淺析鋼結構在工業廠房設計中的應用

張昊天　谷麗

摘 要：鋼材具有強度高、自重輕以及抗變形能力強等優勢，被廣泛的應用于跨度及重力較大的建筑物中，極大的改善了建筑物的整體性能，建筑物的穩定性和安全性能提升。尤其在工業廠房設計中應用鋼結構，廠房施工工期大大縮短，降低了施工成本的投入，且鋼結構自身的剛性性能，大大的提高了工業廠房的使用性能，本文結合鋼結構自身的優缺點，系統的闡述了其在工業廠房設計中的應用，希望可以為鋼結構在其他領域的應用提供一定的理論借鑒意義。

關鍵詞：鋼結構；工業廠房；應用

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0122-01

鋼結構材料勻質性和各向同性好，是一種比較理想的彈性體。其具有韌性好、強度大、抗變形能力強的特點，能夠承受住較大的動力荷載。再加上鋼結構自重輕的特點，使得其施工比較方便，縮短了施工時間，大大提高了施工的效率，具有良好的經濟和社會效益。因此在工業廠房設計中得到了頻繁的應用。下邊就通過結合鋼結構自身的優缺點，系統的論述了鋼結構在工業廠房設計中的應用。

1 鋼結構的優缺點

1.1 優點

（1）鋼結構開間大。由于現代工業廠房建設呈現出規模化的特點，傳統的混凝土結構已經無法滿足工業廠房建設規?；男枰?，在實際的應用中逐漸被鋼結構所取代。鋼結構的跨度比較大，可以根據實際施工的需要進行適當的調整，其開間是傳統的混凝土結構的一倍左右，布設柱網的靈活性比較強，能夠切實滿足工業廠房建設大規模化的需要。（2）鋼結構自重輕。縱所周知，傳統的混凝土結構是由混凝土材料澆筑而成，其自身重量比較大，不僅增加了施工人員的工作量，且提高了施工的難度和危險性，施工人員稍有偏差就會釀成人員傷亡，增加了施工成本投入。而鋼結構尤其是輕鋼結構設計，突破了原有建筑材料自身重量大的缺陷，鋼結構自身重量大大減輕，降低了施工的難度和危險系數，保障了施工人員的人身和財產安全。（3）鋼結構抗震性好。由于鋼結構是由不同型號的鋼筋組合而成的鋼結構體，所以在整體上具備了鋼筋的優良性能，其抗壓性相對較強?？梢杂行У钟卣鸬茸匀粸暮I廠房的破壞。（4）節能環保。傳統的混凝土結構是由大量的水泥以及砂子澆筑而成的，這些原材料的采購成本比較高，提高了工業廠房建設的成本。而且混凝土結構回收率低，不能進行重復利用，造成了資源的浪費，嚴重影響了工業廠房建設的經濟效益。且混凝土在拌和的過程中會產生大量的粉塵，造成大氣的污染，對施工人員的生命安全構成威脅。而鋼結構在建設工業廠房中幾乎不會對環境產生污染，完全符合現代建筑綠色環保理念。同時鋼結構還可以重復利用，在一定程度上節約了資源，降低了施工成本投入，經濟效益比較明顯。

1.2 缺點

（1）防火性差。鋼結構的防火性會隨著溫度的升高而降低，在高溫下的鋼結構會發生形變。一般情況下，當溫度小于200℃時，鋼結構比較穩定，當溫度大于200℃時，鋼結構的穩定性就會大大降低。當溫度大于600℃時，鋼筋就會變軟，其承重力劇減。在工業廠房發生火災時，鋼結構的受損程度要遠遠高于混凝土結構，嚴重時甚至會發生坍塌，造成巨大的經濟損失。在最近幾年新聞中經常報道某工廠發生火災的事故，縱觀這些發生安全事故的廠房大多是鋼筋結構設計。因此，在進行工業廠房鋼結構設計時，應做好必要的防火措施，將事故發生的幾率降到最低。（2）抗腐蝕性差。鋼結構主要是由鋼制材料組成，其抗腐蝕性較差，長期處于潮濕的環境中，難免會發生氧化腐蝕的現象，降低了鋼結構的美觀度以及使用性能，同時縮短了工業廠房的使用壽命，使其存在極大的安全隱患。如果不及時進行防腐處理，那么鋼結構腐蝕的面積將會無限增大，腐蝕的程度也會不斷加重，進一步加大了工業廠房的危險性。

2 鋼結構在工業廠房設計中的要點

2.1 防火設計

通過上文中對鋼結構特點的研究，發現鋼結構自身的防火性能比較差，在遇到高溫的情況下，極易發生變形的現象，其抗拉強度急劇下降，很可能會出現垮塌的狀況，無法保障工業廠房中設備以及工作人員的安全。因此，必須依照相關設計防火規范，明確工業廠房耐火等級指數，并采取有效的措施對鋼結構進行防火處理，對鋼結構進行保護，將鋼結構的耐高溫極限提升到一定的范圍內，防止或者是避免其在遇到高溫狀況時發生坍塌的事故，最大限度的降低損失，確保人身和財產安全。

此外，為了進一步確保工業廠房的安全性，應科學的布置其防火區，并嚴格控制好每個防火區的范圍和界限，且各個防火區的疏散口的數量以及疏散的距離應滿足實際防火的需要，能夠切實確保在發生火災時，工作人員在最有效的時間內撤離，保障人員安全，降低經濟損失。根據鋼結構的特點，合理的布局安全疏散路線，設置安全出口標志，避免不必要的財產損失及人員傷亡。

2.2 抗震設計

現在地震鄧地質災害發生越來越頻繁，且地震等級越來越高，對建筑物的破壞性極大。因此，為了確保工業廠房的安全性，需要對鋼結構的工業廠房進行抗震設計，以提升廠房的整體使用性能，尤其是對于多層的復雜性的廠房結構，更需要對其進行防震縫設計，參照國家有關抗震設計標準，嚴格履行相關設計和施工規范，切實確保工業廠房抗震設計的有效性。一般情況下，當鋼結構的工業廠房的高度低于16m時，廠房的邊緣部分與防震縫兩邊之間的距離應控制在13mm以內。而當廠房的高度達到20m時，應將廠房邊緣部分與防震縫兩邊的寬度調制20mm以上，以有效降低或者是避免地震災害對工業廠房設計的破壞。

2.3 防腐蝕設計

鋼結構長期的暴露在大氣環境中，大氣中含有充足的水分和氧氣，當氧氣和水分達到一定范圍時，鋼結構就與與大氣發生氧化發硬，導致其出現腐蝕的現象。且現代工廠數量的不斷增多，其所排放的污染物對大氣造成了嚴重的污染，使得大氣中的有毒化學物質增多，進一步加劇了鋼結構的腐蝕程度。鋼結構表面各種類型的銹坑的存在，不僅影響了鋼結構自身的美觀度，且降低了鋼結構的使用性能。隨著腐蝕的進一步加深，鋼結構內部會出現不同程度的破壞，鋼結構工業廠房的潛在危險性就會爆發，進而造成安全事故。因此，需要對鋼結構進行防腐處理。一般是采用涂抹防腐材料的方式提高鋼結構的防腐性能，在選擇防腐涂料時，一定要嚴格考察其性能的優越性，以保障防腐施工的有效性。此外，在對鋼結構進行防腐涂料施工時，一定要采用正確的涂抹工具，規范作業人員的涂抹操作，保持防腐材料涂抹的均勻性和有效性，從而提高鋼結構的使用性能，切實保障鋼結構工業廠房的安全性。

在進行鋼結構設計時，一定要遵循“強抗放”、“圖紙留置”的原則，并結合實際建設需要，科學的防范鋼結構施工中異常情況的出現，并根據可能出現的突發情況，制定有效的應對措施，以最大限度的降低異常情況對鋼結構施工的影響，切實保證鋼結構在工業廠房設計中的有效性和安全性。

3 結語

鋼結構雖然性能優越，同時也有自身的缺陷，需要相關技術人員對鋼結構進行不斷的研究，利用現代化科學技術對鋼結構的性能進行改進，以提高鋼結構自身的性能優勢，進一步延伸其在其他領域的應用和推廣。在進行工業廠房以及其他建筑物設計時，應全面的考慮鋼結構自身的特點以及施工的實際需要，科學制定設計方案，部署施工流程，充分的發揮鋼結構在工業廠房以及其他建筑物中的作用，進一步提升工業廠房以及其他建筑物的安全性和穩定性，切實保證人民生命財產安全。

參考文獻

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