探析工业厂房结构设计中钢结构设计的应用

■俞智钦 ■江西 景德镇 333000

工业厂房的建设是工业生产和管理的重要内容，也是保障工业生产活动和工厂人员生活休息的重要场所。工业厂房设计的合理性和科学性是当前工业厂房设计建设的重要要求，其中结构材料的稳固性和耐久性是保障厂房安全合理的重要条件，钢结构作为当前最经济实用的厂房建筑材料，被广泛应用于生产车间、员工生活场所的建设。

1 钢结构的应用优势

钢结构的应用优势，具体表现在：①钢结构自重轻，布置灵活。相比其它建筑材料，钢结构在同等跨度和负载情况下，自重较轻(约为钢筋混凝土屋架的1/3左右)，且便于运输和吊装。钢结构的最大跨度可达48m左右，且在梁高相同的前提下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大55%左右，布置更为灵活，能够满足厂房建筑设计的大跨度要求。②钢结构拆、装简便，工期短。钢结构机械化生产程度较高，梁、屋架、柱等可由专业化金属构件厂生产，质量安全、可靠。在现场组装时，只需根据设计要求安装相关的螺栓和紧固件，为房产施工节约了大量人力、物力投入，同时也缩短了工期。

2 工业厂房的钢结构设计

2．1 防火设计方面

相比混凝土结构，钢结构更容易受温度变化影响，防火能力较差。因此，要加强对钢结构隔热和防火设计的重视，确保工业厂房的安全性和可靠性，保证工业生产的稳定进行。相关设计人员应对工业厂房的火灾危险性类别进行明确区分和定义，确定厂房的防火等级。同时，还要严格按照相关规范和防火要求，使用达到防火等级的钢构件，最大限度避免火灾对钢结构的毁灭性影响。当前，为提高钢构件的耐火极限，通常以钢结构表面涂覆防火涂料的方式，确保钢结构厂房的防火等级。除此之外，设计人员还要多角度、全方位分析，做好相应的预防工作，比如合理设计疏散楼梯和安全出口，以便厂房发生火灾时对人员的紧急疏散，将火灾事故损失降到最低。

2．2 防腐设计方面

钢结构的自身性质决定了其在大气中容易被氧化，发生腐蚀，潮湿的环境使其氧化加剧，钢结构腐蚀更明显、更严重。钢结构腐蚀使得构件截面缩小，表层局部产生锈坑，受力时出现应力集中现象，使得钢结构的寿命明显缩短。设计人员要结合工业厂房的具体环境，制定出合理的方案和应对措施，最大限度防止钢结构腐蚀情况的发生。当前，我国钢结构防腐蚀主要通过在钢结构材料外面覆盖防锈防腐涂料来完成，将氧气、水蒸气、氯离子等腐蚀因子与钢结构相隔离，从而实现对钢结构的有效保护。在进行防腐材料涂刷时，要针对不同部位的防锈防腐要求，改变涂料的厚度。

2．3 抗震设计方面

抗震设计是工业厂房钢结构设计的重要环节，尤其是在地震多发的地带，必须加强钢结构的防震设计，切实提高钢结构厂房的抗震能力，使厂房具备较高的抗震性和安全性。设计时，钢结构的布置应均匀对称，结构传力应明确有效，以减少震动对厂房的破坏。同时，应选择科学合理的连接方式，确保屋架与屋面板，屋架与柱子之间的连接可靠，避免节点破坏。此外，还应加强柱与墙的拉结，通过适当的高宽比调整及减震方式，最大限度提高厂房的抗震能力。

3 工业厂房钢结构施工时要注意的问题与措施

3．1 地脚螺栓的埋设

地脚螺栓的稳定与否关乎到钢结构工业厂房的稳定性，它的精确度与否关系到钢结构定位，因此在进行施工的过程中，应该注意做好地脚螺栓工作，将轴线位控制在两毫米左右，标高为五毫米左右。在施工时，可以将平面控制网的轴线投测到柱基础面上，全部闭合，保证螺栓的精度。

3．2 吊车梁系统的安装

进行吊车梁系统的安装时，要按照规范，从柱间的支撑跨进行安装，可以在柱间支撑安装连接后构成稳定的空间钢度单元，在对端部截面的吊车梁底部安装时可以调整垫板。当进行制动板和吊车梁的连接时，可以先进行吹拧，然后铺整。

3．3 构件的堆放

进行钢结构工厂厂房的建设时，需要的构件很多，占用的空间较大，如果不合理地堆放，就阻碍构件的安装使用和施工的正常进行，甚至出现安全问题。可以将急需安装的构件照需要吊装的顺序进行直接堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，进行存放的时候应该进行专人的管理，并且做好供货清单的记录。

4 工业厂房钢结构施工时保障施工质量的措施

4．1 高强螺栓的安装

高强螺栓的安装包括两个步骤：首先，构件初始就位时先用临时普通螺栓固定;校正之后，再将普通螺栓替换成高强螺栓，最终拧紧。在工业厂房中，钢结构件间的连接绝大部分是通过高强螺栓实现的，由此可见高强螺栓的安装在钢结构施工中的重要性。

对于高强螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事项：①高强螺栓日常的管理要保证连接板接触面的平整。若接触面不平整时，可以根据接触面间间隙的大小酌情处理。例如，间隙小于1．0mm可不处理;大于3．0mm时，要加垫板，并对垫板两面进行喷砂处理，使安装的摩擦面处于干燥状态，以满足摩擦系数的要求。应根据厂房中使用的位置，领取相应规格、数量的高强螺栓，尽量避免当天高强螺栓的剩余，若有剩余，要将高强螺栓放在包装箱内。②高强螺栓在安装时，要轻装、轻卸，利用光头撬棍及冲钉对正上下(或前后)连接板的螺孔，使螺栓自由进入，不能将螺栓强行穿入，否则会损坏螺纹以及改变扭矩系数。

4．2 钢结构的安装校正

在立柱、 梁安装完成后，要及时进行安装校正。进行钢结构的安装校正时，要考虑到风力、地形、日照等多种因素。在钢结构中，每完成一个构件的安装后，就要进行校正。若检查出现问题后，要采用千斤顶进行校正，校正完成后，要及时进行加固。

4．3 安装过程中的焊接工艺

工业厂房钢结构中需要进行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接环境条件复杂，焊接的质量难以保证。为了确保钢结构的焊接质量，要由相关技术人员严格按照焊接工艺进行焊接，以达到接焊缝的设计要求。根据焊接的相关规定，立柱、屋架、梁等要采用一、二级焊缝，不能有咬变、缺口、裂纹、焊瘤等缺陷。在焊接完成后，要对焊缝进行一级行无损检测。

5 结语

工业的发展离不开工业厂房的建设，高质量的工业厂房建设对生产的安全性和稳定性，以及工人的生活质量都有重要的促进作用。钢结构设计以其良好的稳定性和灵活性，成为当前厂房设计中主要的设计方式。在进行钢结构设计时，要综合考虑设计和施工过程中的遵循的原则和注意的问题，以便保证厂房建设的顺利进行，促进厂房建设质量的有效提高。

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［2］罗辉．钢结构工业厂房设计分析［J］．电子制作，2015(3)：260．

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