工业厂房钢结构设计的现状及改进措施

李久宇

【摘 要】 各个行业随着国民经济不断地发展也不断得到发展。而在建筑行业中，钢结构的广泛应用，在焊接和构建的过程中，会经常出现一些质量隐患和问题，从而会出现安全问题。本文通过在工业厂房的钢结构设计过程中，出现的问题进行分析，并提出一些措施，期望能更完美的使工业厂房钢结构更加的稳固，更加的安全可靠。

【关键词】 工业厂房；钢结构安装；装卸技术

引言：

在建筑行业当中，钢结构厂房属于绿色环保厂房，随着我国工业生产的发展，钢结构厂房的应用前景十分广阔。当前，钢结构已经实现了批量生产，所以其施工工艺比较简单，可直接焊接、组装。在本文中，笔者结合自身的工作实际和理论知识，从钢结构厂房设计的优势、特点出发，分析了钢结构厂房的设计现状及优化措施。

一、钢结构工业厂房的简要论述

（一）钢结构工业厂房的设计原则

在对钢结构工业厂房进行设计工作时，我们必须要充分的考虑到工程项目的自身特点和实际情况，利一学的选择施工材料、构造措施以及结构的力一案，从而保证钢结构的构件在运输、使用以及安装过程中的刚度、强度以及稳定性都是符合相应的质量要求的，同时也满足防腐蚀和防火规范中的具体要求，为了尽可能的减少制作和安装的工作量，建议选择标准化的通用构件。在钢结构的设计文件中，对于建筑结构的钢号、连接材料的型号以及设计使用年限等内容，都应清楚的标明，同时文件中还应清楚的写明端而刨平顶紧部位、焊缝质量等级以及焊缝的形式等施工要求。

（二）钢结构工业厂房的优点

与传统厂房的对比，钢结构工业厂房具有如下几个方面的优点：首先，在厂房的建设时间方面，传统建筑材料的厂房可能需要一年左右，而采用钢结构材料，就可以大大缩短厂房的建设时间。其主要部件都是在铸造车间完成的，在厂房建设时，把钢结构部件按照设计好的模型组装好就行了。其次，钢结构工业厂房在自身重量方面较轻，一般情况下只是传统建筑物厂房质量的70%。较轻的自身重量，减轻了对地基的压力，基于这一优势，在地质结构不稳定或容易发生地质灾害的地方，使用这种结构的厂房具有很好的经济效益，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；第三，这种厂房对环境资源造成的压力较小，在钢结构的生产！制造过程中，产生的污染物较少，而在厂房的组装环节，基本上属于绿色安装，对环境产生的危害微乎其微。从这一点上来说，达到了绿色建筑的相关要求，这些钢结构材料，在其使用寿命期限内，可以循环使用，节约资源，降低整体施工成本。

二、工业厂房钢结构设计要点

（一）设计质量

一般情况下，设计质量最重要的就是图纸的准确性和连接上的合理性。目前，很多设计单位在设计上采取了Xsteel三维详图设计软件技术，在很大的程度上提高了设计的准确性。为了避免构件之间的相互碰撞，为了避免节点连接不合理的弊端，通过那些三维模型，使我们能够对各个构件之间的空间和连接关系，进行准确的检查和确认。同时，在一定程度上，在施工方面，也为刚架构工程提供了最有利的保证。但是由于设计单位对现场的安装程序不能够完全的了解，在加上连接点也具有可操作性，因此，施工单位在优化节点和连接等方面，要和设计单位进行适时的沟通交流，才能确保工程的顺利安装。

（二）立面的优化设计

从建筑表现方面来讲，钢结构厂房有四个特征，也就是线条、规模、变化和色彩。所以，在设计钢结构厂房时，需要充分发挥色彩压型钢板的表现力，从而有效克服传统混凝土钢筋厂房色彩不足的缺点。而从工艺角度来讲，钢结构厂房由于受到的限制比较少，所以体型变化比较多样。而对于节点的处理，由于处理的工作量比较大，所以工程的造价会比较高。因此，在钢结构厂房设计中，必须最大程度上发挥跳跃性色彩的表现张力，有效利用冷色调等，尤其是注意关健出口、外天沟等的设计，完善钢结构厂房的立面设计。

（三）支撑结构的优化设计

钢结构厂房支撑结构的布里，需要综合考虑厂房、设备、柱网设里、结构形式、和高度等因素。一般情況下，不需要考虑结构的攘条，而把裸条设里在垂直的支撑上。而对于无棋结构而言，则需要连接屋架和及面，实现上弦支撑的目的。但是在设计钢结构厂房时，由于受到技术条件限制，需要考虑安装要求，把上弦横向支撑系统设置在屋架上弦部分、天窗架上弦部分。同时，如果钢结构房屋屋架间距大于12m，或者设有振动设备和桥式吊车时，则需要设置纵向水平支撑系统。

（四）钢结构厂房温度伸缩缝设计

一般而言，温度作为影响钢结构厂房使用性能的关键因素，在其变形中发挥着重要的作用。通常状况下，温度变化引起结构变形，出现温度应力，而温度应力的变化直接关系着结构柱子的刚度与吊车轨顶的标高。当厂房的平面设计尺度较大时，为了将温度应力维持在合理的范围内，必须要在结构横向方向或者结构纵向方向进行温度缝的设置。将其分成诸多结构单元，执行相关的钢结构设计标准。就温度伸缩缝来讲，一般要进行双柱处理或者单柱处理，而结构纵向的温度伸缩缝必须要在屋架支座方位设定滚动支座。在擦条与框架梁相交接地带，钢结构横向方位的温度伸缩缝要充分运用槽钢夹板滑动方法以及椭圆孔滑动方法来进行。

（五）图纸的审查设计

在项目的设计阶段当认真审查图纸，了解设计单位专业设计人员的设计意图和思维方法，这样才能和设计进行沟通，而不是蛮不讲理的坚持己见，以用户的身份要求设计作出修改和让步，毕竟我们考虑的是使用问题，而设计人员考虑的是技术和规范方面的问题。在勾通过程中应阐述我司的需求及现有设施的使用情况，设计方才可根据我方要求在技术上进行完善，其结果可能不是我们心中铆定的，但可能是最适合要求的。同时应收集生产一线同志对当前基础设施使用情况，了解哪种形式的技术适合我司当前生产技术及生产方法。

（六）防腐设计方面

优化工业厂房钢结构设计，需要改进防腐设计。在工业厂房钢结构设计，设计人员必须重视其腐蚀问题，要求具体问题具体分析，采取科学的实际方案和解决措施，不断增强厂房结构的安全性能。目前，大多数企业采用防锈防腐涂料，使其覆盖在钢结构材料的外面，从而保护工业厂房的钢结构。由于该涂层有致密疏水性强、附着力好、电阻大等许多优点，能够有效地屏蔽水蒸气、氧气和氯离子的侵蚀，从而起到了良好的防腐作用。

（七）抗震设计方面

优化工业厂房钢结构设计，需要改进抗震设计。在地震多发的中国，建筑结构的抗震设计决不可忽视，即钢结构厂房只有具备了较强的抗震能力，才能为工业厂房的安全提供保障。因此，在工业厂房钢结构设计中，钢结构设计需要简洁、匀称、规正；要选择合适的连接方式，进一步提升屋架与屋面板、屋架与柱子之间连接的可靠性，防止节点破坏现象；同时还要选用合理的支撑形式，以便应用行之有效的减震措施；最后还必须加强柱与墙的拉结情况，尽量调整高宽的比例，减震方式要切实可行。

（八）钢结构与工艺的协调性设计

钢结构的工业厂房是为生产企业提供生产的重要地点，是生产中必不可少的重要部分。很多工业厂房的钢结构设计质量相对较差，主要体现在钢支架的分布不合理、墙体的规格参数不满足标准要求等。钢结构的厂房包括很多方面，设计者需要根据企业的使用需求来进行合理的结构选择，对于一些相对较大的结构需要采用合理的网架结构从而能够更好的减少建筑整体的压力。另外，在结构的选择上也可以通过使用不同的材料来实现支撑结构，这也是降低厂房压力的重要措施。如无缝钢管有着很好的空截面，在进行输送流体时可用作管道；钢管和卿钢等相比，强度相对较弱，但是其质量相对较低，稳定性相对较好。所以，设计者在设计过程中，首先要考虑设计的工艺需求。对于整体的结构设计，在方案选择中就要广泛的选择，同时多了解工艺的布置，明确工艺使用的具体条件，从而能够减少施工中出现的不必要的问题。

（九）加强沉降观测问题

针对公司局部区域地基沉降等问题，如管廊架的沉降，我们做好沉降观测只是其中的一方面工作，但这只起到预警和后期参考的作用，若要解决这个危险源，须从两方面考虑，一是考虑此段的管道改向，新建部分管廊并替换此段沉降管廊。二是计划性停产修复，对基礎进行加固处理，并对管道抬升恢复原标高。当然这两种方式只是个人想法，可能还有更合理的其它方案，但是尽早处理，以计划性的停产应对事故性停产的思路应该不会错。

三、结束语

总体来说，钢结构工业厂房在实际工业生产过程中的应用正在日益扩大，随着其技术的不断成熟，这种厂房的优势正在日益显现出来。在资源环境压力日益增大的今天，这种钢结构的绿色建筑厂房更符合社会经济发展规律的要求。

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