馮迪

摘要：本文概述了鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，分析了鋼結(jié)構(gòu)在廠房結(jié)構(gòu)設計中應用優(yōu)勢，同時結(jié)合實際工程案例，對工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計中鋼結(jié)構(gòu)設計的要點進行了詳細分析與探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房;結(jié)構(gòu)設計;鋼結(jié)構(gòu)設計

1前言

在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計中應用鋼結(jié)構(gòu)形式，能全面提升廠房施工實用性、功能性，降低廠房施工成本，提升廠房使用壽命。鋼結(jié)構(gòu)在設計過程中要分析多項影響要素，整合施工作業(yè)各項要求，在滿足經(jīng)濟性的要求下，保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性。

2鋼結(jié)構(gòu)的概述

鋼結(jié)構(gòu)總的來說，主要分為重鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)兩大結(jié)構(gòu)。重鋼主要應用于各大型的起重機上，其需要承受很大的荷載;輕鋼主要應用于門式剛架、具有一些輕型的墻面結(jié)構(gòu)上，一些承重量比較輕的建筑上，其相對于重鋼所能承受的重量要小的多。

在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)中，對鋼結(jié)構(gòu)各個施工連接部分進行合理設計，使其取得較為顯著的經(jīng)濟效益和質(zhì)量效益。鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房與混凝土結(jié)構(gòu)設計相比，能全面降低設計難度，提升廠房施工效率。鋼結(jié)構(gòu)設計應用經(jīng)濟性較為突出，在結(jié)構(gòu)拼裝過程中能節(jié)約較多的施工原材料，施工經(jīng)濟性較佳。這些是目前鋼結(jié)構(gòu)大范圍應用的重要因素。工業(yè)廠房應用鋼結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中可以設置較大的空間，可以滿足不同的工藝要求，保證上部空間得到合理應用，進而對工藝設備進行有效控制，節(jié)約更多項目建設成本。鋼結(jié)構(gòu)屬于利用率較高的建筑材料，在使用過程中能多次應用，其安裝操作需要的人力、物力較少，拆除的鋼構(gòu)件能直接回收應用，循環(huán)價值較高、環(huán)保性較強。

在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計過程中，鋼結(jié)構(gòu)空間利用效率較高，在搭接過程中空間占用率較低，在設計中可變性較強。其空間構(gòu)件具有多樣化特征，對提升廠房后期建設空間利用率具有重要意義。在工業(yè)廠房建設中，鋼結(jié)構(gòu)應用也存在一些問題。例如鋼結(jié)構(gòu)材料防火性與耐腐蝕性有待提升，在廠房結(jié)構(gòu)設計過程中要加強此方面的設計，全面提升鋼結(jié)構(gòu)應用價值，強化結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性。

3鋼結(jié)構(gòu)在廠房結(jié)構(gòu)設計中應用優(yōu)勢

3.1大開間結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)科學應用在廠房設計中的關(guān)鍵優(yōu)勢是能夠形成較大的開間，實際表現(xiàn)為：第一，相較于其它材料，表現(xiàn)出較強的靈活性，同時十分輕。與類似材料相比，運輸與吊裝操作更為便捷。通常狀況下，最大跨度絕不能達到50cm，同時相當于1/3 屋架重量，在梁高普遍相同的前提下，鋼結(jié)構(gòu)明顯超過混凝土自身的開間，因此可以更為靈活的安置，徹底達到設計要求的大跨度特點。第二，便捷安裝與拆卸結(jié)構(gòu)節(jié)省了操作工期。實際安裝操作中，形成極高的機械化生產(chǎn)水平，具有一定專業(yè)化水平的構(gòu)件廠家生產(chǎn)相關(guān)材料，保證材料質(zhì)量。另外，現(xiàn)場操作時，負責相關(guān)的人員還必須不斷投入人力和物力，不斷提升操作水平。

3.2重量較輕

建設操作中，重量相對偏輕，最大程度降低地基承載力。同時結(jié)構(gòu)系統(tǒng)逐步提高了抗震能力，簡化了操作流程，冷彎薄壁的特殊結(jié)構(gòu)普遍應用在操作中，一定程度提升了防腐水平，增加了項目的應用時間。

3.3提升操作效率

具體設計中，生產(chǎn)商在制造零部件時，憑借極高的強度與機械化制造材料，獲得良好的質(zhì)量與準確性。同時，有關(guān)人員還要向工地運輸零部件，工地組裝操作結(jié)構(gòu)時，采取螺栓硅有關(guān)的零部件實施緊固，選擇合理的方式，不但減少了操作時間，還對繁瑣的操作流程進行簡化，逐步提升了建筑水平。

3.4抗震特點

結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較高的塑性與韌性，因此，可以有效預防地震災害，水平相對較高的抗震特點可以最大程度降低破壞。對于動力荷載來講，結(jié)構(gòu)質(zhì)量相對極高，通常可以有效抵抗達到八級的地震，大規(guī)模應用在頻繁發(fā)生地震的區(qū)域。

4工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計中的鋼結(jié)構(gòu)設計的要點

4.1工程概況

某機械施工集團有限公司鋼構(gòu)生產(chǎn)車間廠房，其建筑面積是15288m2，長度196m，寬度78m，廠房結(jié)構(gòu)采用門式鋼架體系（24m+30m+24m），柱距7.5m，建筑檐口高度為12.4m。廠房車間內(nèi)設吊車：24m 跨5t梁式吊車4臺，16t梁式吊車1臺，30m 跨10t 梁式吊車3臺，20t 梁式吊車1臺。依據(jù)廠房設計要求，結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境，采用3D設計軟件進行鋼架設計。

4.2鋼結(jié)構(gòu)設計的要點

（1）防火設計。在工業(yè)廠房設計中，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比，容易受到溫度變化影響，防火性能不強，因此需強化鋼結(jié)構(gòu)的防火隔熱設計。在具體設計過程中，設計人員要對廠房火災類型進行合理劃分，制定防火等級，避免火災隱患對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，強化防火性能。在設計階段，為了保障結(jié)構(gòu)耐火性能得到有效提升，可以在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷相應的防火涂料。設計人員要優(yōu)化火災預防控制操作，對設計質(zhì)量進行有效控制，比如對火災逃離出口進行合理布置，能夠及時疏散人員，降低火災事故發(fā)生概率。

（2）防腐設計。長時間使用，鋼結(jié)構(gòu)會受到大氣環(huán)境的影響，從而受到不同程度腐蝕與氧化作用。當工業(yè)廠房環(huán)境濕度較大時，會加速其氧化反應，導致鋼結(jié)構(gòu)腐蝕性更加明顯。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕之后，構(gòu)件截面會變小，局部會出現(xiàn)不同程度的銹跡，導致鋼結(jié)構(gòu)主要受力位置應力集中，對結(jié)構(gòu)應用性能影響較大。在設計過程中，設計人員要對廠房環(huán)境影響要素進行分析，制定合理的防腐設計方案，提升結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性。需要為鋼結(jié)構(gòu)涂刷相應的防腐涂料，保障外部環(huán)境中的腐蝕因素與結(jié)構(gòu)不會直接接觸，對結(jié)構(gòu)起到有效保護作用。

（3）抗震設計。工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計中，抗震設計至關(guān)重要。如果廠房建設區(qū)域處于地震頻發(fā)帶，一定要做好防震設計，提升廠房抗震性，保障廠房結(jié)構(gòu)安全性。在設計過程中，要對鋼結(jié)構(gòu)體型進行合理布置，提升結(jié)構(gòu)傳力性能，從而提高結(jié)構(gòu)抗震性能。鋼結(jié)構(gòu)廠房屋架與鋼柱、屋面板與屋架連接牢固，節(jié)點處理合理，避免結(jié)構(gòu)節(jié)點連接問題導致事故的發(fā)生。對柱體與墻體高寬比進行調(diào)控，應用最佳的減震方式，提升工業(yè)廠房抗震性能。

（4）荷載設計與鋼結(jié)構(gòu)廠房工藝設計。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設計過程中，做好荷載設計極其重要。強化荷載設計能為后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)設計提供有利條件，進而提升鋼結(jié)構(gòu)設計的穩(wěn)定性。工業(yè)廠房能為工業(yè)生產(chǎn)活動提供相應場所，確保生產(chǎn)活動有序進行。鋼結(jié)構(gòu)廠房要和各個生產(chǎn)模塊有效協(xié)調(diào)，墻體厚度和高度要能適應工藝設計指標要求。在鋼結(jié)構(gòu)布置形式中，可以采用平面桁架、網(wǎng)架、門式鋼架等形式，設計階段技術(shù)人員要按照廠房建設要求進行全面考慮，選擇最佳的鋼結(jié)構(gòu)設計形式，在滿足經(jīng)濟性的要求下，保障廠房整體性能。

（5）重視鋼結(jié)構(gòu)計算。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)計算過程中，設計人員基本上都是采用結(jié)構(gòu)設計軟件進行計算，計算結(jié)果能為設計活動提供相應參數(shù)。其對不同軟件計算情況進行對比，選取最佳截面，從而對工程成本進行有效控制。選取對應的荷載值時，要結(jié)合廠房建設地區(qū)自然條件進行分析，適度補充鋼結(jié)構(gòu)荷載能力。在構(gòu)件全面設計過程中，要認識到凈截面等結(jié)構(gòu)參數(shù)對構(gòu)件的影響。在節(jié)點設計過程中，要根據(jù)結(jié)構(gòu)、環(huán)境等因素，選取合理的連接方式，這就要求設計人員對構(gòu)件的連接位置進行合理的判斷。

5結(jié)束語

總之，不斷發(fā)展的工藝時代，相應提升了建設水平。高水平的廠房一定程度推動了生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展，相應也提升了人們的生活水平。近年來已經(jīng)出現(xiàn)很多有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設計的全新工藝，加之成功研究的新材料，相應增加了應用效率。同時結(jié)構(gòu)本身表現(xiàn)出的絕對優(yōu)勢，應用在設計廠房建筑匯總，表現(xiàn)出較強的靈活性，保證建設的順利實行。

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