論鋼結構工業廠房設計的現狀及改造措施

陳晨

【摘 要】 工業廠房建設中，鋼結構形式應用十分普遍，這增強了廠房的實用性，有效降低了廠房的建設成本，延長了廠房的使用壽命。工業廠房建設中，鋼結構設計直接影響了結構的安全性和穩定性，很多因素都會影響結構設計，同時對作業條件和基礎形式均提出了十分嚴格的要求，因此要從多角度入手做好廠房的設計與改造工作。

【關鍵詞】 工業廠房 鋼結構設計 穩定性

1鋼結構工業廠房設計的現狀

1.1結構布局不合理。在生產和應用中，應嚴格按照圖紙的要求來設計廠房內部結構，確保建筑內部多個空間形成合理且協調的關系。但是，現階段，我國鋼結構工業場地建設缺乏合理性，在工程建設中無法協調空間比例，任意劃分廠房空間，因此廠房空間利用的科學性也受到了極大的影響，廠房內部空間面積劃分也存在較多問題。

1.2內部結構設計不科學。傳統園區工業廠房建設中，鋼筋混凝土結構是最為常見的結構形式。與傳統的混凝土工業廠房相比，廠房的承載能力顯著提高，因此鋼結構廠房構件設計的質量尤為關鍵。但是在鋼結構工業廠房設計中，依然需要不斷改進和完善。比如，鋼支架設計均勻度不高，墻體尺寸也無法達到設計的基本要求。

1.3成本造價控制不力。在鋼結構廠房設計中，成本造價問題是人們格外關注的問題。在鋼結構設計中務必嚴格控制工程造價。但是很多廠家均無法采取有效的措施控制工程造價，甚至也出現了廠房建設造價超支的現象，部分廠房完工后造價超出預算，進而降低工程的效益，部分廠房甚至面臨著返工重建的困境。

2鋼結構工業廠房設計中的問題和成因

鋼結構設計具有復雜性和系統性，鋼結構廠房的設計是工程建設的重要前提，在設計中可分為設計理念和設計結構等不同的內容。

2.1設計理念不科學。若要提升鋼結構工業廠房建設的質量和效果，需完善結構設計分析，明確結構形式和設計細節，樹立更加科學和更加完善的設計理念，充分體現鋼結構自身的優勢和特點。但是在鋼結構廠房設計中，設計人員只是簡單地核對了設計工作，設計內容相對單一，設計中無法充分考慮問題，不重視結構設計，這使得鋼結構廠房設計無法體現出其優勢和價值，影響了工程設計的質量。

如在鋼結構廠房設計中，設計人員只是對廠房結構中的獨立空間進行了簡單的設計，空間分配缺乏科學性與合理性。設計的效果無法滿足結構應用的需要。此外，當前，我國工業廠房設計中工程造價控制依然存在一定的不足，由此也引發了諸多的成本價差的問題，且結構工業廠房的經濟效益也受到了極大的影響，降低了工程的使用價值，工程設計和建設無法滿足既定的標準和要求，因此出現了返工的問題，降低了工程的進度和工程的經濟效益。

2.2忽視設計細節。鋼結構工業廠房設計中，應當全面結合工程建設和施工的要求，不斷提高工程設計水平，確保工程施工滿足工程設計的要求。但在廠房結構設計中，鋼結構本身靈活性較強，因此在工程施工中容易受到周邊環境的影響，進而導致銹蝕等問題。鋼結構與空氣中的氧氣和水蒸氣結合后，會改變鋼材料的化學性質和物理狀態，這使得鋼結構的穩定性和安全性將受到不同程度的影響。

為了有效規避以上問題，設計人員需采取涂漆等防腐方法，阻斷材料與空氣及水分的接觸路徑，進而保證工程建設的質量及效果。同時，設計人員還需仔細考量鋼結構廠房在多雨季節的防腐問題，多雨季節的空氣相對濕度較高，因此在高溫、高濕條件下發生了明顯的變化，破壞了鋼結構的性能。所以，在鋼結構廠房投入使用后，務必高度重視結構的防腐工作，加強材料監管，并定期對鋼結構采取防腐控制措施，最大限度的規避鋼結構銹蝕問題。

在鋼結構廠房設計中，還需采取多種有效的防火防災措施。設計時應充分考慮防火問題。火災是鋼結構廠房需要應對的十分重要的問題，鋼結構在高溫條件下會出現倒塌現象，進而造成嚴重的安全事故，威脅人們的生命及財產安全。對此，設計人員需采取多種措施應不斷優化并完善鋼結構構件的耐高溫性能，降低結構受到火災而出現變形或倒塌的幾率，有效控制事故風險。

3工業廠房鋼結構設計改造措施

工業廠房鋼結構設計是一項十分復雜的工作，其涉及到多個環節和多種內容，為了提高結構設計的質量，應從防火設計、防腐設計、抗震設計、荷載設計和安全性與經濟性的協調等多個方面不斷優化和改進工業廠房鋼結構設計，從而徹底優化設計的整體水平。

3.1防火設計。與傳統的結構形式相比，溫度對鋼結構的影響較為明顯，故而鋼結構設計難度較大。設計人員在結構設計中要將結構的防火性能作為設計的重點，不斷完善結構的防火與隔熱設計。在結構設計中，要全面考慮工業廠房的主要用途和火險類型，并以此為基礎確定鋼結構廠房的防火等級，以規范和設計的基本要求保證防火設計的科學性與合理性。在鋼結構防火設計中，設計人員通常在結構表面涂抹適量的防火涂料，以優化結構的防火性能。同時，設計人員還要結合廠房的結構形式和具體情況，采取科學有效的預防措施，如完善廠房安全出口與疏散樓梯的設計。若發生火災，則可有效保證人員疏散的及時性，不斷優化鋼結構防火設計水平。

3.2防腐設計。鋼結構金屬構件在長期的應用中會受到多種因素的影響，進而容易出現結構腐蝕問題，而腐蝕問題的出現則會直接影響結構的使用性能，威脅結構安全。鑒于此，在鋼結構工業廠房設計中，設計人員應不斷增強自身的結構防腐意識和理念，充分了解腐蝕對結構性能產生的負面影響，進而采取多種措施不斷完善防腐設計。同時，充分結合以往的工程案例仔細分析出現腐蝕問題的原因，最大限度規避腐蝕問題。另外，在工程設計中，應科學設計結構防腐涂層，提升防腐涂層的粘結性和疏水性，隔絕氧氣、氧離子等物質與鋼結構中的金屬接觸途徑，最終不斷提高結構的防腐性。

3.3抗震設計。鋼結構抗震設計與廠方的質量及安全有著十分緊密的聯系。現如今，我國的地震災害發生頻率明顯提高，工業廠房設計中的抗震設計也受到了人們的高度重視。在設計工作中，一方面要為廠房提供充足的活動空間，另一方面還應完善結構受力，充分展現鋼架的優勢。立足于橫向結構和縱向結構兩個方面，避免廠房結構變形，進而增強結構的抗震性能。現階段，支撐結構強度無法滿足工程使用的要求是導致建筑結構地震損害的主要原因，由此也引發了諸多的安全事故。為此，在結構設計中應首先明確結構傳力的特點，合理布置支撐結構，有效減小地震對結構所產生的負面影響。同時，采取有效措施不斷提高構件連接的緊密性和牢固性。構件連接設計的過程中應充分結合工程施工的概況和條件科學選擇連接方式，同時在選擇連接方式時，還應結合承壓力和剪切力等因素的要求，保證連接位置的合理性。

3.4荷載設計。荷載設計對專業性要求較高，同時也需要結合實際采取科學的計算方法完成數據計算，這可有效提高鋼結構荷載設計的準確性與科學性。現階段，結構設計中，設計人員通常采用專業軟件來完成設計環節，荷載取值時，應考慮工程所在地的自然環境和氣候特點。如工程所在地降雪量較大，則應適度提高鋼結構屋面的積雪荷載，確保結構荷載的最大值可承載積雪的壓力和負面影響。

3.5協調結構的安全性與經濟性。在工業廠房結構設計過程中，一方面要充分保證結構安全，另一方面還要不斷提高結構的安全性。鋼結構廠房內部的裝飾比較簡單，所以施工方法的合理性、操作的便捷性以及結構布置的科學性對鋼結構廠房的經濟性起到了決定性的作用。如在某工程設計中，設計人員從結構形式出發，采用了輕型門式鋼架和鋼框架結構的形式，且在選擇設計形式時充分結合了工程設計的多個影響因素，以此來不斷提高結構的經濟性。如只按照鋼框架結構來完成設計工作，廠房的用鋼量較多，每平米用鋼量在50kg以上。在廠房設計中若局部以鋼框架結構來設計，其他部分采用門式鋼架設計形式，則廠房的用鋼梁則為每平米45kg。在設計中還應科學地設計抗風柱、水平支撐、柱間支撐等多個構件，選擇合理的結構參數，合理地進行結構選型，也可以降低廠房用鋼量，從而有利于提高廠房的經濟性。除此之外，設計中，若計算結果不符合要求，設計人員為確保結構的安全性，一般會應用加大構件截面的方法，但通常截面增加多，應力比增加少，故而在結構設計中應及時調整結構形式，多次計算，有效減少結構的用鋼量，不斷增強結構的經濟性。

4結語

現如今，我國工業發展水平顯著提高，工業廠房建設數量不斷增多，規模不斷擴大，高質量和高水平的廠房設計有利于提升廠房的整體性能，并為施工作業人員提供更加便捷和安全的操作環境。最近幾年，工業廠房設計中，鋼結構形式得到了廣泛應用，且隨著科技的發展，技術水平也在不斷提高，多種新型技術出現在了鋼結構廠房設計中，所以我們也應以多個角度完善鋼結構工業廠房設計，以此提高工業廠房的性能和質量。

【參考文獻】

[1] 李堯.工業廠房結構設計中鋼結構設計的應用分析[J].住宅與房地產.2018（07）

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