鋼結構設計在工業廠房結構設計中的應用探究

摘要：近年，國內工程規模的不斷擴增，很多建筑技術大量涌現，公司紛紛使用鋼結構來建設工業廠房。鋼結構的使用能夠縮減砂石、混凝土漿液材料的依賴，能夠降低施工的成本。鋼結構控制性較好，施工簡單，施工工期較短，尤其是在工業廠房的建設中，這類鋼結構已經受到廣大工業廠房投資公司的青睞，并且在廠房的施工中獲得了較大普及和使用。

關鍵詞：鋼結構;工業廠房;設計應用

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）04-0000-00

0引言

鋼結構在工程業中應用比較廣泛，而且轉變了過時的建設方法，不僅提升了工程建設的效率，而且給工程人員減少了工程量。鋼結構在廠房的建設時使用比較廣泛，對國內的其他行業的建筑建設都有較大的借鑒作用。

1鋼結構的優良性能

1.1鋼結構的開間大

在項目建設時，有一些廠房空間面積比較大，要安裝大跨度型鋼結構骨架，有些廠房內鋼結構使用的大型跨架會達到50m，與傳統的混凝土類型結構來比，鋼結構建筑物內部的開間要比混凝土結構體大到近50%，這樣就提高了鋼梁布設的靈活度。而且，鋼結構體也能夠在300m的縱向區間內部來鋪設，這樣就符合了廠房內部建設要求，不舍棄變形縫的相關標準。

1.2鋼結構的重量小

在廠房施工時，鋼結構類型建筑和混凝土相比，鋼材料質量往往很輕，這具有比較顯著的優勢，有效地去降低了廠房給地基帶來的壓力。而且，鋼結構體能夠克服混凝土的劣性，使建筑結構體的抗震能力提升，而且鋼結構的建設工藝比較簡單。例如，冷彎薄壁的鋼結構常用于住宅建筑的建設，會大幅度地提高鋼板在使用和施工期間的抗腐蝕性，有效地拓展了輕鋼構件的應用時間。

1.3提高施工的效率

生產制造車間的工業廠房很多都需要金屬固件，需要高強度機械化廠房，這樣才能夠保證生產出來的產品精度更高。鋼結構部件要從制造地一直到施工現場，在開展安裝之后，再用螺栓安裝，此時整個施工過程比較簡單，施工效率較快，這就大幅度地簡化了施工流程，確保工程的施工質量達標，而且有效縮短施工工期，有利于廠房盡快地投產，為公司帶來更大的經濟利潤。

1.4具有良好的抗震性

工業廠房具有較好的韌性和塑形是鋼結構最大的特點，它能夠對現有的地震有較大的抗性，可以抵抗地震的能量。在建筑載荷方面，鋼結構體也有極強的適應都，其中鋼結構體是由柱和梁組合，可以抗8級地震，因而在地震頻發的地帶和地基承載能力較弱的地區，都能夠得到較廣泛的應用。

2鋼結構在工業廠房設計中的重點

2.1防火設計

提高廠房內部的防火系統穩定性是當前廠房建設的一個重點課題，鋼結構的鋼材可以抵抗近140°以上的溫度，而且鋼材的抗拉能力會伴隨溫度的提高而下降，但是其塑性就會逐步提高。當溫度抵達250°時，鋼材塑性就會減小，其抗拉的強度也會出現小幅的降低，即產生藍脆的現象。但溫度超過250°時，鋼材強度就會急劇下降，此時就會造成鋼材的結構出現斷裂。因此，采取必要的隔熱防火設施，來提升整個廠房的耐熱度。

鋼結構在廠房空間設計期間，要做好防火分區處理，要確定各個分區間的區域。其次，還要在廠房內部設置疏散距離及確定好疏散口的數量，這樣才能夠達到國家規定的廠房防火要求標準。使廠房滿足防火標準，還要確定好安全門，建筑物的樓梯和通往室外的出口上要設置安全出口，由于鋼結構耐性強，需要考慮建筑物安全防火的人員疏散功能。同時，要結合鋼結構自身特征，人員密度指標，在設計上，還要著重預留疏散距離，確定好疏散路線及人群的疏散路線。在廠房內部，要做好明確的指標設計，有助于將人員及時疏散到安全區域，這樣才能夠避免出現財產的損失和人員的傷亡。

2.2防震設計

鋼結構型的廠房內部不設置防震縫，防震縫的加入會弱化整個廠房的質量。因此在廠房設計期間，尤其對那些復雜多層高層建筑結構，要做好防震縫的處理。根據國家的相關抗震標準，去提高現有施工操作的專業水平，使其都能夠達到技術要求標準。若鋼結構建筑物的高度小于16m時，此時建筑的邊緣位置，與防震峰之間的距離要控制在13mm范圍內。當防震縫的寬度大約20mm時，要根據技術標準做出靈活的調整，使防震縫距離可以增加至20mm之內。在考察與防震縫時，至少要結合當下混凝土的性能，在設計工作中，要保證其寬度都能夠達到建筑結構體的1.4倍左右。

鋼結構的承重和鋼角柱有著密切的關聯，剛性的角度，可以充分體現出角柱的受力特點。對于那些抗震標準較高的建筑物來講，要使用鋼腳柱的角度，特別是要將鋼管柱埋入到土層深處。在項目設計時，還應該使鋼柱的截面高度抵達至兩倍以上，如果截面比較大，則需要高出3倍以上。

2.3支撐系統

提升鋼結構體的硬度，可以使建筑物內的安全性得到顯著提升，科學布局建筑物空間結構，通過增強支撐力傳遞，及平衡承載縱向力來有效防止產生了一些結構變形問題，這樣就能夠使得整個鋼結構穩定性提升。在設置支撐結構期間，還要根據廠房內的建筑空間使用要求，保證建筑物內的高度跨度達標，而且在車間的吊車工作區域內伸展區間分布合理，避免廠房出現縱向性的結構變形。

2.4鋼結構的工藝設計

鋼結構的廠房是當前制造公司投資的關鍵領域，在鋼結構的應用期間會產生一些厚度不太達標的問題，鋼結構設置在合理建筑結構，當工程建設達不到既定規范要求，因而，就要在項目設計前期，充分考慮工業建廠各項要求，考慮企業設施布局的需求，選擇合理建筑結構，要保證鋼結構輕，鋼框架橫梁及塔桿等一些基本形狀設置更加合理。當懸掛荷載比較大時，就可以應用網架型結構，降低建筑物內部的荷載，還要選擇支撐面結構。根據不同設計技術設計方案，選擇恰當材料，要考慮到建筑結構的要求，根據鋼結構性能科學設計。

3結語

在鋼結構工業廠房設計間，要重點針對設計中存在的問題做好處理，能夠加大鋼結構的應用，來減少施工成本。加快提升施工效率，工業廠房應用鋼結構也會為其他的行業建筑建造而帶來更多的借鑒。

參考文獻

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收稿日期：2021-03-05

作者簡介：胡佳夢（1986—），女，湖南湘陰人，本科，工程師，研究方向：建筑結構設計。

Research on the Application of Steel Structure Design in the Structural Design of Industrial Workshop

HU Jiameng

（Yueyang Planning Survey and Design Co.， Ltd.， Yueyang Hunan? 414000）

Abstract： In recent years， with the continuous expansion of domestic construction scale， many construction technologies have sprung up， and companies have used steel structures to build industrial plants. The use of steel structure can reduce the dependence on sand and concrete materials， and can reduce the cost of construction. The steel structure has better controllability， simple construction， and shorter construction period. Especially in the construction of industrial plants， this kind of steel structure has been favored by the majority of industrial plant investment companies， and has gained greater popularity and popularity in the construction of the plant. application.

Keywords： Steel structure; industrial plant; design and application