劉東興

遼寧省城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

工業(yè)廠房是所有工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)各種材料、加工各種產(chǎn)品的建筑。工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇，對(duì)它的功能來(lái)說(shuō)都是非常重要的。同時(shí)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和能否進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的管理也同樣重要。

1 工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

首先，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有明顯的便捷性優(yōu)勢(shì)，可降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度和復(fù)雜性，有利于提高工業(yè)廠房設(shè)計(jì)施工的效率。其次，鋼結(jié)構(gòu)鋼材強(qiáng)度高，在設(shè)計(jì)時(shí)可進(jìn)行公共空間的合理布置，使建筑面積規(guī)劃更為合理，從而創(chuàng)造靈活開(kāi)放的建筑使用空間。此外，鋼材本身重量小、具有較好的延展性，可提高抗震能力能力，在地震發(fā)生時(shí)能抵消一部分地震能量，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性性。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)一般在廠房預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)工作量少，從而降低了對(duì)周圍環(huán)境的污染。加上總體用量少、成本低，工期短、間接費(fèi)用少，還具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)

2.1 主要應(yīng)用的設(shè)計(jì)地方

鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要用于這些地方：工業(yè)廠房的屋頂：針對(duì)屋面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要是由于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在這些地方可以增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)主體的穩(wěn)定性。而工業(yè)廠房的屋頂除了穩(wěn)定性，還需要耐熱性，在大部分的工業(yè)廠房里，需要進(jìn)行的都是一些大規(guī)模熱化反應(yīng)的過(guò)程，而鋼材本身的特性就剛好決定了采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屋頂是非常適合的。在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要注意的不只是針對(duì)屋面結(jié)構(gòu)支撐效果的設(shè)計(jì)，支撐點(diǎn)設(shè)計(jì)好了，同時(shí)對(duì)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)也是如此。屋面作為整個(gè)廠房里相對(duì)重要的結(jié)構(gòu)，它的穩(wěn)定性和其他方面的設(shè)計(jì)，都是需要注意的地方。工業(yè)廠房的柱子：工業(yè)廠房的柱子很多時(shí)候都是通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)的組織架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)的。而對(duì)于工業(yè)廠房來(lái)說(shuō)，柱子的承重量和承重的強(qiáng)度，也是設(shè)計(jì)師需要非常關(guān)注的地方。在工業(yè)設(shè)計(jì)上面來(lái)說(shuō)，柱結(jié)構(gòu)一般分為：截面柱、階梯型柱子和分離式的柱子等3種形式的柱子。但是，在通常的情況下，工業(yè)廠房會(huì)比規(guī)范里多一些要求，那就需要設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的薄弱處進(jìn)行加強(qiáng)或變更結(jié)構(gòu)的受力方式等[2]。

2.2 設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的注意點(diǎn)

利用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工業(yè)廠房的時(shí)候，需要的不僅僅是在結(jié)構(gòu)上滿足工業(yè)廠房的日常功能使用的需求，更加需要的是滿足美觀和經(jīng)濟(jì)方面的需求。因此，在這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，這幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)需要著重的注意。

（1）防火設(shè)計(jì)。在鋼結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)的防火性能可以說(shuō)是非常的好，在150℃的溫度之下還能夠保持著自身的穩(wěn)定性，但是在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)行為當(dāng)中，溫度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于150℃的，因此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，前提是需要考慮對(duì)鋼材的加工方面的選擇。當(dāng)溫度達(dá)到250℃的時(shí)候，鋼材的特性將會(huì)發(fā)生天翻地覆的變化，容易呈現(xiàn)出脆性。因此，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員，必須要對(duì)鋼材的處理和組合進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，提高工業(yè)廠房在日后使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。常用的防火設(shè)計(jì)的做法是：在鋼結(jié)構(gòu)的外表添加一層外包層，通過(guò)外包層的高熔點(diǎn)來(lái)保護(hù)內(nèi)部的鋼材的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的方法為利用石灰水或者是石膏砂漿，再摻入一點(diǎn)石棉形成包漿的鋼材的保護(hù)層，通過(guò)這種保護(hù)層的厚度形成足夠的耐熱性，提高鋼材結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[3]。

（2）防腐設(shè)計(jì)。為了提高工業(yè)廠房的使用壽命，同時(shí)提高鋼結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性，還需要對(duì)工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)做一些額外的防腐設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣的防腐設(shè)計(jì)來(lái)讓我們廠房的使用時(shí)間更長(zhǎng)。那么，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，常用的增加防腐性能的工藝是什么呢？在很多時(shí)候，我們常常采用鋼材本身的性能來(lái)進(jìn)行防腐性能的設(shè)計(jì)。工業(yè)廠房的鋼材防腐除了在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防腐涂料外，還可以采用鍍鋅的方式來(lái)進(jìn)行防腐。鍍鋅的方法是：將鋼材和相關(guān)的構(gòu)件放入600℃左右的鋅水里，讓鋼材和相關(guān)構(gòu)件的表面上，能夠通過(guò)這種方式形成一種復(fù)合的保護(hù)層。通過(guò)鍍鋅的方法，將鋼材的表面保護(hù)起來(lái)，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(wèn)題得到解決。在鍍鋅過(guò)后，再在相關(guān)鋼材的表面涂上一層環(huán)氧樹(shù)脂和鋁涂層的膜，形成復(fù)合的保護(hù)層，可以在更大的程度上保護(hù)鋼材不受到腐蝕[4]。

（3）抗震設(shè)計(jì)。工業(yè)廠房除了需要滿足使用功能之外，更重要的是要滿足基礎(chǔ)功能。其中抗震性的設(shè)計(jì)是少不了的。鋼結(jié)構(gòu)廠房的自振頻率與廠房?jī)?nèi)大型振動(dòng)設(shè)備相近時(shí)，會(huì)大概率發(fā)生共振的現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性。因而，要排除這種情況的發(fā)生，就需要設(shè)計(jì)一個(gè)可以抵抗這個(gè)不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要有3種方法。第一種是設(shè)備與鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)，可以通過(guò)優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的布置，釋放設(shè)備附加給鋼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)應(yīng)力。第二種方法就是提高鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)本身抵抗側(cè)邊共振強(qiáng)度的能力，這樣可以在一定程度上減小鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形。第三種就是在較長(zhǎng)的多層鋼廠房中，設(shè)置抗震縫，避免出現(xiàn)整個(gè)廠房位移過(guò)大而倒塌的情況。因此，在這種設(shè)計(jì)的過(guò)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

要有以下幾個(gè)方面需要注意：（1）鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的做法工藝設(shè)計(jì)；（2）鋼結(jié)構(gòu)橫截面和荷載能力截面的設(shè)計(jì)計(jì)算；（3）對(duì)鋼結(jié)構(gòu)鋼材本身材料的源頭選擇。這里的每個(gè)因素都是非常重要的。設(shè)計(jì)工作本身就是一件非常嚴(yán)肅的事情，而鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，正在創(chuàng)新與實(shí)踐的過(guò)程當(dāng)中不斷完善的。因此，這些建議也應(yīng)該注意[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)材料對(duì)于工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)具有非常多的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)主要還是針對(duì)舊材料的使用來(lái)說(shuō)的。但是，在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員就需要著重的設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的一些外在可能會(huì)出現(xiàn)的因素，如防腐性、抗震性、抗熱性等，通過(guò)把這些細(xì)節(jié)進(jìn)行完善，提升設(shè)計(jì)出來(lái)的工業(yè)廠房的質(zhì)量。