工业厂房钢结构设计探讨

文/聂文雅　山东省轻工业设计院　山东济南　250014

建筑设计Architectural Design

工业厂房钢结构设计探讨

文/聂文雅山东省轻工业设计院山东济南250014

随着经济的发展，越来越多的工业厂房采用钢结构的设计，钢结构具有强度高、自重轻、施工工期短、制作方便、节能环保等优点。但在设计中存在的不足绝不容忽视，我们要对其不断的改进，优化原有方案，更新原有的工业技术，提升厂房的安全性。

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在如今看来，钢结构的厂房将是大势所趋，虽然它有着其他结构形式所不具有的显著优势，但钢结构的自身问题决不能忽视。在钢结构的设计中，我们要如何去确保厂房钢结构的安全性，这将是工业厂房面临的主要难题。

1、工业厂房钢结构简述

在对钢结构工业厂房进行设计的时候，为了确保将设计工作做得更好，整个设计过程需要严格地根据钢结构工业厂房的实际情况来进行，切不可仅仅只根据以往的经验来进行设计，以免出现设计与实际相差甚多的情况出现。在对工业厂房进行结构设计的时候，往往有以下几种结构形式：第一种结构形式是砌体结构，第二种结构形式是钢筋混凝土结构，还有一种结构形式就是钢结构。在这些结构形式中，钢结构由于具有自重轻、施工方便、节能环保等优点被广泛地应用于工业厂房的设计之中。在做好了工业厂房钢结构的设计工作之后，为了确保工业厂房的建设具有更高的质量，还需要确保所使用到的施工材料符合相应的规定标准，并且保证整个安装过程的顺利和完整，从而在尽可能减少工作量的同时，保证工业厂房钢结构的建设质量。

与其它结构类型的工业厂房相比，钢结构工业厂房的优点主要在于以下几个方面：第一，自动较轻，这就使得了与其它的结构体系相比，钢结构工业厂房的施工经济效益明显；第二，在使用钢结构进行工业厂房的建设时，由于钢结构构件已经是按照相应的要求生产好的，只要将其进行相应的拼装即可完成钢结构厂房的施工，因此整个施工过程非常的简便，从而保证其存在着施工方便、快捷的优点。第三，还具有相应的环保功能。在使用钢结构进行工业厂房的建设时，钢结构虽然自身结构精巧，但是能够确保工业厂房具有较大的空间和跨度，并且建筑质量轻，强度极高，与此同时，当工业厂房需要进行拆迁的时候，钢结构非常容易拆卸，并且所拆卸的钢结构能够得到反复的利用，这样既避免了建筑材料的大量浪费，同时也有效的保证了生态环境不会受到钢筋混凝土等施工材料的污染。

2、 工业厂房钢结构设计的不足之处

2.1钢结构的防火性

虽然钢结构在工业厂房中的应用具有很多的优势，但是其中也有一定的不足。那就是钢结构的防火性能较差，当周边的温度到100°C 以后，钢结构的强度就会下降，温度如果持续增加的话，钢结构的强度也会慢慢降低，几乎达到0度，这时候就会出现钢结构坍塌的情况。

在钢结构设计过程中，我们要先选用合适的钢结构，就是提升钢结构的耐高温功能，使之能提升到一定的范围，防止钢结构在遇到高温时遇到坍塌的情况。最常见的防火设计就是在钢材料上涂一层防火材料，让钢材料处于高温时能受到一定的保护，来最大程度的提高其防火性能。

2.2钢结构的通风性

钢结构的工业厂房更为封闭，不利于空气的流通，这也是在工业厂房钢结构设计中要注意的地方。应根据厂房的选址先来确定空气的流通方向，然后在厂房设置天窗和排风扇，让空气的流通贯穿整个厂房，特别注意的是在铸造等高温下的工作间更应注重厂房的通风险，我们要综合分析钢构厂房安装可靠的通风装置，来提高钢结构厂房的性能。

2.3钢结构的抗震性

抗震性是工业厂房钢结构设计的重点，在面临不可抗力因素时，这将至关重要。在设计时，要考虑钢结构的分布问题，使承重力分布均匀，让其在受压时抗压能力增加，并且在钢结构的连接处要重点处理，使整个框架更加牢固，避免节点破坏，提升厂房的安全性。

3、工业厂房钢结构设计的改进

3.1关于保温隔热以及防火设计钢材

3.1.1采用防火能力强的构件

目前，提高钢结构的防火性能主要是在钢材料表面涂上防火涂料，近来，开始采用防火板做为钢结构的外包层，防火板材由工厂加工，表面平整，性能好，占用空间少，综合造价低等优势。在高温下还能保持一定的强度和尺寸稳定，不易产生较大的伸缩变形，受火是不易炸裂，不产生裂纹，具有优异的隔热性。钢材料用防火板认为两类，一类是密度大，强度高的薄板；一类是密度较小的厚板。能高效施工，节省空间。

3.1.2采用有利于防火的结构形式

可采用钢筋加混凝土的形式，使之更加坚固，可以在模板等处采用这种形式，增强钢材料的防火功能。钢混结构更应在楼梯等安全隐患过多的地方使用，增强厂房的安全性。

3.2钢结构工业厂房抗震性能设计工作的重点

抗震性能是钢结构工业厂房设计的重点，构造的刚度分布要平均，不然会对抗震工作造成不利的影响。我们需要通过科学的构造，来全方位的保障其合理性。

3.3要适当的设置温度伸缩缝

钢结构厂房相较于其他厂房对温度更加敏感，温度也成了制约因数，当温度过高时，钢结构的状态会发生一定的变化，当厂房空余面积足够大时，需要设置温度伸缩缝，为钢结构变形时留有足够的空间，这样能延长钢结构的使用寿命，更能确保钢结构厂房的安全性。

3.4做好防腐设计

关于钢材料还有更大的隐患，时间越久，钢材料与空气中水分子接触时间越长，容易出现腐化状态，即生锈，这样会导致钢材料表皮脱落，硬度降低，为了防腐，我们要在钢材料表面涂上防锈防腐涂料，隔断钢材料与空气的接触，从而有效的保护钢材料，并且要针对不同部位，增加涂料的厚度。

结语：

我们要在原有的设计方案中寻找突破口，才能在激烈的市场竞争中处于优势地位。关于工业厂房的钢结构设计问题获得了许多施工单位的关注，我们要综合考虑设计和施工过程中的问题，以保证厂房的顺利进行。

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［3］张一舟，陈宏.钢结构厂房屋面结构设计探讨［J］.中国钢结构协会，2014，（08）.