工業廠房結構設計中鋼結構設計的應用研究

蔡潘

摘要：鋼結構是一種常見的建筑結構形式，鋼結構在生產中的作用越來越大，目前鋼結構設計已經廣泛應用在工業廠房結構設計中了，本文針對工業廠房鋼結構設計的應用進行了分析。

關鍵詞：工業廠房；鋼結構設計；應用

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）11—171—02

前言

工業廠房作為企業生產必不可少的場所，廠房的構造性能對企業的生產活動有非常大的影響，鋼結構工程因其自身的大量優點被廣泛應用于工業廠房中，鋼結構的設計是當前工業廠房建設中需要注意的重要問題。

1工業廠房鋼結構設計的特點

1.1可以有效提升施工效率

制造廠商在制造工業廠房所用的鋼結構部件，通過高強度和機械化的生產使得所制造的金屬構件的精準度和質量都得到了充分的保證。生產出來的鋼結構部件需要從生產基地運輸到建筑施工現場，在進行組裝工作中只需要將部件實施螺栓固定和其他的一些簡單的加固操作即可，這種方式很大程度降低了施工周期，并且有效簡化了施工的程序，充分保證建筑質量、縮短了施工周期，更有利于廠房提早建設完成創造出更多的經濟效益。

1.2鋼結構的重量比較小

在工業廠房的設計和建設過程中，鋼結構建筑相比傳統的混凝土結構，鋼結構具備質量較輕的優勢性，這在很大程度上有效緩解了地基所承載的壓力。另外，鋼結構體系在很大程度上解決了混凝土結構抗震性能較低、建筑工藝較為繁瑣的劣勢性冷彎薄壁鋼結構非常適用在住宅建設工程中，因為防腐蝕高強冷軋鍍鋅鋼板的制造的鋼體結構很大程度提升了剛體在使用以及施工過程中的抗腐蝕性，這對延長輕鋼結構的使用壽命起到了保障性作用。

1.3鋼結構的開間比較大

當前我國大部分的工業廠房的設計當中，因為大多數的廠房設計的規模較大，其中符合大跨度要求的鋼結構就得到了人們廣泛的應用，鋼結構實際最大的跨度最大可以達到48m，和傳統形式的混凝土結構相比，在保證相同的梁高的前提下，鋼結構實際的開間要比混凝土大50%以上，這也有效提升了布設柱網的靈活性。這種性能可以使鋼結構可以達到300m以上的縱向溫度區段長以及150m的橫向溫度區段長，充分滿足了工業廠房建設需要達到的不舍變形的相關規定。

1.4鋼結構局限性的存在

當前鋼結構的防火性能偏低，盡管當前鋼結構的具備的優良性能得到了建筑行業中人們普遍的認可，但是鋼結構中存在的不足也需要得到人們充分重視。通常在鋼結構廠房當中，其中主體結構嚴重缺少混凝土和鋼筋混凝土所具有的隔絕性能，造成在發生火災狀況時沒有一定的安全保障，會帶來較大生命財產威脅。同時鋼結構也存在抗腐蝕性能較差的狀況，例如時間過長出現氧化的狀況，要是沒有第一時間采取有效的防護措施，就會引起更大面積的腐蝕狀況，導致鋼結構強度嚴重下降。

2工業廠房結構設計中鋼結構設計的內容

2.1鋼結構工業廠房圖紙設計

一個工程的實施并不是天馬行空地建設，而是根據實際情況進行相應的施工設計，根據設計圖紙再進行進一步的建設，也就是說，對于施工，圖紙是十分重要的。鋼結構工程建設不同階段是有不同的要求的，對于每一階段的建設的質量、技術、以及使用的材料都能夠在圖紙中有明顯的體現。所以，不論是怎樣的工程，圖紙都是工程施工的依據。另外，要想加強工業廠房的鋼結構設計，就要更加便利的準確使用材料，在設計的時候，鋼筋的品種和規格要控制在五種內，倘若兩種鋼筋的規格尺寸比較相近，就要盡可能采用統一的規格。

2.2鋼結構工業廠房防火設計

鋼結構在工業廠房中的應用具備很多的優勢，但是其中也存在一定的不足。鋼結構的防火性能較差，在鋼材部件受到100℃以上的高溫時，隨著溫度不斷的上升，鋼材會出現抗拉強度降低的狀況，塑性不斷變大；在溫度達到250℃的時候，鋼材的抗拉強度會有一定的提升，但是塑性卻有著較為明顯的下降，并且還會出現藍脆的狀況；當溫度超過250℃以上的時候，鋼結構會出現徐變的狀況；在達到500口C的時候鋼材的強度會變得非常低，嚴重的會出現垮塌的狀況，因此對鋼結構的設計必須要注意防高溫和防火性能。在對鋼結構設計的過程中，首先需要選取合適的鋼結構防火方式來對鋼結構加以有效的保護，也就是將鋼結構的耐高溫的極限提升到相關規定的范圍之內，防止鋼結構在遇到特殊高溫的時候出現垮塌的狀況。當前對鋼結構的防火設計最常見的方式就是在鋼結構的表面涂上一層防火材料，在處于高溫環境下對鋼結構加以有效的保護，最大程度提升鋼結構的防火性能。

2.3鋼結構工業廠房抗震設計

在地震區建設工業廠房最重要的就是要提升房屋的抗震性，也就是說，在建設房屋之前，應該重視房屋的抗震性設計。在設計房屋的抗震性的時候，應該注意以下幾點：第一，需要注意房屋建設的鋼結構的均勻，保證房屋的整體受力是

均勻的，橫向結構和縱向結構在使用剛架的基礎上能夠很好地防止房屋變形，當遇到地震的時候，房屋自身有一定的抗震能力；第二，一個房屋在地震的時候受到損傷的原因多半是由于支撐房屋的桿件強度不夠，使得地震來臨的時候房屋沒能讓整個房屋都穩定下來，所以說，應該科學合理地設計房屋的支撐系統，這樣才能從根本上保證房屋結構的穩定；第三，地震會有低周疲憊功能，在設計房屋的時候應該重視這一功能對房屋的影響。

2.4鋼結構工業廠房防腐設計

由于鋼結構有的需要常年暴漏在大氣環境當中，進而就很容易受到空氣腐蝕作用，當鋼結構廠房中的一些腐蝕性物質或者是鋼結構長時間處在比較潮濕的環境中，鋼結構出現腐蝕的狀況就會更加的明顯。鋼結構腐蝕不但會造成鋼結構整體截面的縮減，同時還會出現鋼結構表層產生大量的繡坑，造成鋼結構的破壞。為了有效防止剛體結構出現腐蝕的狀況，最長用的方式就是在剛體表面涂防腐蝕劑作為防腐層，這種防腐層具有良好的致密性、疏水性以及電阻較大和附著力較強的有點，可以有效的隔絕大氣中的水蒸氣、氯離子等腐蝕作用，從而起到了保護鋼結構的作用。

3工業廠房結構設計中鋼結構設計的要點

3.1地震區廠房宜少或不設防震縫

為了保證在地震區的廠房能夠不被損害過于嚴重，應該在建設的時候注意以下幾點：第一就是保證在建設較長的房屋的時候，應該建設伸縮縫，建設工業廠房的時候，應該采用一定的構造措施來減少建設伸縮縫或是防震縫，這樣一來，就可以保證建設的較長房屋能夠更加穩固。第二是要建設后澆帶，同時對于后澆帶還是有嚴格的大小和長寬的規定的，只有按規定進行建設.才能更好地確保建設質量，對于后澆帶的位置應該選在受力影響比較小的地方。第三建設地震區的廠房最重要的就是確保安全質量，也就是說應該在相應的位置提升配筋率，一般是在對穩定影響比較大的頂層或是底層等位置。第四就是要保證屋內的通風良好。

3.2控制橫向框架及縱向框架周期

控制橫向框架和縱向框架的周期就是保證建筑物能夠有均勻的抗震能力，將橫向和縱向的周期控制好，還能很好地控制整個建筑物建設的經濟成本。

3.3合理進行電梯間位置布置設計

一般的工業廠房如果建設的是多層的，就說明需要一定的電梯設置來進行重物的運輸，所以說，在建設多層房屋的時候，要合理選擇電梯間的位置，不光要保證重物能夠方便運輸，還要確保在運輸重物的時候，電梯間能夠均勻承重。所以說，在選擇電梯間的位置的時候，應該避免偏離建筑物重心的位置，即建筑物的角部和端部。

4結語

工業的發展離不開工業廠房的建設，鋼結構設計是目前廠房設計中主要的設計方式。設計時要綜合考慮設計中的遵循的原則和注意的問題，才能更好的促進廠房建設質量的有效提高。