工业厂房结构设计中钢结构设计研究

工业厂房结构设计中钢结构设计研究

杜洪辉

洛阳中象石化工程有限公司河南省洛阳市471000

摘要：工业厂房建设规模和建设数量都有了较大程度的提升，施工技术也有了很大的进步。在当前工业厂房结构设计中，钢结构应用十分广泛，钢结构具有轻质、高强、较好抗震性能、施工方便、美观及节能等特点，在建筑领域受到越来越多的青睐。在当前工业厂房结构设计中，钢结构已替代了钢筋混凝土结构，得以广泛应用。

关键词：工业厂房；钢结构设计；特点；内容；注意要点

引言

工业厂房结构设计是工业和管理的重要内容，不仅可以为人们提供休息空间，还可以节约工厂建设的相关成本，是工程中的重要组成部分。但是现阶段，我国钢结构设计在工业厂房结构设计中存在严重问题，严重影响到工业厂房的建设，基于此，本文对工业厂房结构设计中应用钢结构的优点进行分析，提出相关设计要点，以期提高工业厂房结构质量。

1工业厂房钢结构设计的特点及其优越性

首先，采用钢结构作为工业厂房的结构性设计主体，能够明显的体现出其对于设计规划的简化特性，使得设计的难度大大下降，规避很多潜在的难题和风险点，降低厂房整体结构设计的复杂程度，这样就可以相应的降低工程施工时的难度，有助于加快施工进度和节奏，而且钢结构本身就较为简单、实用，重量轻，容易操作和控制。其次，在设计、部署钢结构部件和整体布局的过程中突出灵活性的特点，拆卸环节都比较简便、快捷，节省大量施工时间，也就相应的降低了厂房工程建设的成本，在拼接、组装施工中可以减少各种材料的用量，并且在布置结构形态时，其内部形成的框架空间较大，给各种管网的铺设安装留下了充足的空间，降低管网施工的成本，可见其具有很显著的经济节约特性，这种特点是钢结构能够在短时间内获得广泛使用的关键原因所在。再次，钢结构材质本身不会在施工期间出现烟尘、粉尘等污染状况，由于其轻便易操作，所引发的噪音也很小，而且可以实现重复、循环使用，这对于降低环境污染程度，提高材料循环、重复使用效率方面来讲具有很关键的作用和意义，突出了其环保的优势特点。最后，钢结构在组装施工中，所占用的空间位置较少，剩余的空间很大，施工人员可以利用这些空间来开展各种关键性管道、线路的铺设与安装施工，充分的利用好遗留下的空间，而且在空间设计上可以采用更多的方案和技巧，选择更多，有助于设计方案逐步优化，并且钢结构这种对空间的高效利用，对于提高整个设计的可行性和合理性方面起着重要作用。

2工业厂房结构设计中钢结构设计的内容

2.1钢结构工业厂房图纸设计

在钢结构工业厂房结构设计过程中，需要根据实际情况来进行图纸设计，然后根据设计图纸来进行具体的施工。在钢结构工程建设过程中，针对不同阶段的建设、质量和施工技术，图纸上都有十分明显的体现，可以说图纸是整体工程施工的重要依据。在具体设计过程中，材料的使用还要确保准确性，即钢筋的品种规格尽量控制在较小的范围内，当两种钢筋规格尺寸较为相近时，可以使用统一的规格。

2.2钢结构工业厂房防火设计

相较于混凝土结构，钢结构在应用过程中受温度变化影响较大，而且在防火方面也不理想。这就要求在钢结构工业厂房结构设计过程中，需要对隔热和防火方面的设计给予充分的重视，全面提高工业厂房的安全性和可靠性。因此在具体设计过程中，需要对工业厂房的火灾危险类别、防火等级进行明确，并严格按照具体的规范和防火要求进行设计，选择的钢构件要能够达到要求的防火等级，以此来进一步降低火灾可能会对钢结构厂房所带来的影响，全面提高钢结构工业厂房的防火能力。在实际设计过程中，通常会在钢结构表面涂抹一层防火涂料，以此来增强钢结构构件的耐火性能，提高钢结构厂房的防火等级。

2.3钢结构工业厂房抗震设计

近年来我国地震发生较为频繁，因此在工业厂房设计时要重视抗震设计，全面提高工厂厂房的抗震性能。即在实际抗震设计过程中，需要确保设计的厂房钢结构具有较好的均匀性，使厂房整体受力十分均匀，利用钢架作为基础，合理设置横向结构和纵向结构，避免厂房发生变形的情况，即使发生地震时，房屋自身也具有一定的抗震能力。建筑结构在地震过程中受到的损伤，多是由于支撑结构的构件达不到具体的强度要求，这样在地震力作用下，建筑结构的稳定性得不到有效支撑点，从而发生倒塌。因此在钢结构工业厂房设计过程中，需要保证厂房支撑系统的科学性和合理性，全面提高工业厂房结构的稳定性，确保钢结构工业厂房达到较好的抗震性能。

2.4钢结构工业厂房防腐设计

由于钢结构自身的特性，其在大气环境下容易被氧化，从而发生腐蚀，特别是当钢结构处于潮湿环境下时，这种氧化作用还会加剧，腐蚀更为明显和严重。当钢结构发生腐蚀时，主要表现在构件截面会大幅度缩小，钢结构表面局部会出现锈坑，受力部位会产生应力过于集中的问题，严重影响钢结构的使用寿命。因此在具体设计过程中，设计人员要与工业厂房所处的环境有效结合，以此来制定出具体的防腐设计方案，有效地提高钢结构的防腐蚀性。当前在钢结构厂房建设过程中，通常会将防锈防腐涂料覆盖在钢结构材料外面，以此来隔离诸多腐蚀因子与钢结构直接接触，有效的保护好钢结构。但在具体涂刷防腐材料时，需要针对不同部位的防腐防锈要求来确定具体的涂料厚度。

3工业厂房钢结构设计要点

3.1荷载设计

钢结构的荷载决定着抱枕钢结构的设计情况，因此相关人员需要对荷载尽心设计，在设计过程中保证荷载的准确性，从而增强钢结构的可靠性与安全性。与此同时，相关人员在进行钢结构荷载设计过程中，需要对天气等方面因素进行考虑，从而保证工业厂房钢结构荷载设计符合相关要求。

3.2柱的设计

在对工业厂房钢结构的柱进行设计过程中，相关人员需要严格按照钢结构的的不同来划分。大多数时候，柱结构有截面柱、阶型柱、分离式3个形式，但是通常情况下，工业厂房钢珠设计需要严格按照钢结构建筑施工要点进行施工。

3.3防火设计

一般情况下，如果钢结构温度在100℃以上，那么钢材的抗压强度和随着温度升高会逐渐递减，其塑性的变化则刚好相反。一旦钢材温度达到250℃，钢材的塑性就严重受到影响，导致蓝脆现象随之产生。基于此，相关人员必须对工业厂房钢结构设计需要进行防火设计，从而工业厂房的耐热性。

3.4防震设计

对钢结构进行防震设计需要从以下两个方面进行：一方面当钢结构厂房的总高度低于16m时，建筑物边缘与防震缝两边的距离需要控制在一个固定的范围内，从而保证建筑物具有良好的抗压性，如果建筑物的总体高度大于21m时，相关设计人员需要根据工业厂房的实际需求对距离进行调整，从而保证钢筋混凝土机构具有良好的防震能力；另一方面，钢结构的承重直接受限于钢柱脚的实际情况。因此，相关人员可以对抗性较大的建筑采用刚性柱脚。铰接柱脚是轻型柱脚的一种，在进行该阶段的工程设计时，至少要高于钢珠截面高度的两倍，有时甚至是3倍。

结语

总之，工业化发展速度的加快，使得工业各方面的设计、规划暴露出很多问题，存在不符合工业生产需求的状况，厂房的结构性设计就是其中非常重要的一个方面，目前主要采用的钢结构在设计方面还需要进一步提高相关的标准参数，注重新工艺和新技术的应用，要满足作为工业生产专用建筑厂房的特别设计要求，并确保厂房的质量，保障工人生产的安全和稳定。

参考文献

[1]杨苏，郭晨，杨星.浅谈钢结构在工业厂房设计中的应用[J].科技创业家，2013（22）