工業廠房鋼結構設計現狀及改進措施

邱東東 于艷

摘要：在工業廠房中鋼結構為主要的組成部分，不僅可以保證結構的穩定性，還可以憑借自身自重較輕的優勢，在安全事故發生時減少現場的損失。為了保證工業廠房生產工作的順利進行，在設計工作中，設計人員需要明確廠房鋼結構設計的工作要點，解決在以往設計工作中所存在問題，突破鋼結構中的局限之處，延長結構的使用壽命。本文論述了工業廠房鋼結構設計現狀和改進措施。

關鍵詞：工業廠房;鋼結構;設計現狀;改進措施

在工業廠房鋼結構設計中，機械化程度較高，加快了工業廠房的建設速度，縮短實際的施工周期，因此為了減少對后續施工所產生影響，在前期設計工作中，需要設計人員明確鋼結構設計的工作要點，充分發揮鋼結構本身的優勢，優化當前的工作方案，并且遵循靈活性的工作原則。根據工業廠房的建設要求進行科學的布局，從而使鋼結構設計水平能夠得到全面的提升。

一、工業廠房鋼結構的設計特點分析

在進行工業廠房鋼結構設計中，設計人員需要明確鋼結構的設計與特點，逐漸的改善當前的工作方案，從而使鋼結構設計水平能夠得到全面的提高。首先工業廠房鋼結構能夠提高施工的效率，制造商在制造工業廠房時所選用的鋼結構部件，通過高強度和機械化生產使得鋼結構構件基本剛度能夠得到充分的保證，制作出來的鋼結構部件要從廠家中運送到施工現場進行組裝，之后再將各個部件進行固定和焊接等相關的操作，從而滿足整體的建設要求。這樣一來可以縮短前期的施工周期，簡化施工程序。在設計方案制定時，需要根據鋼結構的特點，簡化不同的設計流程，考慮后續施工建設難度以及周期等等不斷的補充當前的設計方案，從而使鋼結構建設效果能夠得到全面的提高。其次工業廠房鋼結構具備重量較小的特點，在工業廠房設計中，相比傳統的混凝土結構具備質量較輕的優勢，在一定程度上緩解了地基所承載的壓力。鋼結構體系能夠解決混凝土強度、抗震性能較低和工藝較為繁瑣的問題，廣泛利用于不同的房屋建筑中。在設計方案中根據鋼結構自重較小的優勢，在關鍵節點融入鋼結構，從而減少建筑物所承載的壓力，保證現場生產的順利進行。同時也可以延長鋼結構的使用壽命，滿足現代化工業廠房的建設要求以及標準。最后工業廠房鋼結構開間較大，大多數工業廠房規模較大，其中對大跨度的要求較高，在這一背景影響下鋼結構得到廣泛性的利用。鋼結構最大跨度可高達45米到48米，和傳統混凝土結構相比，在相同剛度的前提下，鋼結構實際的開間要比混凝土大55%左右，從而使鋼結構布置能夠具備較強的靈活性。這一性能可以使鋼結構的長度達到300米，橫向區間在逐漸的擴大，充分的滿足工業廠房當前的建設要求以及標準。

二、工業廠房鋼結構設計中常見的問題

雖然在以往設計中融入了鋼結構設計方案，但是從實際效果來看還無法滿足相關的標準和要求，在當前鋼結構設計中所出現的問題具有復雜性的特征，因此設計人員需要認真的分析在以往設計工作中所存在問題，優化當前的工作模式，從而使鋼結構設計效果能夠得到全面的提升。首先屬于鋼結構本身的局限之處，例如鋼結構本身的防火性能較低，雖然鋼結構的優良性能受到人們的廣泛認可，但是鋼結構的不足也受到人們的充分重視。在鋼結構廠房中，由于主體結構嚴重缺少混凝土和鋼筋混凝土所具備的隔絕性能，在工業廠房內部如果發生火災沒有充分的安全保障，會產生較為嚴重的損失。如果在設計中并沒有融入相關的防火設計方案或者是防護措施，會導致火災發生之后的損失在逐漸的增加，對工業廠房鋼結構的使用帶來較為嚴重的隱患。其次在后續結構設計中還存在細節性的設計不足，在實際設計中需要充分的考慮不同細節，充分的彰顯出鋼結構本身優勢，逐漸的改善當前的設計方案。但是在實際設計是由于工業廠房環境局限之處導致工業廠房鋼結構設計布局無法滿足相關的標準，并且在設計工作中太過隨意化，無法協調工業廠房日常生產要求，對工業廠房的建設造成了一定的影響，導致最終呈現效果和實際存在不匹配的問題，降低了工業廠房的設計水平。此外，鋼結構材質較為特殊，并且長期暴露在空氣中，會出現較嚴重的腐蝕問題，如果在設計前期并沒有加強對設計中防腐設計的優化程度，會導致工程使用效果無法得到全面的提高。鋼結構在投入使用之后由于內外環境的影響，出現嚴重的銹漬，影響工業廠房的外觀。

三、工業廠房鋼結構設計的優化策略

（一）抗震和耐熱性的設計

在進行工業廠房鋼結構設計中，需要加強對抗震性和耐熱性的設計，減少安全問題的發生機理，逐漸的改善當前的設計模式，從而為鋼結構后續的使用提供重要的基礎。首先在抗震設計時需要做大程度保證結構質量和高度的均勻分布，在總體布局時要考慮各個受力點的均衡性，避免出現變形的問題，使結構的高度能夠得到全面的提高。根據以往經驗來看鋼結構廠房發生破壞時，鋼構件強度通常無法滿足要求往往是由于桿件失穩引起的，因此在實際設計工作中，需要根據在以往設計中的不足優化當前的設計方案，為鋼結構后續的使用提供重要的基礎。例如可以在設計方案中適當的增加支撐系統，其中包含了橫向和縱向等支撐體系等等，需要考慮鋼結構的建設特點，保證結構本身的穩定性。在實際設計時還需要防止結構在地震作用時出現疲勞破壞的問題，可以在設計中利用計算機軟件模擬在抗震實際各個鋼結構的受力情況，科學的排布好不同的受力點，從而使鋼結構設計效果能夠得到全面的提高，保證其中的抗震力。

其次，在進行耐熱性設計方面，需要考慮當前的防火設計要求以及標準，研究數據表明，當鋼材溫度高于100℃時，抗拉強度會逐漸的縮小，塑性在提高，當溫度高達250℃時，抗壓強度會稍微的增加，這時鋼材的塑性會減小，逐漸朝著變脆的趨勢而不斷的發展，嚴重時會出現坍塌的危險因此在實際工作中需要加強對耐熱性設計重視程度。例如可以在結構表面設置隔熱保護措施，并且涂刷防火涂料。此外也可以在鋼結構中設置溫度感應系統，一旦溫度上升到臨界點，要馬上啟動報警系統，方便人員進行科學的處理。從而減少在溫度上升時的危險因素，逐漸的優化當前的設計方案。

（二）支撐系統和屋面結構的設計

在支撐系統設計時，需要根據廠房的跨度和高度來進行日常的設計，支撐系統包含了屋蓋支撐和柱間支撐兩個組成部分，屋蓋支撐有橫向和垂直支撐，在具體設計時需要根據現場的情況來選擇正確的布置形式，在不同結構下需要計算出橫向支撐以及垂直支撐的結構特點，逐漸的優化當前的設計模式。為了保證鋼結構支撐系統本身的穩定性，需要根據廠房每個具體溫度區段做好柱間支撐的設計以及布置，從而使屋蓋結構橫向水平支撐系統能夠具備較強的穩定性。

在鋼結構屋面設計時排水系統屬于重要的工作環節，有效的保障了整體的結構穩定性，避免鋼結構出現腐蝕的問題。在實際設計時需要嚴格按照我國對屋面設計的要求以及標準科學的排布好不同的設計方案，并且做好標準值的認真計算。例如當屋面坡度高于5，如果地區雨水量較多要適當的提高坡度，考慮當地的氣候條件和降雨形成的最大水頭高度，例如單坡屋長要控制在70米左右，逐漸的優化當前的設計方案，在屋面中融入隔氣板和保溫層。

結束語：

鋼結構的優勢有助于保證工業廠房結構的穩定性和安全性，但是也會存在一些不足，因此需要設計人員通過客觀性的角度逐漸的優化當前的設計方案，考慮不同環節和不同標準值的設計模式，充實當前的設計方案，并遵循環境保護的工作原則，減少不必要資源的浪費，逐漸的改進當前的設計模式，為鋼結構后續的使用提供重要的基礎。

參考文獻：

[1]趙春俠. 工業廠房鋼結構設計的現狀及改進措施研究[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2020（10）：2.

[2]李彬， 史劍峰. 鋼結構在工業廠房結構設計中的應用[J]. 城鎮建設， 2020， 000（004）：322.

[3]馮宇， 張杰. 工業廠房結構設計中鋼結構設計要點分析[J]. 工程技術：全文版， 2021（2017-33）：95-96.

2097501186227