钢结构在工业厂房设计中的应用

柴战军

【摘 要】钢结构工业厂房因其施工速度快、自重轻、抗震性能好、环保等特点在工程中已被广泛认可，在工业厂房设计中逐渐替代了笨重的钢筋混凝土结而得到了广泛应用，本文就钢结构本身的优缺点，在工业厂房设计中的情况及结构设计中的应注意的问题进行分析。

【关键词】钢结构 工业厂房设计 应用 问题分析 解决办法

近年来，随着我国经济的腾飞，钢结构新技术、新工艺不断在我国得到推广和发展，同时高强型材等的发展，进一步推进了钢结构在建筑领域的应用。特别是轻钢结构，它具有轻质高强等特点，同时抗震性能好。工厂化的生产以及装配式的安装加快了轻钢结构的施工速度，同时这种结构外形美观、对环境没有不良影响，工程造价也具有一定的竞争力。因此在工业厂房的设计中，轻钢结构将逐渐取代笨重的钢筋混凝土结构。

一、钢结构的优良性能

1.钢结构开间大

在我国大多数工业厂房建设中，由于厂房规模较大，因此符合大跨度要求的钢结构得到了广泛应用，钢结构的最大跨度可达到四十八米，与混凝土结构相比，在保证相等梁高的前提下，钢结构的开间要比其大百分之五十，提高了布设柱网的灵活性。这种性能是钢结构可允许达到三百米的纵向温度区段长度和一百五十米的横向温度区段长度，达到了工业厂房建设提出的不舍变形缝的规定。

2.钢结构重量小

工业厂房建设中钢结构建筑与混凝土建筑相比，钢结构的质量轻是非常显著地优势，很大程度上缓解了地基的承载压力。其次，钢结构体系在一定程度上克服了混凝土防震性较低、建筑工艺复杂的缺点。冷弯薄壁钢构件体系这种轻钢结构常用于住宅结构建设，由特技防腐高强冷轧镀锌板制造的钢骨大大提高了钢板在使用或施工期间的抗锈蚀能力，对延长轻钢构件的使用寿命具有重要作用。

3.提高施工效率

有制造厂加工制作的工业厂房金属构件，高强度的机械化生产使质量、精准度得到了有力保证。钢结构构件从原生产地运输到施工现场，在组装时只需要进行螺栓的安装以及部件的紧固等较为简单的操作，提高施工效率的同时大大简化了施工程序，在保证建筑质量的基础上缩短了建设周期，有助于厂房尽早建成投产创造更大的经济效益。

4.良好的抗震性

较好的韧性与塑性是钢结构本身最大的特点，对地震能具有良好的耗散作用。即使出现偶然的局部超载也不会出现突然断裂的情况，在动力载荷方面，钢结构具有较强的适应性，由钢柱、钢梁组合而成的柔性框架，具有抵抗八级以上地震的能力，所以在地震设防烈度高以及地基承载能力弱的区域都得到广泛应用。

二、钢结构后浇带施工工艺在工業厂房中的技术问题

1.一定要注意遵循强抗放的原则

为了使相关构件的约束力能够得到全理地释放， 我国建筑工程施工部分都采用了后浇带的工艺， 设计者应该遵循强抗放的基本设计作为重要的原则， 根椐数据调查， 百分之八十的混凝土结构都会在一定程度出现开裂的现象， 因此， 在施工过程中， 如果将混凝土结构的约束力就会得到完全地释放。

2.严格按照图纸的留置原则进行设计

只有保证施工不会出现沉降， 混凝土结构设计， 设计者首先要考虑的是构件一些沉降的问题。因此，施工工艺应该按照图纸进行相关的设置，设置钢结构图纸的时候一定要遵循相关设计单位的结构然后再进行签字确认，解决沉降的办法，就是第一时间进行压力差， 然后在施工的时候将主楼加大埋深， 从而保证主楼的稳定低层部分能够采用相对较浅的十字交叉基础，然后增加土压力，使土压力可以支撑主楼。同时还需要调整时间差， 先施工工业厂房的主楼， 等主楼沉降稳定之后再进行裙房设计，保证建筑不会出现沉降的现象，同时还需要调整高度差，如果主楼高稍高，其它的就需要稍微低一些。

3.适宜的后浇带预留缝施工间距

众所周知建筑物大部分是矩形构建筑物，所以后浇带的高度与宽带，都需要施工者明白设计者的意图， 进行相应设计的严格控制， 但是并不是预留了后浇带的空间就可以一劳永逸， 后浇带的设置需要慢工出细活，一般情况下，后浇带需要保持后续施工的便捷性。

4.后浇带设置需要预留梁板的跨度

通常， 后浇带需要进行预留缝的设置，这样才能提高后浇带位置具有弹性，保证在梁板的受务钢筋处保证钢筋不会断开，如果梁板的跨度不是很大，则需要一次性配足钢筋。反过来，按照相应的规定进行断开。

5.浇捣过程中不能将模板和支柱拆除

因为这样会会导致安全隐患。后浇带需要精确地设置在梁板反弯点附近， 或者设置在中部等结构受力相对较小的部位，主要是为了避免梁板结构形成变形悬臂，如果出现梁板结构形成变形悬臂， 则需要重新设计。后浇带断面的结构形式进行加固连接处理，保证断面的牢固。后浇带断面的结构形式，需要避免留缝形式做成直型。后浇施工技术，是一个系统的工程，若是我们不注意后浇带的施工细节， 就会导致带来建筑安全隐患。无论是发达国家，还是在我国， 现代化建筑屡次发生事故的原因就是在后浇带的处理不够细致。

三、结构体系

工业厂房通常采用单层门式钢架结构，在整个结构的受力体系中，檩条、墙梁以及支撑等是作为横向受力的主结构和次结构。檩条和墙梁不仅是处于横向受力状态，同时也受到了竖向荷载的作用，并且也是作为刚架和钢架之间的连续构件。支撑体系主要是承受工业厂房纵向的水平力。在工业厂房中划分为不同的温度区段，在每个区段的端部柱间或第二柱间应设置屋盖横向支撑，而在其他位置，应每间隔40m布置一道横向支撑，这样可以有效的提高整个门式刚架轻钢结构体系的空间稳定性。

结束语

随着中国改革开放的深化， 现代建筑发展也越来越快， 越来越多的建筑高度在不断地增加，建筑安全要求越来越高，这些直接关系到人们的正常生活。因此建筑问题应该受到高度重视， 尤其是建筑设计一定要把钢结构在工业厂房的应用当作是重中之中，要充分考虑方案的可行性，我国对于建筑工程后浇带的施工要求也越来越高，在满足企业的建筑功能的基础上，同时要防止钢结构的受力隐患的出现， 保证钢结构施工质量发生。

参考文献：

【1】胡新军 新版建筑工程施工质量验收规范汇编 中国建筑工业出版社 2011.3.

【2】明采风 后浇带施工技术在建筑工程中的应用 明营科技 2012.6

【3】李娜 后浇带设计和施工浅析 科学资读 2013.5