陳楷彬

摘要：在建筑行業(yè)當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)工程逐漸得到大量行業(yè)人士的認(rèn)可，由于鋼結(jié)構(gòu)的延展性和強(qiáng)度比起其他材料具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)，而且鋼結(jié)構(gòu)自重輕，占用面積小，安裝簡(jiǎn)易便于運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)也在被大家廣泛使用。工業(yè)廠房設(shè)計(jì)相比于其他大型建筑工程設(shè)計(jì)要更合適使用鋼結(jié)構(gòu)。本文將簡(jiǎn)要分析鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房設(shè)計(jì)；運(yùn)用

1、概述

鋼結(jié)構(gòu)是用鋼制采材料組成的建筑結(jié)構(gòu)。由鋼梁、鋼柱、鋼架構(gòu)建而成。

工業(yè)廠房中使用的鋼結(jié)構(gòu)主要是指通過用鋼板、型鋼組合而成的鋼結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土進(jìn)而提高廠房的整體性能。廠房構(gòu)建時(shí)有橫向鋼連接，縱向支撐和鋼架混合體系。通過鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用可以比較好的降低柱子的彎曲。對(duì)于工業(yè)廠房建筑來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益比較好，能節(jié)約建造成本，是一種很好的建筑工程選擇。

2、鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用

2.1鋼結(jié)構(gòu)的選擇

不同工業(yè)廠房對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的選擇有不同的要求。中小型的工業(yè)廠房可以選擇比較經(jīng)濟(jì)環(huán)保的輕型鋼結(jié)構(gòu)，方便節(jié)約成本提高經(jīng)濟(jì)效益。而大型的工業(yè)廠房進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)選擇時(shí)可以選擇網(wǎng)架結(jié)構(gòu)或者網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)，可以有效提高工業(yè)廠房的穩(wěn)定性和柱子的強(qiáng)度。

2.2鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系，廠房荷載程度進(jìn)行調(diào)查。布置建筑結(jié)構(gòu)體系，需要對(duì)工業(yè)廠房選址進(jìn)行考量。根據(jù)建筑工地的自然環(huán)境，就工業(yè)廠房的地震、風(fēng)力、雨雪等荷載程度進(jìn)行調(diào)查，選擇合適強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)。

（2）對(duì)重要的支撐體系，梁柱截面的荷載進(jìn)行估算。對(duì)梁柱的負(fù)荷能力進(jìn)行計(jì)算從而設(shè)計(jì)廠房的的支撐結(jié)構(gòu)所需選取的鋼材。根據(jù)不同的承載力要求可以選擇軋制H型鋼截面或其他鋼材?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中軋制H型鋼材被廣泛使用，在鋼材選擇上軋制H型鋼可以提高工程速度，加快工程進(jìn)行，節(jié)約工程材料和工作量，但是也需要注意軋制H型鋼厚度較薄，對(duì)于某些承重力較大的廠房柱子不宜選用軋制H型鋼。

（3）對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性進(jìn)行分析。在廠房建設(shè)過程中鋼制結(jié)構(gòu)由于材料原因，比較容易出現(xiàn)變形情況，所以需要進(jìn)行耐熱性實(shí)驗(yàn)分析。確定冷熱變形縫隙，從而合理控制鋼結(jié)構(gòu)的溫度變形區(qū)。

（4）建筑過程中不光要考慮整體體系的受力情況還要對(duì)個(gè)單件進(jìn)行受力分析。某些鋼制結(jié)構(gòu)柱子在建筑過程中受力較大，需要對(duì)其進(jìn)行特別的加固。比如加入受力桿，亦或是在柱腳連接處進(jìn)行加固。

（5）鋼結(jié)構(gòu)焊接要進(jìn)行相應(yīng)的工藝評(píng)定，控制好連接裝置的質(zhì)量，同時(shí)焊接的預(yù)熱焊接和后熱等流程要嚴(yán)格執(zhí)行，焊接完成后要檢驗(yàn)，不合格產(chǎn)品重新焊接。焊接過程要注意立柱，屋架，梁等要采用一二級(jí)焊縫，不能出現(xiàn)缺口裂紋焊瘤等

鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制，安裝前對(duì)安裝部件的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，厚鋼板需要在進(jìn)行焊接之前進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)?zāi)M，已經(jīng)拼裝好的結(jié)構(gòu)，要對(duì)預(yù)定的軸線標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，并且安裝好臨時(shí)支撐及鋼索以確保整個(gè)鋼制屋架在施工過程中的穩(wěn)定性。

（6）設(shè)置護(hù)欄對(duì)重要通道的柱子加以保護(hù)，屋頂排水凹槽以及抗凍害防開裂設(shè)置。工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)建造過程中，有些承重柱承受重量大，并且處于通道的主干位置，在工業(yè)活動(dòng)進(jìn)行中很多運(yùn)輸活動(dòng)或者施工作業(yè)故障可能會(huì)對(duì)柱子造成損害。針對(duì)這種情況需要在柱子周圍建立護(hù)欄以保護(hù)鋼柱，保障建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。針對(duì)雨雪多的情況，工業(yè)廠房的屋頂需要對(duì)凹槽進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。包括房頂凹槽的傾斜角度如何選擇可以使雨雪順利從房頂下滑下來(lái)不會(huì)擠壓從而增加承重受力。以及房頂?shù)慕ㄖ牧系目箖龊Ψ篱_裂性能的評(píng)估。

2.3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

（1）荷載量要準(zhǔn)確

施工前的荷載程度調(diào)查是鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過程的首要先決條件，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)材料多樣性和結(jié)構(gòu)本身的多變性使得不同鋼結(jié)構(gòu)的支撐力負(fù)載力都有一定差距。合理的鋼結(jié)構(gòu)選擇能夠最大程度的節(jié)約成本，或提高工業(yè)廠房的使用年限。

（2）設(shè)計(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)

合理的建筑結(jié)構(gòu)是建筑廠房中鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用的關(guān)鍵。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高，延展性好以及重量輕經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際建造過程中，其實(shí)比不上鋼筋混凝土的穩(wěn)定性。所以合理的建筑結(jié)構(gòu)是保證工業(yè)廠房穩(wěn)定性的關(guān)鍵。首先是廠房結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)當(dāng)與廠房的具體規(guī)模相結(jié)合，可以適當(dāng)?shù)氖褂弥误w系與鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的手法，確保廠房總體框架的穩(wěn)定性。梁的設(shè)計(jì)，需要考慮鋪板與梁的關(guān)系，讓兩者之間形成穩(wěn)定的支撐，同時(shí)也要注意梁的荷載程度，需要荷載較高質(zhì)量的梁需要加強(qiáng)鋼材的強(qiáng)度，梁的承重力不是特別大，選用輕質(zhì)的鋼材可以更好地提高穩(wěn)定性。柱的設(shè)計(jì)，柱與柱之間的距離和相互承重需要被嚴(yán)格的計(jì)算好。注意柱子的固定與連接，底腳連接尤其要被重視，因?yàn)榈啄_固定以及荷載力是整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵，讓柱子承擔(dān)受力桿的作用。

（3）連接點(diǎn)處理

連接點(diǎn)設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用焊接處理連接頭。需要注意連接裝置的選擇以及焊接的效果。焊接過程需要嚴(yán)格把控，防止鋼結(jié)構(gòu)開裂或者斷層。預(yù)熱焊接后熱等環(huán)節(jié)盡量一氣呵成，避免出現(xiàn)焊瘤和漏洞。對(duì)于焊接的技術(shù)要求也有一定的要求，需要用一級(jí)二級(jí)焊接的部分都是鋼結(jié)構(gòu)建造的關(guān)鍵點(diǎn)，不能疏忽遺漏。連接接頭的質(zhì)量也需要格外注意，對(duì)口的角度以及坡口的質(zhì)量等都是需要重視的部分。只有鋼結(jié)構(gòu)連接處理穩(wěn)妥才能保障整個(gè)工程的安全性。

（4）防火設(shè)計(jì)

工業(yè)廠房中很多工業(yè)活動(dòng)都處于高溫干燥的環(huán)境下，所以比較容易引起火災(zāi)。而鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能較好，發(fā)生火災(zāi)容易通過導(dǎo)熱造成火勢(shì)蔓延。所以在工業(yè)廠房進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建造要格外注意防火設(shè)置。鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火設(shè)計(jì)主要有防火層和防火區(qū)兩部分。防火層是指在鋼結(jié)構(gòu)表面鋪設(shè)防火涂層?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)材料表面涂層種類豐富，很多新興的防火材料防火性能好，成本低。防火涂層的粉刷能最大限度的保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。此外鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要合理劃分防火區(qū)，利用梁、柱、墻三者的關(guān)系，劃分防火區(qū)。

（5）防腐設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)是一種比較容易被腐蝕的材料。除了空氣和水汽的腐蝕外，在工業(yè)廠房完工后，很多化學(xué)原料也有可能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕效果，所以鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計(jì)需要格外重視。鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防腐設(shè)計(jì)可以用防腐防銹涂料進(jìn)行粉刷，防腐涂層要有致密隔絕水汽的特性，針對(duì)特殊的工業(yè)廠房，還需要對(duì)防腐涂層的抗化學(xué)氧化性進(jìn)行檢驗(yàn)。防腐涂層鋪設(shè)完成后，不能像其他涂層一樣長(zhǎng)時(shí)間不加以管制。防腐涂層的目的是防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕，責(zé)任重大，所以在工業(yè)廠房使用過程中還需要注意對(duì)防腐涂層的定期維護(hù)和檢驗(yàn)。

（6）抗震能力

鋼結(jié)構(gòu)本身的抗震性很好，延展性高，在地震中其實(shí)不容易發(fā)生斷裂情況，但是由于鋼結(jié)構(gòu)是通過焊接鉸接等方式連接起來(lái)的，在地震發(fā)生時(shí)各部分的銜接容易出現(xiàn)斷層。所以需要提高建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性。地震發(fā)生時(shí)主要是從水平方向和垂直方向兩個(gè)角度施加力。所以對(duì)于廠房建設(shè)過程中的鋼結(jié)構(gòu)布置中需要注意鋼結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)地震情況下所能承受力的大小。需要加柱子的頂部腳部固定連接，此外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中盡量遵循簡(jiǎn)單規(guī)整的原則，從結(jié)構(gòu)布置與穩(wěn)定上提高鋼結(jié)構(gòu)的抗震性。

（7）保溫隔熱設(shè)計(jì)

由于鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性比較好，而且工業(yè)廠房中工作作業(yè)容易出現(xiàn)高溫環(huán)境，所以鋼結(jié)構(gòu)的保溫隔熱要做好。因?yàn)楦邷丨h(huán)境可能會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的變形，并且嚴(yán)重的情況下還可能引起火災(zāi)。對(duì)于保溫隔熱設(shè)計(jì)與防火設(shè)計(jì)不盡相同。需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)做好相應(yīng)的防火隔熱涂層。并且在建造過程中要注意合理的劃分溫度區(qū)段長(zhǎng)度，溫度區(qū)段的劃分主要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的變形裂縫間距，方便在高溫情況下鋼結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)重產(chǎn)生建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的現(xiàn)象的發(fā)生。

（8）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的堆放要合理

由于鋼結(jié)構(gòu)的種類多，數(shù)量大，在施工過程中容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)部件的混亂。所以在鋼結(jié)構(gòu)施工中需要注意各結(jié)構(gòu)構(gòu)件分門別類擺放整齊，方便施工過程中進(jìn)行尋找，便于施工。

3、結(jié)束語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)過程中的運(yùn)用具有先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。相比于傳統(tǒng)形式的工業(yè)廠房建設(shè)，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房建設(shè)中的作用更加靈活且穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)本身的自重輕、靈活性強(qiáng)并且屬于環(huán)保型材料，是一種很好的建筑材料。工業(yè)廠房建設(shè)過程中鋼結(jié)構(gòu)方便運(yùn)輸、施工速度快，能夠更快的使工業(yè)廠房建設(shè)完畢投入使用。需要注意的是，雖然鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房建設(shè)中效果顯著，但是不同種類的工業(yè)廠房需要搭配不同種類的鋼結(jié)構(gòu)材料以及設(shè)計(jì)方案才能進(jìn)行合理的穩(wěn)定的建設(shè)施工。

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