工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用研究

蔡潘

摘要：鋼結(jié)構(gòu)是一種常見的建筑結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)中的作用越來越大，目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中了，本文針對工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用

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

前言

工業(yè)廠房作為企業(yè)生產(chǎn)必不可少的場所，廠房的構(gòu)造性能對企業(yè)的生產(chǎn)活動有非常大的影響，鋼結(jié)構(gòu)工程因其自身的大量優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房中，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計是當(dāng)前工業(yè)廠房建設(shè)中需要注意的重要問題。

1工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)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(yè)廠房所用的鋼結(jié)構(gòu)部件，通過高強度和機械化的生產(chǎn)使得所制造的金屬構(gòu)件的精準(zhǔn)度和質(zhì)量都得到了充分的保證。生產(chǎn)出來的鋼結(jié)構(gòu)部件需要從生產(chǎn)基地運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，在進(jìn)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(zhì)量、縮短了施工周期，更有利于廠房提早建設(shè)完成創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益。

1.2鋼結(jié)構(gòu)的重量比較小

在工業(yè)廠房的設(shè)計和建設(shè)過程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑相比傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)具備質(zhì)量較輕的優(yōu)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(jié)構(gòu)體系在很大程度上解決了混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能較低、建筑工藝較為繁瑣的劣勢性冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)非常適用在住宅建設(shè)工程中，因為防腐蝕高強冷軋鍍鋅鋼板的制造的鋼體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的使用壽命起到了保障性作用。

1.3鋼結(jié)構(gòu)的開間比較大

當(dāng)前我國大部分的工業(yè)廠房的設(shè)計當(dāng)中，因為大多數(shù)的廠房設(shè)計的規(guī)模較大，其中符合大跨度要求的鋼結(jié)構(gòu)就得到了人們廣泛的應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)實際最大的跨度最大可以達(dá)到48m，和傳統(tǒng)形式的混凝土結(jié)構(gòu)相比，在保證相同的梁高的前提下，鋼結(jié)構(gòu)實際的開間要比混凝土大50%以上，這也有效提升了布設(shè)柱網(wǎng)的靈活性。這種性能可以使鋼結(jié)構(gòu)可以達(dá)到300m以上的縱向溫度區(qū)段長以及150m的橫向溫度區(qū)段長，充分滿足了工業(yè)廠房建設(shè)需要達(dá)到的不舍變形的相關(guān)規(guī)定。

1.4鋼結(jié)構(gòu)局限性的存在

當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)的防火性能偏低，盡管當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)的具備的優(yōu)良性能得到了建筑行業(yè)中人們普遍的認(rèn)可，但是鋼結(jié)構(gòu)中存在的不足也需要得到人們充分重視。通常在鋼結(jié)構(gòu)廠房當(dāng)中，其中主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重缺少混凝土和鋼筋混凝土所具有的隔絕性能，造成在發(fā)生火災(zāi)狀況時沒有一定的安全保障，會帶來較大生命財產(chǎn)威脅。同時鋼結(jié)構(gòu)也存在抗腐蝕性能較差的狀況，例如時間過長出現(xiàn)氧化的狀況，要是沒有第一時間采取有效的防護(hù)措施，就會引起更大面積的腐蝕狀況，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)強度嚴(yán)重下降。

2工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容

2.1鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房圖紙設(shè)計

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

2.2鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中的應(yīng)用具備很多的優(yōu)勢，但是其中也存在一定的不足。鋼結(jié)構(gòu)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(xiàn)抗拉強度降低的狀況，塑性不斷變大；在溫度達(dá)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(xiàn)藍(lán)脆的狀況；當(dāng)溫度超過250℃以上的時候，鋼結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)徐變的狀況；在達(dá)到500口C的時候鋼材的強度會變得非常低，嚴(yán)重的會出現(xiàn)垮塌的狀況，因此對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須要注意防高溫和防火性能。在對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，首先需要選取合適的鋼結(jié)構(gòu)防火方式來對鋼結(jié)構(gòu)加以有效的保護(hù)，也就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐高溫的極限提升到相關(guān)規(guī)定的范圍之內(nèi)，防止鋼結(jié)構(gòu)在遇到特殊高溫的時候出現(xiàn)垮塌的狀況。當(dāng)前對鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計最常見的方式就是在鋼結(jié)構(gòu)的表面涂上一層防火材料，在處于高溫環(huán)境下對鋼結(jié)構(gòu)加以有效的保護(hù)，最大程度提升鋼結(jié)構(gòu)的防火性能。

2.3鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震設(shè)計

在地震區(qū)建設(shè)工業(yè)廠房最重要的就是要提升房屋的抗震性，也就是說，在建設(shè)房屋之前，應(yīng)該重視房屋的抗震性設(shè)計。在設(shè)計房屋的抗震性的時候，應(yīng)該注意以下幾點：第一，需要注意房屋建設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)的均勻，保證房屋的整體受力是

均勻的，橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)在使用剛架的基礎(chǔ)上能夠很好地防止房屋變形，當(dāng)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(wěn)定下來，所以說，應(yīng)該科學(xué)合理地設(shè)計房屋的支撐系統(tǒng)，這樣才能從根本上保證房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；第三，地震會有低周疲憊功能，在設(shè)計房屋的時候應(yīng)該重視這一功能對房屋的影響。

2.4鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防腐設(shè)計

由于鋼結(jié)構(gòu)有的需要常年暴漏在大氣環(huán)境當(dāng)中，進(jìn)而就很容易受到空氣腐蝕作用，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房中的一些腐蝕性物質(zhì)或者是鋼結(jié)構(gòu)長時間處在比較潮濕的環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕的狀況就會更加的明顯。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕不但會造成鋼結(jié)構(gòu)整體截面的縮減，同時還會出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)表層產(chǎn)生大量的繡坑，造成鋼結(jié)構(gòu)的破壞。為了有效防止剛體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(hù)鋼結(jié)構(gòu)的作用。

3工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點

3.1地震區(qū)廠房宜少或不設(shè)防震縫

為了保證在地震區(qū)的廠房能夠不被損害過于嚴(yán)重，應(yīng)該在建設(shè)的時候注意以下幾點：第一就是保證在建設(shè)較長的房屋的時候，應(yīng)該建設(shè)伸縮縫，建設(shè)工業(yè)廠房的時候，應(yīng)該采用一定的構(gòu)造措施來減少建設(shè)伸縮縫或是防震縫，這樣一來，就可以保證建設(shè)的較長房屋能夠更加穩(wěn)固。第二是要建設(shè)后澆帶，同時對于后澆帶還是有嚴(yán)格的大小和長寬的規(guī)定的，只有按規(guī)定進(jìn)行建設(shè).才能更好地確保建設(shè)質(zhì)量，對于后澆帶的位置應(yīng)該選在受力影響比較小的地方。第三建設(shè)地震區(qū)的廠房最重要的就是確保安全質(zhì)量，也就是說應(yīng)該在相應(yīng)的位置提升配筋率，一般是在對穩(wěn)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(nèi)的通風(fēng)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(shè)的經(jīng)濟成本。

3.3合理進(jìn)行電梯間位置布置設(shè)計

一般的工業(yè)廠房如果建設(shè)的是多層的，就說明需要一定的電梯設(shè)置來進(jìn)行重物的運輸，所以說，在建設(shè)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(yīng)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(jié)語

工業(yè)的發(fā)展離不開工業(yè)廠房的建設(shè)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是目前廠房設(shè)計中主要的設(shè)計方式。設(shè)計時要綜合考慮設(shè)計中的遵循的原則和注意的問題，才能更好的促進(jìn)廠房建設(shè)質(zhì)量的有效提高。