鋼結構設計在工業廠房結構設計中的應用探討

邱志剛

（山西省城鄉規劃設計研究院工程設計中心，山西 太原 030001）

在我國社會經濟快速發展的過程中，隨著工業施工水平和工業設計理念不斷提升，工業廠房的施工質量得到明顯增強。由于鋼結構自身的質量較輕、結構穩定、不易變形等特點，在工業廠房中和大型場館中得到廣泛的運用。

1 在工業廠房結構設計中應用鋼結構的優點

1.1 鋼結構開間大

在結構的設計過程中，鋼結構的布置不僅具有靈活性，還能從根本上滿足工業廠房設計對于大空間的要求。

1.2 鋼結構重量小

在工業廠房建設過程中，鋼結構比傳統的混凝土結構重量輕，可以減少對地基的壓力。鋼結構體系可以通過抗震性低和復雜的建筑工程更好地解決混凝土構造物的劣等性。冷彎薄壁鋼結構具有很強的實用價值。在住宅建筑施工過程中，可以提高建筑的耐腐蝕性。

1.3 提高施工效率

在工業廠房設計過程中，制造商在制造鋼結構件時，采用高強度的機械化生產制造鋼材，可以提高鋼結構材料的質量和精度。并且，相關人員也將運輸工業廠房鋼結構組件的每個建筑的施工現場，并在裝配的過程中現場鋼結構，鋼結構的相關組件必須修復過程中螺栓和固定。

1.4 良好的抗震性

鋼筋結構的韌性和可塑性較高，因此在處理地震災害時效果更好，高質量的抗震救災可以有效地減少地震災害。關于動態負荷，鋼鐵構造物也因質量優良，往往能承受8級地震而更受歡迎，也在容易發生地震的地區加強普及。

2 鋼結構在工業廠房設計中的要點

2.1 主要應用的設計地方

鋼結構在工業廠房的設計過程中，主要用于這些地方：工業廠房的屋頂：針對屋面結構的設計，主要是由于鋼結構應用在這些地方可以增強鋼結構主體的穩定性。而工業廠房的屋頂除了穩定性，還需要耐熱性，在大部分的工業廠房里，需要進行的都是一些大規模熱化反應的過程，而鋼材本身的特性就剛好決定了采用鋼結構設計屋頂是非常適合的。在這個設計過程中，需要注意的不只是針對屋面結構支撐效果的設計，支撐點設計好了，同時對屋頂的結構設計來說也是如此。屋面作為整個廠房里相對重要的結構，它的穩定性和其他方面的設計，都是需要注意的地方。例如，屋面的防水、排水方面的結構設計，就需要進行著重的分析和判斷，以防止它出現滲漏的問題。工業廠房的柱子：工業廠房的柱子很多時候都是通過鋼結構的組織架構來設計的。而對于工業廠房來說，柱子的承重量和承重的強度，也是設計師需要非常關注的地方。在工業設計上面來說，柱結構一般分為：截面柱、階梯型柱子和分離式的柱子等3種形式的柱子。

2.2 抗震設計

雖然鋼結構本身的抗震能力較一般結構強，但為進一步提升工業廠房整體的抗震性能，避免結構變形、失穩等問題的出現，需提高對抗震設計的重視程度。首先應保證設計的廠房鋼結構具有較好的均勻性，使廠房整體受力均勻，比如用鋼架為基礎對廠房鋼結構橫向與豎向結構合理布局。比如為避免因溫差變化太大而產生太大的溫度應力，從而引起結構變形問題可在內部設置溫度伸縮縫，明確溫度區域長度，選擇單柱或雙柱方式進行設置。此外，為提高鋼結構工業廠房整體抗拉強度與強度，應根據廠房結構形式、車間吊車設置、振動設備以及廠房高度、長度等進行支撐體系的合理設置。常見的支撐體系有柱間支撐和屋蓋支撐兩種。柱間支撐與屋蓋支撐系統需協調設置，一般選擇溫度區中部設置下柱支撐，使車梁等構件隨溫度變化向兩端自由伸縮。在進行上柱支撐設置時，為提高鋼結構上部縱向的剛度，使其能承受縱向上的地震作用和風力，要求在溫度區段的兩端柱之間設置上柱支撐。屋蓋支撐系統包括橫縱向支撐、垂直支撐和系桿結構。在進行該系統設置時首先要充分考慮工業廠房的高度、跨度等，然后根據柱網布置結構和屋蓋結構形式進行合理設置。

2.3 隅撐合理設置

對單層鋼結構廠房支撐結構設計來說，隅撐的功能是最大限度避免柱內側翼緣和梁下翼緣穩定性較差的情況，剛架斜梁可以承擔其壓力變化不固定，鋼結構廠房整體穩定性得不到保證，可以應用隅撐，在最大程度上確保穩定度滿足標準。在連接恒荷載同活荷載的基礎上，梁上下翼緣都會受到壓力，可以實現將檁條同鋼梁進行連接，確保支撐的穩定性。在受到風力影響時，下翼緣在缺乏平面外支撐的情況下就比較容易失去穩定性，在下翼緣可以設置支撐。右翼緣屈曲的情況發生，主要是壓力較大造成，對其重視程度不夠的話，門式剛架也會有出現破壞、倒塌的情況，作為施工人員應該對斜梁下翼緣支撐結構的重要性加強認識。

3 結語

文章對工業廠房鋼結構設計的問題進行分析，總結了工業廠房結構設計過程中需要注意的方面，包括結構設計參數、強柱弱梁設計以及鋼結構抗震性能設計等，并提出了工業廠房結構設計的主要策略，例如要合理選取鋼材、加強穩定設計、提高鋼材的耐火性和防腐蝕性，還要確保關鍵連接節點的質量，避免出現偏差。只有從這些方面入手，才能夠確保工業廠房鋼結構的設計更加安全穩定。