鋼結構在工業廠房結構設計中的應用

宋育珩

摘 要：工業廠房是所有工業企業生產各種材料、加工各種產品的建筑。工業廠房的結構設計和材料選擇，對它的功能來說都是非常重要的。同時，結構的穩定性和能否進行相對應的管理也同樣重要。基于此，本文就鋼結構在工業廠房結構設計中的應用進行簡要闡述。僅供業內同行參考。

關鍵詞：鋼結構;工業廠房;結構設計;

1 鋼結構建筑主要的特點

部分鋼構造物的特性被用于非居住建筑的研究。文中即將討論的鋼筋結構非常適合現代居住用建筑。以下是詳細介紹鋼筋結構的主要特點。首先，鋼鐵構造物抗震性能很好。如果發生地震，瞬間就會釋放能量，破壞力實際上非常大，包括非燃燒性損傷在內的主要破壞方法，燃燒損傷及脆性故障。一般使用的鋼筋混凝土構造物在抗震性方面有很多缺點，鋼筋構造物本身就是輕量的優點。一般使用的鋼筋混凝土構造物的重量和四層的磚一樣。混合結構住宅的重量與地震相似，所擁有的住宅強度相對較小，同時，鋼鐵本身的高強度特性能夠較好地消耗部分地震能量，減少地震帶來的損失。房屋的鋼筋結構可以說是具有優秀的地震性能。

鋼筋構造物可以滿足顧客的需求，按功能間隔配置，傳統房屋使用的大部分材料都是鋼筋混凝土，空間布局有很多限制。鋼結構的自身具有勁性結構能夠承擔施工荷載以及結構荷載，在施工的過程當中節省了拆模、支模材料的使用，使其完成降低成本的目的。能夠更好地適應現代住房產業的發展，鋼結構的具有較高的商品化的程度高，非常適合用于批量的工業化的生產。

2 在工業廠房結構設計中應用鋼結構的優點

2.1 鋼結構開間大

工業廠房設計使用鋼筋結構的主要優點：①與其他建筑材料相比，鋼筋結構具有柔軟性、輕質性以及相同材質的特性。在建設過程中，鋼鐵構造物更便于運輸和升掛。一般情況下，鋼筋結構的最多鋼板不超過50cm，重量是混凝土托架的 1/3，而鋼筋結構相同的情況下，鋼筋結構比混凝土開間高出 60%。在結構的排列過程中，不僅具有靈活性，還能從根本上滿足產業大樓設計的要求。②鋼筋結構具有安裝和拆除簡單，工期短的特點。一般情況下，在鋼筋構架的安裝過程中，機械化的生產水平較高，梁及屋面架等材料都是由特殊金屬元件工廠生產的，因此質量要求比較充分。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

3 鋼結構在工業廠房設計中的應用要點

3.1 主要應用的設計地方

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。

2.2 設計鋼結構的注意點

2.2.1 防火設計

在鋼結構中，鋼結構的防火性能可以說是非常的好，在150℃的溫度之下還能夠保持著自身的穩定性，但是在實際的工業生產行為當中，溫度是遠遠高于150℃的，因此，在設計的時候，前提是需要考慮對鋼材的加工方面的選擇。當溫度達到250℃的時候，鋼材的特性將會發生天翻地覆的變化，容易呈現出脆性。因此，相關的設計人員，必須要對鋼材的處理和組合進行詳細的說明，提高工業廠房在日后使用過程中的穩定性。常用的防火設計的做法是：在鋼結構的外表添加一層外包層，通過外包層的高熔點來保護內部的鋼材的穩定性。常見的方法為利用石灰水或者是石膏砂漿，再摻入一點石棉形成包漿的鋼材的保護層，通過這種保護層的厚度形成足夠的耐熱性，提高鋼材結構的穩定性。

2.2.2 防腐設計

鋼材的優點非常明顯，那便是質量輕，結構穩定，還可以二次回收利用，安裝工序不繁瑣。但是，這個同時，也是需要有一定的防腐設計的。鋼材本身的一些優勢，在后期的長期風水雨淋的過程當中，非常容易出現被腐蝕的情況。為了提高工業廠房的使用壽命，同時提高鋼結構本身的穩定性，還需要對工業廠房的鋼結構做一些額外的防腐設計。通過這樣的防腐設計來讓我們廠房的使用時間更長。那么，在設計的過程中，常用的增加防腐性能的工藝是什么呢？在很多時候，我們常常采用鋼材本身的性能來進行防腐性能的設計。工業廠房的鋼材防腐除了在鋼結構表面涂刷防腐涂料外，還可以采用鍍鋅的方式來進行防腐。鍍鋅的方法是：將鋼材和相關的構件放入600℃左右的鋅水里，讓鋼材和相關構件的表面上，能夠通過這種方式形成一種復合的保護層。通過鍍鋅的方法，將鋼材的表面保護起來，不僅可以防腐，還可以避免鋼材本身容易被銹水的侵蝕的問題得到解決。在鍍鋅過后，再在相關鋼材的表面涂上一層環氧樹脂和鋁涂層的膜，形成復合的保護層，可以在更大的程度上保護鋼材不受到腐蝕。

2.2.3 抗震設計

鋼結構廠房的自振頻率與廠房內大型振動設備相近時，會大概率發生共振的現象，導致結構的不穩定性。因而，要排除這種情況的發生，就需要設計一個可以抵抗這個不穩定的結構。這個結構的設計主要有3 種方法。第一種是設備與鋼結構連接的設計，可以通過優化鋼結構的布置，釋放設備附加給鋼結構的振動應力。第二種方法就是提高鋼結構的抗側力，增強鋼結構本身抵抗側邊共振強度的能力，這樣可以在一定程度上減小鋼結構的側向變形。第三種就是在較長的多層鋼廠房中，設置抗震縫，避免出現整個廠房位移過大而倒塌的情況。因此，在這種設計的過程中，還需要考慮多種情況的綜合，將安全性提升到最高。

2.3 輔助結構設計要點

（1）鋼結構結構設計的做法工藝設計;（2） 鋼結構橫截面和荷載能力截面的設計計算;（3） 對鋼結構鋼材本身材料的源頭選擇。這里的每個因素都是非常重要的。設計工作本身就是一件非常嚴肅的事情，而鋼結構的設計應用，正在創新與實踐的過程當中不斷完善的。因此，這些建議也應該注意。

結束語

綜上所述，鋼結構材料對于工業廠房的設計具有非常多的優勢，這些優勢主要還是針對舊材料的使用來說的。但是，在整個結構設計的過程當中，設計人員就需要著重的設計鋼結構的一些外在可能會出現的因素，如防腐性、抗震性、抗熱性等，通過把這些細節進行完善，提升設計出來的工業廠房的質量。

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