王勇駿

摘 要：對(duì)于工業(yè)廠房建設(shè)而言結(jié)構(gòu)和材料的穩(wěn)定性和耐用性是非常重要。鋼結(jié)構(gòu)作為一種最經(jīng)濟(jì)，最實(shí)用的材料方法正越來越多地用于工業(yè)廠房建設(shè)過程中。而鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程作為鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房建設(shè)項(xiàng)目中重要組成部分也得到越來越大的重視。本文闡述了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并結(jié)合新工藝技術(shù)和材料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房具有重量輕、強(qiáng)度高、抗震性強(qiáng)、工期短、外形美觀、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)良的特點(diǎn)。對(duì)于許多公司而言，鋼結(jié)構(gòu)因其輕質(zhì)材料、出色的性能以及以可承受的適宜價(jià)格已成為建造工業(yè)廠房建筑物結(jié)構(gòu)的最佳選擇，但是鋼結(jié)構(gòu)材料也存在防腐蝕、抗震、防火性能等方面的性能不足影響了其廣泛的應(yīng)用。隨著一些新工藝技術(shù)和新材料也不斷的涌現(xiàn)，如高強(qiáng)度建筑材料、高效防火和耐腐蝕涂料的應(yīng)用，這些新材料工藝及技術(shù)與鋼結(jié)構(gòu)材料的緊密結(jié)合，能夠彌補(bǔ)鋼結(jié)構(gòu)材料不足之處，并促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用。

1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 便捷性

與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的便捷性特點(diǎn)貫穿于整個(gè)工業(yè)廠房項(xiàng)目建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)模式能不但在設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和難度，還能在施工上提高工作的效率。

1.2 經(jīng)濟(jì)性

從結(jié)構(gòu)裝配的角度來看，將鋼結(jié)構(gòu)用作工業(yè)車間的結(jié)構(gòu)可以節(jié)省大量的建筑材料，并能夠降低通用材料消耗如水泥砂漿等。鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)廠房的建設(shè)極大降低了廠房生產(chǎn)建設(shè)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 環(huán)保性

與混凝土結(jié)構(gòu)相比，在工業(yè)廠房中使用鋼結(jié)構(gòu)，金屬鋼結(jié)構(gòu)會(huì)存在大量可利用空間，可以用于布置各種管道。這樣可以有效節(jié)省安裝管道的費(fèi)用，這有助于降低施工建設(shè)的成本。作為建筑材料，鋼結(jié)構(gòu)能夠被充分使用后，還可以被回收重復(fù)使用多次，具有回收價(jià)值大，循環(huán)利用率高特點(diǎn)。此外，在施工安裝過程中基本沒有灰塵這種混凝土施工不可避免的粉塵污染，符合綠色環(huán)保循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。

1.4 空間利用率高

工廠的鋼結(jié)構(gòu)在組裝過程中占用的空間較小，設(shè)計(jì)過程的可變性較高以及空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加多樣化有助于節(jié)省空間，提升廠房的空間利用率。對(duì)于工業(yè)廠房使用者而言，能在有限的面積實(shí)現(xiàn)更加廣泛的用處，實(shí)際也是降低廠房使用者的生產(chǎn)成本。

鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用具有很多特點(diǎn)，但是在使用過程中也發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)材料具有一些不足之處，如鋼結(jié)構(gòu)材料耐腐蝕性和耐火性存在不足。因此，在工廠廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中必須重視這些不足之處，在設(shè)計(jì)過程中采用各種措施彌補(bǔ)缺陷，提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，可靠性，從而實(shí)現(xiàn)廠房的安全性和耐用性。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 防火設(shè)計(jì)方面

與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)更容易受到外界溫度變化的影響，在耐火和防火性能方面不理想。因此在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員明確工業(yè)廠房的火災(zāi)隱患類別及危險(xiǎn)等級(jí)，確定建設(shè)廠房的所需耐火等級(jí)，并嚴(yán)格按照耐火等級(jí)和設(shè)計(jì)規(guī)范要求采用能滿足耐火等級(jí)的鋼制材料和必要的涂層。如明確要求用于廠房建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)材料的表面涂有耐火涂層。此外，設(shè)計(jì)人員必須做好多方面預(yù)防和綜合考慮的工作，如疏散樓梯和安全出口的設(shè)置的數(shù)量位置、合理的間距等。

2.2 防腐設(shè)計(jì)方面

鋼結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)導(dǎo)致它很容易在大氣環(huán)境中被氧化和腐蝕，因此設(shè)計(jì)人員在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施中應(yīng)與工業(yè)廠房建設(shè)所在地的大氣環(huán)境水文條件有效結(jié)合，考慮防腐蝕性方案并制定提升廠房鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕性的措施。如在鋼結(jié)構(gòu)材料的外部涂新型防腐蝕涂料，根據(jù)廠房各個(gè)部件的防腐和防銹要求確定各個(gè)部件的涂料的涂層厚度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)有效地防腐蝕性保護(hù)。

2.3 抗震設(shè)計(jì)方面

在可能發(fā)生地震的地區(qū)的工廠中，必須重視抗震性能的設(shè)計(jì)，全面提高廠房的抗震性能指標(biāo)。如在設(shè)計(jì)過程中按要求將鋼結(jié)構(gòu)的均勻?qū)ΨQ地布置，制定減少振動(dòng)對(duì)工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房的破壞作用的措施;強(qiáng)調(diào)屋頂桁架和屋頂平板以及屋頂桁架和柱之間的連接需要可靠，連接方法科學(xué)合理，以避免節(jié)點(diǎn)損壞;重視柱與墻之間的連接，調(diào)整適當(dāng)?shù)目v橫比以及采用適當(dāng)?shù)臏p震方法。

2.4與工藝設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)

工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程還需要符合工業(yè)流程需求，整個(gè)工藝生產(chǎn)的過程設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。如廠房的壁厚和高度，鋼支架分配必須與符合工藝設(shè)計(jì)要求;將建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)客觀條件與實(shí)際需求結(jié)合，選擇正確的鋼支架類型;注意鋼的結(jié)構(gòu)性能，并根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求選擇合適的原材料鋼材，以確保工業(yè)工廠的整體性能。

2.5 鋼結(jié)構(gòu)科學(xué)計(jì)算

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)計(jì)算結(jié)果的評(píng)估是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要的基礎(chǔ)。通過比較和分析來自不同軟件的計(jì)算結(jié)果，確定最佳橫截面以節(jié)省成本。在環(huán)境雪惡劣地區(qū)如降雪量較大東北地區(qū)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮根據(jù)這些地區(qū)的實(shí)際降雪條件，在計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)上的載荷適當(dāng)放大系數(shù)，并依據(jù)資料驗(yàn)證工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)最大載荷是否可以滿足往年最大降雪的要求。在組件構(gòu)件設(shè)計(jì)中必須仔細(xì)考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)（如凈橫截面和細(xì)長(zhǎng)比）的重要性，設(shè)計(jì)連接時(shí)需要根據(jù)施工條件選擇合適的連接方法，使用承壓連接時(shí)，由于承壓和剪切要求，請(qǐng)勿在剪切面上安裝螺栓。

3 結(jié)語

設(shè)計(jì)人員在對(duì)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)要注意采用克服鋼結(jié)構(gòu)材料的缺陷，依靠科學(xué)的計(jì)算指標(biāo)，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相結(jié)合，與工藝設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，應(yīng)用新興的工藝技術(shù)和新材料，制定抗震和防腐蝕防熱等不同措施，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)的更加合理和可靠，提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性和耐用性，保障項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量。

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