石油化工廠房鋼結構設計簡析

王勇駿

摘 要：對于工業廠房建設而言結構和材料的穩定性和耐用性是非常重要。鋼結構作為一種最經濟，最實用的材料方法正越來越多地用于工業廠房建設過程中。而鋼結構設計過程作為鋼結構的工業廠房建設項目中重要組成部分也得到越來越大的重視。本文闡述了鋼結構設計的特點，并結合新工藝技術和材料對鋼結構設計的要點進行了詳細的分析。

關鍵詞：工業廠房;結構設計;鋼結構;設計要點

鋼結構工業廠房具有重量輕、強度高、抗震性強、工期短、外形美觀、節能環保等優良的特點。對于許多公司而言，鋼結構因其輕質材料、出色的性能以及以可承受的適宜價格已成為建造工業廠房建筑物結構的最佳選擇，但是鋼結構材料也存在防腐蝕、抗震、防火性能等方面的性能不足影響了其廣泛的應用。隨著一些新工藝技術和新材料也不斷的涌現，如高強度建筑材料、高效防火和耐腐蝕涂料的應用，這些新材料工藝及技術與鋼結構材料的緊密結合，能夠彌補鋼結構材料不足之處，并促進鋼結構廠房的應用。

1 設計特點

1.1 便捷性

與混凝土結構相比，鋼結構的便捷性特點貫穿于整個工業廠房項目建設中，鋼結構模式能不但在設計上簡化了結構設計的復雜性和難度，還能在施工上提高工作的效率。

1.2 經濟性

從結構裝配的角度來看，將鋼結構用作工業車間的結構可以節省大量的建筑材料，并能夠降低通用材料消耗如水泥砂漿等。鋼結構技術應用于工業廠房的建設極大降低了廠房生產建設成本，具有顯著的經濟效益。

1.3 環保性

與混凝土結構相比，在工業廠房中使用鋼結構，金屬鋼結構會存在大量可利用空間，可以用于布置各種管道。這樣可以有效節省安裝管道的費用，這有助于降低施工建設的成本。作為建筑材料，鋼結構能夠被充分使用后，還可以被回收重復使用多次，具有回收價值大，循環利用率高特點。此外，在施工安裝過程中基本沒有灰塵這種混凝土施工不可避免的粉塵污染，符合綠色環保循環經濟的發展要求。

1.4 空間利用率高

工廠的鋼結構在組裝過程中占用的空間較小，設計過程的可變性較高以及空間結構設計更加多樣化有助于節省空間，提升廠房的空間利用率。對于工業廠房使用者而言，能在有限的面積實現更加廣泛的用處，實際也是降低廠房使用者的生產成本。

鋼結構在應用具有很多特點，但是在使用過程中也發現鋼結構材料具有一些不足之處，如鋼結構材料耐腐蝕性和耐火性存在不足。因此，在工廠廠房結構的設計過程中必須重視這些不足之處，在設計過程中采用各種措施彌補缺陷，提升鋼結構設計的合理性，可靠性，從而實現廠房的安全性和耐用性。

2 鋼結構設計要點

2.1 防火設計方面

與混凝土結構相比，鋼結構更容易受到外界溫度變化的影響，在耐火和防火性能方面不理想。因此在設計過程中，設計人員明確工業廠房的火災隱患類別及危險等級，確定建設廠房的所需耐火等級，并嚴格按照耐火等級和設計規范要求采用能滿足耐火等級的鋼制材料和必要的涂層。如明確要求用于廠房建設鋼結構材料的表面涂有耐火涂層。此外，設計人員必須做好多方面預防和綜合考慮的工作，如疏散樓梯和安全出口的設置的數量位置、合理的間距等。

2.2 防腐設計方面

鋼結構的材料性質導致它很容易在大氣環境中被氧化和腐蝕，因此設計人員在鋼結構設計實施中應與工業廠房建設所在地的大氣環境水文條件有效結合，考慮防腐蝕性方案并制定提升廠房鋼結構的防腐蝕性的措施。如在鋼結構材料的外部涂新型防腐蝕涂料，根據廠房各個部件的防腐和防銹要求確定各個部件的涂料的涂層厚度，從而實現對工業廠房的鋼結構有效地防腐蝕性保護。

2.3 抗震設計方面

在可能發生地震的地區的工廠中，必須重視抗震性能的設計，全面提高廠房的抗震性能指標。如在設計過程中按要求將鋼結構的均勻對稱地布置，制定減少振動對工業鋼結構廠房的破壞作用的措施;強調屋頂桁架和屋頂平板以及屋頂桁架和柱之間的連接需要可靠，連接方法科學合理，以避免節點損壞;重視柱與墻之間的連接，調整適當的縱橫比以及采用適當的減震方法。

2.4與工藝設計協調

工業廠房鋼結構設計過程還需要符合工業流程需求，整個工藝生產的過程設計相協調。如廠房的壁厚和高度，鋼支架分配必須與符合工藝設計要求;將建設現場客觀條件與實際需求結合，選擇正確的鋼支架類型;注意鋼的結構性能，并根據工藝設計要求選擇合適的原材料鋼材，以確保工業工廠的整體性能。

2.5 鋼結構科學計算

對鋼結構性能指標計算結果的評估是鋼結構設計的重要的基礎。通過比較和分析來自不同軟件的計算結果，確定最佳橫截面以節省成本。在環境雪惡劣地區如降雪量較大東北地區，設計人員應考慮根據這些地區的實際降雪條件，在計算鋼結構上的載荷適當放大系數，并依據資料驗證工業廠房的鋼結構最大載荷是否可以滿足往年最大降雪的要求。在組件構件設計中必須仔細考慮結構參數（如凈橫截面和細長比）的重要性，設計連接時需要根據施工條件選擇合適的連接方法，使用承壓連接時，由于承壓和剪切要求，請勿在剪切面上安裝螺栓。

3 結語

設計人員在對工業廠房鋼結構的設計時要注意采用克服鋼結構材料的缺陷，依靠科學的計算指標，與現場實際相結合，與工藝設計相協調，應用新興的工藝技術和新材料，制定抗震和防腐蝕防熱等不同措施，促進鋼結構廠房的設計的更加合理和可靠，提升鋼結構廠房的安全性和耐用性，保障項目建設的質量。

參考文獻：

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