鋼結構在工業建筑設計施工環節中的優化思考

賈琳琳

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摘要：鋼結構在工業建筑中的運用已隨著經濟的發展越來越受到重視，鋼結構在工業建筑中具備一系列的優點，但其在我國工業建筑設計和運用的時間不是很長，運用的范圍也相對比較小，所以在設計和施工環節中還存在一些缺點，比如其防火性能的缺乏，容易產生銹蝕等，不能實現其設計施工系統的完善，為了滿足社會對于鋼結構的工業建筑的應用，我們要在設計環節及其施工環節對鋼結構的運用進行有效控制，以滿足實際工作的需要。本文分析了工業建筑設計施工環節中鋼結構的優化過程，并對其中存在的問題提出了相應的解決方法。

關鍵詞：鋼結構；工業建筑設計；施工；優化思考

隨著中國工業經濟的不斷發展，鋼筋混凝土結構已越來越不能滿足現代工業建筑的大空間大跨度的要求，特別是在工業廠房設計方面，鋼結構憑借其良好的抗震性能、良好的施工速度實現了其在工業建筑工程中的廣泛應用，滿足了企業在當代經濟發展的要求。

一、鋼結構在工業建筑中存在的問題及解決方法

1.工業鋼結構體系不夠完善，具有一定的復雜性以及綜合性，涉及到多種配套體系，比如屋面、墻體、防腐、隔熱和保溫等多個方面的配套材料。而國內的工業鋼結構與發達國家相比，其技術水平與設計理念相對落后，專業人才的培養、新產品的研發、設備的制作與安裝水平、鋼材質量等多個方面都沒有得到很明顯的提升。從事工業鋼結構的設計、制作、安裝以及監理等領域的相關工作人員依舊沒有掌握好新知識，沒有徹底轉變新理念，沒有充分挖掘新材料，對新的施工方法也缺乏足夠的掌握力度。

2.優化工業建筑施工過程中的鋼結構。在實際工作中，為了有效地提高工業建筑中鋼結構的穩定性。首先需要我們確保腳螺栓的穩定與堅固，保證在腳螺栓使用過程中控制得當，且可以保證鋼結構的應用合理有效。對腳螺栓的安裝與埋設，需要重視其精度問題，以保證其他環節的有序穩定運行。其次，要在地腳螺栓的安裝中，注意鋼柱的準備，有效地協調平面控制網全系統的每個環節，進而更好地保證螺栓的安裝精度，使鋼結構穩定性增加。第三，要注意順利彈出柱腳底板十字線、地腳螺栓的中心線，并將柱腳剪力孔做好積極的清理工作，在鋼柱就位后，要將標高調整好，并堅固螺母。第四，對鋼結構的施工需要注意梁柱安裝，并控制梁柱之間的柱間支撐精度，使空間單元的穩定性提高，以保證其他安裝工作有效進行。第五，要注意合理有效地應用墊板，確保墊板定位線精準，以對后續鋼結構施工整體運作起到優化的作用。此外，在安裝結構構件中，要健全構件儲備，并能夠充分地利用構件設備，更好地滿足實際鋼結構工作需要。

二、鋼結構在設計工業建筑運用中的分析

1.在現實生活中，鋼結構在工業建筑的運用優勢，得到了社會各行各業的重視，鋼結構的施工速度是比較快的，通過對鋼結構構件的有效應用，促進其大批量生產，滿足其在實際工作中的需要。鋼結構是由鋼材組成的，鋼材結構實現了對高強度、高效能的材料的應用，其具備一定的循環價值，有利于其施工系統的內部環節的有效協調。為了保證工程施工過程的有效進行，我們在設計階段要對圖紙及計算過程進行優化，保證圖紙的質量，力求做到經濟合理，要滿足抗震要求及防火要求等，保證工程質量，同時應與工藝及相關專業密切配合，促進其對工藝內容的不斷深化，以滿足目前階段的各個工序環節的協調，促進其質量標準的提升，滿足實際工作的需要。

2.結構計算時應多因素考慮。目前結構計算大多采用結構設計計算程序進行計算，如何對計算結果進行分析、評價是一個非常重要的方面，必須根據工程設計的經驗對計算結果進行分析和判斷。荷載計算是結構計算的前提條件，荷載取值的準確性直接關系到結構計算結果的可靠性，工藝條件中的荷載問題，如某個工程工藝提出樓面均布荷載為15KN/m2，而根據工藝的設備重量和布置圖，根據規范給出樓面等效荷載的計算方法，計算出的樓面均布荷載按10KN/m2考慮就可以。但近兩年來，我國大部分地區常出現強降雪天氣，導致很多廠房、場館倒塌，因此設計人員一定要根據當地的雪荷載情況取其中的最大值，以確保建筑安全。其次，強柱弱梁是設計要遵循的原則，強節點弱構件也是要重點考慮的問題。在很多情況下，構件滿足設計要求，但是節點卻不能滿足抗震要求。強柱弱梁指節點處柱端實際受彎承載力要大于梁端實際受彎承載力，由于廠房的梁柱中心線一般不能重合，而且柱的截面和節點偏心都比較大，對柱節點核心區的構造和受力往往都有一定不利影響。其目的表現在調整后，柱的抗彎能力比之前強了，而梁不變，即柱的能力提高程度比梁大，這樣梁柱一起受力時，梁端可以先于柱屈服。

3.為了實現鋼結構的在工業建筑中的有效應用，我們要對鋼結構工程的整體剛度的提升，確保其受力合理，特別的在縱向力及水平力環節的優化，確保其桿件的撓度、變形及穩定性能得到有效控制，特別是在鋼結構工業廠房設計的過程中，要根據廠房的結構型式，進行吊車的有效設置，合理布置廠房寬度、跨度及高度設計環節的優化，保證溫度區的長度的有效控制，確保其支撐系統的不斷完善，以滿足實際工程的要求，根據最新的建筑鋼結構防腐蝕技術規程的要求，在工業大氣環境中的的鋼結構構件，包括桁架、柱、主梁等重要受力構件不應采用格構式構件和冷彎薄壁型鋼，鋼結構構件應采用實腹式或閉口截面。故我們要進行工業建筑鋼結構設計的時候，應優先考慮采用H型鋼或者T型鋼或者鋼管構件。特別的設計桁架的弦桿和斜撐時，不應采用雙槽鋼或者雙角鋼，而桁架、柱及主梁等重要構件和閉口截面構件的焊縫，也應采用連續焊縫，角焊縫的焊角尺寸不應小于8mm。

4.我們在設計的過程中也要對鋼結構進行抗震性能設計的優化，促進其鋼結構抗震性能的提升，以滿足實際工作的需要。因此，在設計的過程中，應根據地理環境的不同，考慮結構的抗震等級及要求，合理考慮結構的整體穩定性，特別的梁柱布置的合理性和整體穩定性，應考慮在地震作用下或者想風荷載的作用下要滿足規范的要求，確保鋼結構的受力性能的提升，保證其變形能得到有效控制。由于受到水平地震力或風力的影響，鋼柱底的剪力往往比較大，因此，在設計的過程中，應考慮柱底設抗剪鍵，設抗剪鍵來抵抗水平力對基礎的影響，保證工程的整體穩定，滿足抗震的要求。

5.我們在設計鋼結構工業建筑的時候，還應考慮鋼結構的防火要求，因為鋼結構的耐火能力是很差的，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現藍脆現象；當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象；當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結構塌落。因此，在設計鋼結構工業建筑時，必須做隔熱及防火設計。選用良好的耐火材料，保證防火層的厚度及質量，從而滿足防火要求。

鋼結構兼有高強度、工業化程度高（生產制作方面）、施工過程速度快等優勢，因此在工業建筑中迅速得到較為廣泛的應用。盡管鋼結構的發展還存在很多制約因素（指在工業建筑設計中），但會隨著人們不斷提高對鋼結構和相關技術的認識，不斷完善相應的配套材料，使鋼結構在工業建筑中取得更好的發展。

參考文獻：

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