工業廠房結構設計中鋼結構設計要點分析

付珊

摘 要：隨著我國工業的快速發展，工業廠房建設項目也不斷增加。在當前工業廠房建設過程中，鋼結構應用十分廣泛，而且在鋼結構設計過程中一些新技術和新工藝也不斷的涌現出來，特別是高強度建材、高效防火及耐腐蝕性的涂料的應用，更是有效的推動了鋼結構在工業廠房結構中的應用。鋼結構工業廠戶具有輕質、高強、高抗震、施工周期短、外形美觀及節能環保等特性，其在當前工業廠房建設過程中已完全取代了傳統的鋼筋混凝土結構，取得了較好的應用效果。文章從鋼結構應用的優越性入手，分析了工業廠房鋼結構設計的特點，并進一步對工業廠房鋼結構設計要點進行了具體的闡述。

關鍵詞：工業廠房；鋼結構；設計；特點；設計要點

中圖分類號：TU2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）33-0095-02

前言

在當前工業生產和管理工作中，工業廠房建設作為其中非常關鍵性的內容，其不僅是保證工業生產活動的重要場所，同時也是工人生活休息的場所。因此工業廠房設計要更加合理和科學。在當前工業廠房結構中，鋼結構作為最為經濟和實用的工業廠房建筑材料，在當前工業廠房建設過程中廣泛應用，其不僅具有較好的穩固性，而且更具耐久性，能夠有效的保障工業廠房的安全。

1 鋼結構應用的優越性

1.1 鋼結構自重輕，布置靈活

與其他建筑材料相比，在相同跨度和負載下，鋼結構自重較輕，而且更易于運輸和吊裝。在鋼結構具體應用過程中，其最大跨度可以達到48米左右，在相同梁高的情況下，鋼結構開間相較于混凝土開間要大很多，鋼結構布置更具靈活性，能夠更好的滿足工業廠房建筑設計的大跨度要求。

1.2 鋼結構拆、裝簡便，工期短

利用鋼結構作為工業廠房結構，鋼結構機械化程度較高，關于鋼結構的梁、屋架和柱等都由專業化金屬構件廠進行生產，可以有效的保證各部件質量的可靠性。在具體施工過程中，不需要太多的人力和物力投入，只需要根據具體設計要求來對相關的螺栓和堅固件進行安裝即可，有效的縮短了工期。

2 工業廠房鋼結構設計的特點

將鋼結構應用于工業廠房結構中，在具體設計時具有較強的鮮明性，在具體應用過程中優勢和缺陷也十分顯著。設計時具體特點大致可以概括為以下幾個方面：

2.1 便捷性

在工業廠房結構設計中應用鋼結構，其具有非常顯著的便捷性特點。利用鋼結構進行工業廠房結構設計，相較于其他一些結構設計，能夠有效的簡化結構設計中的難度和降低結構設計過程中的復雜性，有利于全面提高工業廠房施工的效率，更好的體現出鋼結構使用中的便捷性。

2.2 經濟性

相較于其他工業廠房結構類型，鋼結構應用于工業廠房結構中經濟性十分突出。利用鋼結構作為工業廠房結構時，在結構拼裝方面能夠實現施工材料的大量節約，降低材料消耗，其在經濟性方面具有較為突出的優勢。這也是當前鋼結構得以大范圍在工業廠房結構設計中得以應用的重要因素。

2.3 環保性

在鋼結構應用于工業廠房中時，鋼結構金屬網架下會存在較大的閑置空間，能夠將多種管道布置其中，即采用鋼結構的廠房，其上部閑置空間能夠得到充分的利用，能夠有效的節約多余管道的安裝費用，有利于實現建筑成本的節約。而且鋼結構作為一種建筑材料，其具有較高的利用率，能夠實現多次回收利用，在鋼結構安裝過程中沒有粉塵和噪聲污染，易于拆卸，拆除掉的金屬構件可以實現直接回收，具有循環利用價值，體現出較強的環保性特點。

2.4 空間利用效率高

運用鋼結構進行工業廠房結構設計過程中，具有較高的空間利用效率。這主要是由于工業廠房鋼結構在拼裝和搭接過程中占用的空間較小，而且在具體設計過程中具有較高的可變性，空間構建更具多樣化，這對于廠房后期使用中空間利用效率的提升具有非常重要的作用。

雖然鋼結構在工業廠房結構設計中進行應用具有較多的優勢，但其所存在的缺陷也十分明顯。鋼結構材料在使用過程中，材料自身的防腐性和防火性都存在一定的缺陷，因此在工業廠房結構設計過程中要對此進行重點關注，以此來全面提升鋼結構的應用價值，確保鋼結構廠房具有較好的安全性和耐久性。

3 工業廠房的鋼結構設計要點

3.1 防火設計方面

鋼結構相比于混凝土結構，其受溫度變化的影響較大，在防火能力方面并不理想。因此在鋼結構工業廠房設計過程中，需要重視鋼結構的隔熱和防火方面的設計，以此來提高工業廠房的安全性和可靠性。這就要求在具體設計過程中，設計人員需要明確區分工業廠房的火災危險性類別，對廠房的防火等級進行確定，并嚴格按照具體的規范和防火要求，采用達到防火等級的鋼構件，以此來降低火災對鋼結構所造成的影響，提高鋼結構工業廠房的防火能力。在實際設計過程中，為了能夠進一步提高鋼構件的耐火性能，通常會利用防火涂料涂覆在鋼結構表面，達到提高鋼結構廠房防火等級的目的。另外，設計人員還要做好相應的預防工作，綜合多角度和全方位進行考慮，如疏散樓梯和安全出口的合理設計，一旦火災發生時，能夠及時對人員進行疏散，有效的降低火災事故的損失。

3.2 防腐設計方面

由于鋼結構自身的特性，其在大氣環境下容易被氧化，從而發生腐蝕，特別是當鋼結構處于潮濕環境下時，這種氧化作用還會加劇，腐蝕更為明顯和嚴重。當鋼結構發生腐蝕時，主要表現在構件截面會大幅度縮小，鋼結構表面局部會出現銹坑，受力部位會產生應力過于集中的問題，嚴重影響鋼結構的使用壽命。因此在具體設計過程中，設計人員要與工業廠房所處的環境有效結合，以此來制定出具體的防腐設計方案，有效的提高鋼結構的防腐蝕性。當前在鋼結構廠房建設過程中，通常會將防銹防腐涂料覆蓋在鋼結構材料外面，以此來隔離諸多腐蝕因子與鋼結構直接接觸，有效的保護好鋼結構。但在具體涂刷防腐材料時，需要針對不同部位的防腐防銹要求來確定具體的涂料厚度。endprint

3.3 抗震設計方面

在工業廠房鋼結構設計過程中，其中抗震設計作為其中非常關鍵性的內容，特別是對于處于地震多發地區的工業廠房，在鋼結構設計時需要重視防震設計，全面提升鋼結構工業廠房的抗震能力，使其具備較強的抗震性，保障工業廠房的安全。在具體設計過程中，需要均勻對稱進行鋼結構布置，明確結構傳力，以此來減少震動可能會對工業廠房帶來的破壞性影響。同時連接方式還要更為科學合理，特別是屋架與屋面板、屋架與柱子之間的連接要更為可靠，避免出現節點破壞的情況。另外，柱與墻之間的拉結要加強，調整適當的高寬比，采用適宜的減震方式，以此來有效的提高工業廠房的抗震性能。

3.4 荷載設計

工業廠房鋼結構設計中，荷載設計也是非常重要的。從某種程度上講，對荷載實施設計，也是鋼結構設計的前提條件，尤其是注重荷載取值的正確性，它在很大程度上確定著鋼機構計算設計效果的可靠性。

3.5 協調好鋼結構設計與廠房工藝設計

廠房作為工業生產活動過程中非常重要的場所，為了確保生產作業的順利進行，鋼結構廠房需要與整個生產模塊的工藝設計相協調，即鋼結構工業廠房墻體厚度和高度要與具體的工藝設計指標要求相符，鋼支架做到合理性分布。當前鋼結構中的鋼支架分布形式多以網架、平面桁架、塔桅、索膜和框架等為主，在具體設計過程中，設計人員需要結合實際建廠條件及工業廠房建設的實際要求來選擇合適的鋼支架形式。同時還要重視鋼材的結構性能，針對工業廠房的工藝設計要求來選擇與其相適應的鋼材，以此來全面保證工業廠房的整體性能。

3.6 重視鋼結構計算過程

鋼結構計算一般采用的是結構設計軟件計算程序，計算結果評估是鋼結構設計中的重要組成部分，對不同軟件的計算結果進行對比分析，最終選擇最合適的截面有利于成本的節省。荷載取值時，對于降雪量較大的地區，設計人員應當根據本地區的實際降雪情況，考慮適當增加鋼結構荷載，檢驗荷載最大值是否可以承受最大量的降雪。構件設計時，應充分重視凈截面、長細比這些結構參數的重要性。連接設計時，應根據施工條件等選擇合適的連接方式，若采用承壓型連接，則考慮到承壓力和剪切力兩方面的要求，螺栓不得安裝在剪切面上，此時須討論其連接位置是否合理，是否施工方便。

4 結束語

在工業快速發展過程中，工業廠房建設速度也在不斷加快。高質量的工業廠房對于工業生產的安全和穩定具有非常重要的促進作用，同時還能夠進一步提高工人的生活質量。近年來關于鋼結構工業廠房設計的一些新技術和新工藝不斷涌現出來，再加之一些新材料的研制成功，這更在一定程度上推動了鋼結構在工業廠房結構中的應用。而且鋼結構自身具有其他材料無法比擬的優勢，在當前工業廠房設計中，鋼結構設計具有較好的穩定性和靈活性，有效的促進了工業廠房建設的順利進行，并有效的保障了工業廠房的建設質量。

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