凝土组合结构设计的保障
实现对工业厂房与混凝土组织结构设计的优化必须要做好以下工作:一是要把握基本的钢与混凝土组合设计原则，通过设计保证厂房使用寿命，强化对厂房的质量控制以及达到最优化的经济目标，也就是在设计的过程中要综合考虑建筑项目的全寿命期的成本和效益问题。只有把握上述的基本原则才能保证设计的方案具有价值;二是提高工业设计人员的综合素质，提高他们的设计理念更新。钢与混凝土结构设计是新型的设计方案，也是当前工业设计较为常见的一种技术，因此需要设计人员要把握设计的关键问题，强化质量管理意识和安全意识;三是加强施工管理。保证施工工序严格按照设计的要求进行，以此保证工业厂房的质量。通过对该厂房钢与混凝土结构的性能检测，通过设计提高了结构刚度，达到了良好的抗震效果，优化了建筑布局和空间的使用，更为重要是将降低了造价，提高了工厂的经济效益，提升了工厂厂房的使用寿命。
参考文献
［1］郑友柴．管混凝土组合柱在重钢结构工业厂房工程中的应用［J］．中国建筑金属结构，2013(22)．
【关键词】钢结构工业厂房；设计；施工
钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点，但作为一种材料，它也有很多缺点，例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素。文章将从设计和施工两个方面来进行论述。
一、钢结构工业厂房的优越性
钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，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，大大缩短了施工周期。其次，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。最后，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，并且不需要制模施工。
二、钢结构工业厂房图纸设计的重要性
无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，一定要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。
三、钢结构工业厂房支撑系统的设计原则
为了保证钢结构厂房的空间工作，提高其整体刚度，承受和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房结构的形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度，温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素，并影响温度应力的大小，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑，但温度区段的长度大于150 米时，为了保证厂房的纵向刚度，应在温度区段内设置两道下段柱支撑，其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内，为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72 米。
四、钢结构工业厂房抗震性设计的重点
在钢结构工业厂房做抗震设计时应注意：首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形。其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要。最后，在地震作用下。存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计。应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。
五、钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性
前面提到过，钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。
钢结构工业厂房的施工中，存在的问题非常繁冗，在这里只对比较突出的几个问题进行分析研究。
六、关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题
可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在。地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设必须严格保证其精度。地脚螺栓的埋设精度：轴线位移±2.0 mm，标高±5.0 mm。在地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度。然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。
七、关于吊装过程中的注意事项
首先，把柱脚底板的十字线弹出，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固。其次，吊装完一个区域的钢柱后，吊装连系杆，这样保证钢柱整体稳定性，使吊装钢梁时钢柱不容易变形。最后，吊装钢梁，两对钢梁空中对接，并把高强螺栓初拧，第一根钢梁用四道缆风绳拉紧，防止钢梁向一边倾斜。
八、关于吊车梁系统的安装问题
在钢结构工业厂房的施工过程中，吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行，柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元，从此处安装，一是保证安全，二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板，该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定，按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接和辅桁架焊接连接时，为防止连续施焊对高强螺栓的影响，应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接，并进行初拧，然后调整辅桁架，并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓，最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接，均要遵循由每块板的中间往两边进行，以减小板内应力。
九、关于钢结构构件的码放问题
为便于结构构件的安装，构件进厂后应进行合理的堆放。原则为：现场急需安装的应直接堆放到现场，按照吊装顺序先吊装的码放在上头，后吊装的码放在下头。不急于吊装的构件暂时存放在现场外。堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放。存放场地应设专人进行管理，并按供货要求和供货清单进行清点，资料存档。构件堆放时，H型构件应立放，不得平放。每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部七分之一跨处，叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平，支点应上下对齐。
参考文献：
关键词：工业机器人；结构库；关节；模块化
中图分类号：TP391 文献标识码：A
0.引言
随着电子技术、通信技术、机械制造技术的快速发展和改进，有力地促进了机器人的应用。机器人能够模拟人体操作，在工作空间中实现生产活动。工业机器人是一种特殊的机器人，其是现代工业革命和发展的重要组成部分，具有很强的灵活性、适应性，能够在复杂的、恶劣的、常人不能的环境中进行工作，目前已经在多个国家被列为高新技术发展计划。工业机器人按照不同的原则可以实现不同的分类，非常复杂，工业机器人应用领域多，功能强大，已经在多种场合取代了人力劳动，具有重要的作用。工业机器人设计过程中，传统的机器人开发模式是根据机器人的工作环境和实际需求，设计机器人的连杆和关节，设置机器人运动参数。如果机器人工作空间发生改变，就需要进行再设计工作，传统机器人开发模式不具备可移植性、可重用性，开发周期长，工作量复杂且大，改进工业机器人设计模式已经成为人们研究的重点。
1.工业机器人结构型分析
自20世纪第一台机器人诞生以来，机器人显示了非常强大的生命力，已经广泛地应用于工业生产领域，可以大大地提高工业产品生产质量和产量，并且能够降低人力劳动强度，成为智能制造时代最为热门的研究项目。机器人的手臂部分决定其工作空间和形式，因此工业机器人的分类也多依赖于手臂部分的结构坐标形式，主要包括5种类别：
（1）直角坐标式。该类型的机器人3个移动关节按照X、Y和Z互相垂直的模式确定模板执行器的空间位置，其具有结构刚度高、控制无耦合、构型位置精度高等优势，但是密封叉，工作范围小并且占地面积大。
（2）圆柱坐标式。该类型的机器人可以基于一个转动关节和两个移动关节确定末端执行器的空间位置，其操作精确度较高，工作范围大，操作空间易于计算，但容易与工作空间中的其他物体产生碰撞，移动关节不易于密封防尘。
（3）球（极）坐标式。该类型的机器人可以基于一个移动关节和两个转动关节确定末端执行器所处的空间位置，其占地面积小，精度一般，工作空间大，但是存在避障性和平衡性等问题，不易于操作稳定和可靠。
（4）SCARA。该类型的机器人基于一个移动关节和两个转动关节确定其操作空间位置，机器人的垂直运动通过移动关节完成，水平运动通过两个并联的转动关节完成，其体积较小，工作空间非常大，运动速度快，已经在自动装配、搬运等工业生产中获取较多的应用。
（5）关节式。该类机器人使用的关节全部为转动关节，这些关节与人的手臂类似，分别是一个大臂和一个小臂，同时增加了垂直回转关节，可以模拟人体腰、肩、肘的运动功能，因此关节式机器人工作空间大，占地面积小，避障性好，灵活性强，已经是应用最为广泛的工业机器人，但是其计算控制较为复杂，存在严重的平衡问题，位置精度较低。
2.工业机器人结构库建立
工业机器人设计可以采用结构模块原则，在满足工业生产使用功能的前提下，需要最大程度地减少机器人制造使用的关节数量，降低结构的复杂度，同时模块之间的接口也需要尽可能的简单和一致，便于连接、拆卸机器人模块。模块划分还需要充分考虑管理便捷性，提高工业机器人组合灵活性。工业机器人的运动性能取决于连接杆参数，结构模块划分非常有利于连杆参数自适应配置，因此工业机器人机构库建设过程中，基于工业生产功能分解机器人单元模块，可以将工业机器人划分为多个模块，因此工业机器人机构库主要由基座、末端执行器和关节构成，工业机器人可以使用连杆依次连接，基座是机器人的支撑，关节可以为机器人提供运动功能，末端执行器可以为工业机器人工作提供抓取和细微操作支撑，然后可以使用连杆将这些功能单元连接起来，具体的工业机器人接口卡包括6个类别，分别是基座库、连杆库、关节库、末端库、手腕库、连接库，如图1所示。
工业机器人结构库中的组件根据需求设计了不同的尺寸，比如连杆库中包含3种连杆，连杆1可以连接垂直轴线的组件，连杆2可以连接平行轴线的组件，连杆3可以连接共线轴线的组件，这些组件可以根据不同的应用环境和需求进行选择，提高了机器人研制的灵活性，满足多样性需求。工业机器人结构库的关键组成子库是关节模块库、手腕模块库和连接模块库。
关节子库只有一个自由度，其组件分别是移动关节、回转关节和旋转关节。回转关节连接的轴线是共线型，回转关节1可以应用于机器人腰部，回转关节2可以实现其他转动动作；旋转关节1可以连接的组件轴线是共面垂直型，旋转关节2连接的组件轴线是异面垂直型，适用于旋转动作难以实现的连杆模块。关节子库设计的目的是灵活调整机器人尺寸，保持接口尺寸一致，按比例协调机器人模型。
手腕子库可以划分为3类自由度组件，分别是三自由度手腕、二自由度手腕和单自由度手腕。三自由度手腕可以实现工作空间任意方向移动，应用得最为广泛，常见的类型包括RBR型和BBR型，R表示旋转关节，B表示俯仰关节；两自由度手腕包括RB型、BR型、BB型；单自由度手腕包括R型和B型，手腕使用R型时旋转角度非常大，可以满足较多的应用需求。
连接子库是一种方形结构组件，其包括6个平面，没有自由度。连接子库的组件设计目的是为了能够将任意两个连杆组件连接起来，这样就可以形成一个长度加大的连杆，其可以在按比例缩放、调整机器人尺寸时得到广泛使用；连接模块也可以应用与机器人转向，这样就可以增加其他组件的灵活性、自适应性。连接子库的设计可以增加机器人的多样化需求，能够更好地满足不同工业生产环境的需求，进一步提高机器人的应用普适性。
结语
随着电子电路技术、自动化控制技术、通信传输技术的快速发展，工业机器人将会在钢铁制造、汽车生产、电气产品生产、国防科工等多个军民应用领域得到广泛普及和使用。工业机器人的制造和设计模式也将会得到迅速地提升，以便能够适应现代工业机器人的大规模需求。论文提出了一种可重用性强、灵活性高的机器人生产结构库，可以采用模块化设计原则提高机器人设计、制造的效率，缩短研制周期，增强机器人自适应性，具有重要的作用和意义。
参考文献
[1]冯鹏，安鹏天，孟祥振.黄骅港矿石机械化采制样系统中工业机器人的应用[J].港工技术，2015，52（3）：77-79.
[2]周衍超，罗浩彬.机器视觉技术在工业机器人的应用研究[J].装备制造技术，2015（6）：193-195.
关键字：工业建筑设计轻钢结构特点设计方法
中图分类号：TU2文献标识码： A
轻型钢结构指的是由钢材所构成的结构，即由冷弯薄壁型钢结构、焊接或者高频焊接轻钢结构、热轧轻钢结构、轻型钢管结构以及板壁较薄的焊接组合梁焊接组合柱而构成的结构。在工业建筑中应用这一结构，能够起到良好的效果。本文就在分析该结构特点的基础上，对其具体的设计方法进行分析论述。
一 轻型钢结构的特点分析
随着技术的发展，轻型钢结构在工业建筑设计中得到了广泛的应用，其具有轻便、精巧且成型方便的优势，正是具有这些特点，才能够使该结构得到广阔的发展空间。下面本文就对其特点进行分析。
首先，轻型钢结构具有轻巧的特点。一般来讲，轻型钢结构的截面较小，并且自重较轻，承重结构截面能够根据受力的情况进行精确的设计，这样一来会比普通的钢结构使用的槽钢和工字钢截面的受力更为科学且合理。根据资料统计可知，轻型钢结构主体结构的含钢量基本上在25到80千克之间，彩色压型钢板的重量仅仅为10千克，因此说，轻型钢结构的自重只有普通钢结构的30%到50%左右，十分轻巧。
其次，轻型钢结构的主体结构具有稳定性和可靠性。和其他建筑材料相比较而言，钢材料的容重和屈服点比重最小，并且其具有较好的延展性，材质均匀，能够达到很好的抗震和抗压效果，这样就会进一步提升建筑结构的稳定性和可靠性。通常轻型钢结构的主要承重构件为钢结构，采用的钢材塑性、强度以及韧性都很好，能够承受住较大的动力荷载。
最后，轻型钢结构施工周期短。轻型钢结构最大的优势特点就是其所有的构件都能够由工厂制作，现场拼接安装，这样就会比混凝土结构的建筑施工工期缩短一半左右。施工周期短，就能够使建筑提前投入使用，这样能够提前获得投资的效益。
二 工业建筑设计中轻钢结构的设计方法
在工业建筑中应用轻钢结构，能够缩短施工周期，提升建筑物的稳定性能。在工业建筑设计的过程中，需要采取科学的设计方法，以便更好的发挥轻钢结构的优势。下面本文就对具体的设计方法进行分析论述。
首先，从建筑屋面的选材和坡度的选择角度进行分析。通过近几年的发展，轻钢结构的屋面材料有了很多类型，如压型钢板、太空钢板等，但是当前应用的最为广泛的还是金属压型板、夹芯板以及金属压型复合保温板。但是需要注意的是，在设计的过程中，需要针对不同板材的特点进行科学的选择，最大限度的发挥它们的用途。
对于坡度设计的问题，也需要具体问题具体分析。对于一般的工业建筑来讲，其屋面的坡度越大越有利于排水的实现，但是需要把握设计的度，如果坡度过大的话就会增加排水的流速，进而出现溅水的现象。反之，如果说工业建筑屋面的坡度较小，这样排水的速度也会减小，水流的速度也会变慢，这样如果雨量大的话很容易会在屋面形成积水，给压型板带来严重的腐蚀，影响其使用寿命。
由此可见，在对工业建筑的屋面进行设计的过程中，一定要根据地区气候条件科学的选择屋面的坡度，并且要以经济要求和施工要求作为参照的依据，合理确定屋面坡度，既能够有效避免屋面坡度过大而增加施工难度，影响施工质量的问题发生，又需要在设计中最大限度的降低材料的使用，节约设计和施工成本，达到最佳的经济效益。
其次，从金属压型钢板屋面的构造设计角度进行分析。金属压型钢板屋面的设计也是轻钢结构屋面设计中关键的环节，在设计的过程中，需要科学的选择板型、压型金属板，并确定屋面开洞的方式和防水处理的措施。对于大部分轻型钢结构来讲，为了更好的实现采光和通风的效果，需要在屋面上部开凿一定的孔洞或者是进行通风和防水设计，所以说，在金属压型钢板屋面设计的过程中，也需要注重对屋面的开洞、防水以及通风的设计。
需要注意的是，在屋面开洞设计的过程中，对于一些孔直径或者是边长较小的孔洞，能够直接在横梁上面插入一根圆形钢管，或者是其他工艺管对其进行处理，如果在这个过程中出现泛水的现象，则需要在开洞缝的位置涂上足够的硅酮胶进行防水。而一些开孔尺寸较大的孔洞，则通常将泛水裙板和底座设计成一体进行处理，为了降低积水对屋面的影响，可以设计波槽盖板进行防护。
在屋面防水结构的设计中，最需要解决的问题就是搭接缝的问题，需要防止因为搭接缝的存在导致的漏水现象，所以说在设计的过程中需要对搭接的结构设计作为防水结构设计的主要环节进行控制。
再次，从轻型钢结构的夹层设计角度进行分析。对于轻型钢结构夹层设计来讲，其除了需要具备普通夹层的共性外，还需要具备轻型钢结构的特点，所以说在设计的过程中既需要考虑到夹层的共性，还需要考虑到自身的个性特征，这样才能够更好的提升夹层设计的科学性和合理性，并不断的优化和完善设计。
轻型钢结构夹层的主要方式是在原有的旧房主体结构上直接加高，并紧密的依托原来的主体结构，进而达到优化和加固的目的。在实际设计的过程中，需要确定既安全可靠又具有经济价值的方案，并科学的选择夹层的方式。但是由于轻型钢结构夹层结构的侧向刚度较小，因此说在设计的过程中需要设计出足够的纵向和横向支撑，这样才能够确保该结构的固有刚度，进一步保证其稳定性。同时，在设计中还需要充分的考虑到轻型钢结构中夹层结构的地震效应，使板块的刚度能够均匀的分布在结构之中。
最后，对工业建筑中轻型钢结构的墙面设计问题进行分析。对于工业建筑来讲，可以根据墙置的不同将其分为内墙和外墙两种，根据受力特点的不同能够将其分为非自承重式轻型墙体以及自承重式轻型墙体。在工业建筑中，较长应用的墙体材料一般以轻质材料为主，如PC板，涂彩金属压型板等，能够根据建筑物的建设要求和设计标准科学的选择各种墙体材料。
以金属压型板墙面的系统构造设计为例进行分析。该墙面在设计中主要对对压型板具体的长度选取和钢板墙面系统的细部构造设计为中心。在选择金属板的过程中，需要充分的考虑到板块的承载水平力和板块单位面积材料的有效覆盖能力，科学的确定各种数据，最大限度的降低压型板长向搭接情况的出现，并减少材料的浪费。对于其中夹心板墙板构造的设计，需要考虑到夹心板的结构布置和节点的设计防范，科学选择板块的放置方式，并重点对踢脚、墙转角处等节点位置进行设计。
结束语：从目前情况来看，在工业建筑设计中广泛的应用轻型钢结构，不仅能够缩短施工工期，使建筑更快的投入使用以获得最佳的经济效益，还能够提升建筑物的使用性能和稳定性能。本文就在此基础上，结合工作实际，对轻型钢结构的特点进行分析，并指出了该结构在工业建筑设计中的具体应用，希望能够对今后的设计工作起到一定的帮助作用。
参考文献：
[1] 马守芳 工业建筑设计中轻型钢结构的特点与设计方法 建材发展导向：下，2014年第5期
[2] 宋祥 轻型钢结构工业建筑设计研究 山东建筑大学，2012年
[3] 贾彪 工业建筑中轻型钢结构的设计浅析 中国建筑金属结构，2013年第20期
关键词:钢结构 工业厂房 设计施工
钢结构工业厂房因其施工速度快、自重轻、抗震性能好、环保等特点在建筑工程中已被广泛认可,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用。本文就钢结构工业厂房工程中钢结构的特点、制作、设计要点、施工测量、安装方案和技术措施作了较为详细的介绍,并对钢结构的制作工艺、施工要点作了重点阐述。
1.钢结构工业厂房的优越性
钢结构工业厂房的主要优点：1.在现场施工、安装速度快，由于钢结构构件可以工厂化批量生产，采用设备下料、焊接、开孔，并作表面处理，可极大的方便现场拼装施工，大大缩短施工周期；2.钢结构相对于混凝土结构可减轻建筑物结构约30%的自重，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.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，并且不需要制模施工。
2.钢结构构件主要制作工艺
钢柱制作工艺流程为:放样下料电脑编程拼板CNC切割组立埋弧焊接钻孔组装矫正成型铆工零配件下料制作组装焊接和焊接检验防锈处理、涂装、编号构件验收出厂。
3.工业厂房结构设计要点
多层厂房因为工艺布置的要求,一般都需要大空间,结构通常采用框架结构,在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是:尽量使柱网对称均匀布置,使房屋的刚度中心与质量中心相近,以减小房屋的空间扭转作用,结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩,以及竖向变化过多的外挑和内收,力求沿竖向的刚度不突变或少突变。
3.1地震区的厂房宜少设或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的,当房屋较长时,宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝;施工中,每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带,后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段;在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位,适当提高配筋率;加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
3.2合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重,竖向运输的需要,均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大,应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响,在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
3.3控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向尺寸较大,柱子少;而柱距方向尺寸较小,柱子多。一般都是横向控制,使纵横向的抗震能力大致相同,不仅有利于抗震,也使设计更为经济合理。
4.结构设计中应注意的问题
4.1结构设计与工艺设计的协调。厂房都是为生产服务的,厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求,结构设计也只能服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时,经常与结构设计发生矛盾,要开洞的地方是框架梁,设备本来可以沿梁布置却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大,有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。尤其在方案设计阶段,结构设计人员应多与工艺协调,尽量了解工艺布置,使设计和施工都减少了许多不必要的麻烦。
4.2结构计算。计算机软硬件的迅速发展,解决了复杂的结构计算问题,使结构工程师们从繁重的琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上,合理的确定结构方案及结构布置,从而提高设计水平及质量,降低工程成本。
4.2.1楼面等效荷载的计算
工业建筑与一般多高层民用建筑结构形式、楼面活荷载等有许多不同之处,工业建筑楼面活荷载一般大于多高层民用建筑。有的中小型机床上楼层、柱上、梁上还有吊车荷载,它的跨度柱网一般比民用建筑大,层高相对较高,最大特点是整个平面几乎没有内隔墙。工业建筑一般采用现浇钢筋掘凝土板梁柱结构,板厚比一般民用建筑厚,楼板的平面刚度可视为无穷大,电梯货梯间,如不用剪力墙:整个刚度重心移向剪力墙,而电梯或货梯一般设在端头,结构刚度布局就不合理,所以电梯货梯间就使用框架填充墙结构。
4.2.2节点核心区的抗剪验算
框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则,一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。由于多层厂房的梁柱中心线往往不能重合,加之柱的截面比较大,节点偏心也比较大,对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。因此,大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。
4.2.3与电梯井筒相连框架的考虑
过去电梯井设计按纯框架计算,电梯井壁按构造配筋,偏低不安全；框架部分应按壁式框架计算出的数值进行配筋,电梯井壁则应按剪力墙配筋。
5.在钢结构进行吊装的过程中的注意事项
首先,把柱脚的底板的十字线弹出,地脚螺栓的中心线弹出,柱脚剪力孔清理干净,待钢柱就位后,调整标高,把螺母紧固;其次,吊装完一个区域的钢柱后,吊装连系杆,这样保证钢柱整体稳定性,使吊装钢梁时钢柱不容易变形;最后,吊装钢梁,两对钢梁空中对接,并把高强螺栓初拧,第一根钢梁用四道缆风绳拉紧,防止钢梁向一边倾斜。
6.吊车梁系统的安装难点解析
在钢结构工业厂房的施工过程中,吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨开始进行,柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚性单元,从此处安装一是保证安全,二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板,该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定。按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接,和辅桁架焊接连接时,为防止连续施焊对高强螺栓的影响应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接,并进行初拧,然后调整辅桁架,并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓,最后进行制动板和辅桁架的焊接。
7.关于钢结构构件的码放问题
为便于结构构件的安装,构件运进安装现场后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部七分之一跨处,叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐。
8.总结
综上所述,做好工业厂房结构设计与施工的关键在于:概念应清楚,结构选型应做到合理;施工图的设计应与施工相结合,避免施工困难;结构计算要准确,施工安全和质量必须严格按规范及要求执行,以达到最佳效果。
参考文献:
[1]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京机械工业出版社,2003.
关键词：工业；自动化系统；结构设计；分析
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着我国市场经济的快速发展，市场竞争越来越激烈，因此我国很多流程工业领域的很多企业单位也根据其业务结构特点，进行了相应的调整。流程工业领域的相关企业单位开始从纯生产型企业单位逐渐向生产经营型企业单位转变。特别是近些年计算机技术的快速发展，提高了企业单位的生产经营效率,减少了新技术和产品的开发周期，因此产品的设计、生产直到投入市场的时间周期成为了各个生产单位和企业提升竞争力的关键。因此在流程工业领域的企业单位构建自动化综合管理体系，对于流程工业领域的企业单位提高竞争力是十分重要的。
1 流程工业的特点以及管理方面的需求
流程工业对于自动化综合管理的需求和应用特点主要表现为以下几点：
1.1 具有一定的基础自动化水平；
1.2 生产方式具有连续性的特点；
1.3 参数复杂以及测量结果滞后的特点；
1.4 优化手段、设备管理、生产环境、目标的需求；
1.5 提高工程设计效率的需求；
1.6 优化供需链需求。
2 综合自动化系统的架构设计方案
根据流程工业领域相关企业单位的生产特点,本文采用三层架构模式，两套平台系统的结构体系以及高效集成的工作方式完成企业单位进行综合自动化体系的构建。
2.1 三层架构模式。
2.1.1 ERP 层：主要功能是为 REP 平台实现相关应用以及构建数据信息管理平台的基本构架，根据ERP 管理的基本管理方式和理念、基本管理应用实现方法、具体功能以及相关技术应用,是建立和完善科学合理的工作流程的基本条件。以企业单位的财务项目的指控和管理为管理重点、实现一体化生产经营综合管理平台；
2.1.2生产任务执行管理层：主要是负责对一体式综合管理平台的相关应用进行控制，应用现在先进的计算机网络应用技术,实现实时数据和信息的一体化管理，包括网络通信应用管理、系统关系数据库数据检测功能以及系统关系数据库主要应用管理，并且对这些主要功能应用进行有效的集成,构架一体化综合数据管理平台的功能应用以及信息集成框架,建立数据信息管理和纠错功能应用、企业单位物料控制和平衡管理、企业能量平衡管理、优化企业单位工作计划任务、工作任务调度体系管理、工作任务仿真模拟、产品质量跟踪检测、实时信息数据管理等多个应用模块。并且为 ERP 层提供可靠、真实并具有唯一性企业生产经营和成本数据支持；
2.1.3.过程管理控制层：该层主要是基于 DCS（分布式控制系统）技术而建立的系统平台,该平台集成了很通用性、实用性、扩展性较强的软件，并且结合计算机网络通信技术，实现了平台实时数据库基本应用和管理、实时数据处理等功能，集成了自动化罐区管理功能，过程优化功能、班级或生产组成本控制管理功能等,为实现有效的综合自动化系统体系打下基础。
2.2 两套平台系统。
根据流程工业领域的相关企业单位的业务特点，本文采用两套平台系统解决相关企业的庞大数据信息处理需求。在数据管理层中，本文采用的实时数据库是我国浙江中控公司开发的。
2.2.1实时数据库(ESP-iSYS)。实时数据库系统（ESP-iSYS）是构建协同式自动化综合管理体系的基础。ESP-iSYS 实时数据库系统可以实现高效的实时数据采集功能、数据信息存储功能以及 Web 方式数据信息浏览功能和实时数据信息检测功能，并且保证数据的统一性、真实性以及完整性。并且支持多种结构的数据交互功能，包括 API 接口、OPC 接口、DDE 接口、ODBC 接口以及 OLEDB 接口等，具有很强的通用性和扩展性。ESP-iSYSS 实时数据库系统集成了COM/DCOM 技术与应用、系统信息检测与容错、任务管理控制与调度、高效数据压缩功能、位号映射控制与管理等先进数据信息管理技术。
2.2.2综合集成软件平台(ESP-PlantJet)。
ESP-PlantJet 是浙江中控软件技术有限公司针对流程工业企业研制开发的综合集成软件平台,系统结构采用分层、分布式的组件结构设计,能支持大用户量及计算量应用。整个系统自下而上可划分为工厂数据模型、支撑环境、业务处理和人机接口等四个层次。ESP-PlantJet 系统采用 B/S 结构来实施,并辅之以工作站上的常用工具软件,这样,就更能充分地利用己有的信息,从而为解决方案带来了附加价值。
2.3 高效集成。
本文综合自动化整体解决方案的高效集成体现在以下几个方面。
2.3.1实时数据库与下层 DCS 之间的高效集成：ESP-iSYS 可以通过 DDE、OPC及自定义的接口与 DCS、PLC、FCS 等开放式控制系统或者智能仪表连接,并进行数据采集和管理。ESP-iSYS 支持包括横河、ABB、Fisher Rosemount、Foxboro、Honeywell、浙大中控、西门子、OMRON 等几乎所有的主流型 DCS、PLC 和 FCS 等。
2.3.2全系列的先进控制软件：以 APC-Adcon 为代表的先进控制软件,涉及到多变量预测控制、预测函数控制、软测量、模型辨识、物料平衡、数据校正等等方面,这些软件既能够很方便与ESP-iSYS 进行集成应用,也能够根据客户和现场的情况单独使用。
2.3.3 ESP-iSYS 与 ESP-PlantJet 之间的高效连接：由于这两个平台均是自主开发、具有自主知识产权的软件系统,充分发挥了平台的高效联结机制,保证两个平台之间能够正确、及时地进行数据的双向传输。
3 结束语
我国流程工业领域的企业，例如石油领域企业、化工领域企业或冶金领域企业等，所采用的传统管理方法为利用计算机（包括数据信息收集、设定值数据管理和控制）、电气化管理控制、各种仪表管理控制(主要包括各种温度控制仪表、压力控制仪表、液位控制仪表等相关仪表或 DCS 控制)，并根据工作特点进行划分，不同的专业、工种管理和发展相对独立。虽然目前流程工业领域的企业在管理方面做出了调整，但是在大多数企业中，机电仪还是做为一个部门进行管理和发展，但是机电仪部门是由多种专业领域组成的，所以在管理时，还是需要根据不同的专业进行针对性的管理。因此，可以在机电仪部门中进行实施综合管理，建立一体化的机、电、仪综合业务管理，通常还被叫做电仪一体化管理体系，建立完善电仪一体化管理体系，是实现流程工业领域企业单位自动化综合管理体系的基础。
本文通过对目前国内工业自动化的发展经验进行总结和论述，主要分析了工业自动化技术在流程工业中的综合应用和发展。本文从流程工业中相关企业自动化技术的应用入手，分析了流程工业的相关企业对于自动化技术的需求，设计了综合自动化系统的体系结构。并对目前综合工业自动化技术在流程工业领域的应用经验进行总结，希望对流程工业相关企业的综合自动化应用和管理提供一定的借鉴和帮助。
参考文献：
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