工业厂房钢结构设计现状及改进措施

邱东东 于艳

摘要：在工业厂房中钢结构为主要的组成部分，不仅可以保证结构的稳定性，还可以凭借自身自重较轻的优势，在安全事故发生时减少现场的损失。为了保证工业厂房生产工作的顺利进行，在设计工作中，设计人员需要明确厂房钢结构设计的工作要点，解决在以往设计工作中所存在问题，突破钢结构中的局限之处，延长结构的使用寿命。本文论述了工业厂房钢结构设计现状和改进措施。

关键词：工业厂房;钢结构;设计现状;改进措施

在工业厂房钢结构设計中，机械化程度较高，加快了工业厂房的建设速度，缩短实际的施工周期，因此为了减少对后续施工所产生影响，在前期设计工作中，需要设计人员明确钢结构设计的工作要点，充分发挥钢结构本身的优势，优化当前的工作方案，并且遵循灵活性的工作原则。根据工业厂房的建设要求进行科学的布局，从而使钢结构设计水平能够得到全面的提升。

一、工业厂房钢结构的设计特点分析

在进行工业厂房钢结构设计中，设计人员需要明确钢结构的设计与特点，逐渐的改善当前的工作方案，从而使钢结构设计水平能够得到全面的提高。首先工业厂房钢结构能够提高施工的效率，制造商在制造工业厂房时所选用的钢结构部件，通过高强度和机械化生产使得钢结构构件基本刚度能够得到充分的保证，制作出来的钢结构部件要从厂家中运送到施工现场进行组装，之后再将各个部件进行固定和焊接等相关的操作，从而满足整体的建设要求。这样一来可以缩短前期的施工周期，简化施工程序。在设计方案制定时，需要根据钢结构的特点，简化不同的设计流程，考虑后续施工建设难度以及周期等等不断的补充当前的设计方案，从而使钢结构建设效果能够得到全面的提高。其次工业厂房钢结构具备重量较小的特点，在工业厂房设计中，相比传统的混凝土结构具备质量较轻的优势，在一定程度上缓解了地基所承载的压力。钢结构体系能够解决混凝土强度、抗震性能较低和工艺较为繁琐的问题，广泛利用于不同的房屋建筑中。在设计方案中根据钢结构自重较小的优势，在关键节点融入钢结构，从而减少建筑物所承载的压力，保证现场生产的顺利进行。同时也可以延长钢结构的使用寿命，满足现代化工业厂房的建设要求以及标准。最后工业厂房钢结构开间较大，大多数工业厂房规模较大，其中对大跨度的要求较高，在这一背景影响下钢结构得到广泛性的利用。钢结构最大跨度可高达45米到48米，和传统混凝土结构相比，在相同刚度的前提下，钢结构实际的开间要比混凝土大55%左右，从而使钢结构布置能够具备较强的灵活性。这一性能可以使钢结构的长度达到300米，横向区间在逐渐的扩大，充分的满足工业厂房当前的建设要求以及标准。

二、工业厂房钢结构设计中常见的问题

虽然在以往设计中融入了钢结构设计方案，但是从实际效果来看还无法满足相关的标准和要求，在当前钢结构设计中所出现的问题具有复杂性的特征，因此设计人员需要认真的分析在以往设计工作中所存在问题，优化当前的工作模式，从而使钢结构设计效果能够得到全面的提升。首先属于钢结构本身的局限之处，例如钢结构本身的防火性能较低，虽然钢结构的优良性能受到人们的广泛认可，但是钢结构的不足也受到人们的充分重视。在钢结构厂房中，由于主体结构严重缺少混凝土和钢筋混凝土所具备的隔绝性能，在工业厂房内部如果发生火灾没有充分的安全保障，会产生较为严重的损失。如果在设计中并没有融入相关的防火设计方案或者是防护措施，会导致火灾发生之后的损失在逐渐的增加，对工业厂房钢结构的使用带来较为严重的隐患。其次在后续结构设计中还存在细节性的设计不足，在实际设计中需要充分的考虑不同细节，充分的彰显出钢结构本身优势，逐渐的改善当前的设计方案。但是在实际设计是由于工业厂房环境局限之处导致工业厂房钢结构设计布局无法满足相关的标准，并且在设计工作中太过随意化，无法协调工业厂房日常生产要求，对工业厂房的建设造成了一定的影响，导致最终呈现效果和实际存在不匹配的问题，降低了工业厂房的设计水平。此外，钢结构材质较为特殊，并且长期暴露在空气中，会出现较严重的腐蚀问题，如果在设计前期并没有加强对设计中防腐设计的优化程度，会导致工程使用效果无法得到全面的提高。钢结构在投入使用之后由于内外环境的影响，出现严重的锈渍，影响工业厂房的外观。

三、工业厂房钢结构设计的优化策略

（一）抗震和耐热性的设计

在进行工业厂房钢结构设计中，需要加强对抗震性和耐热性的设计，减少安全问题的发生机理，逐渐的改善当前的设计模式，从而为钢结构后续的使用提供重要的基础。首先在抗震设计时需要做大程度保证结构质量和高度的均匀分布，在总体布局时要考虑各个受力点的均衡性，避免出现变形的问题，使结构的高度能够得到全面的提高。根据以往经验来看钢结构厂房发生破坏时，钢构件强度通常无法满足要求往往是由于杆件失稳引起的，因此在实际设计工作中，需要根据在以往设计中的不足优化当前的设计方案，为钢结构后续的使用提供重要的基础。例如可以在设计方案中适当的增加支撑系统，其中包含了横向和纵向等支撑体系等等，需要考虑钢结构的建设特点，保证结构本身的稳定性。在实际设计时还需要防止结构在地震作用时出现疲劳破坏的问题，可以在设计中利用计算机软件模拟在抗震实际各个钢结构的受力情况，科学的排布好不同的受力点，从而使钢结构设计效果能够得到全面的提高，保证其中的抗震力。

其次，在进行耐热性设计方面，需要考虑当前的防火设计要求以及标准，研究数据表明，当钢材温度高于100℃时，抗拉强度会逐渐的缩小，塑性在提高，当温度高达250℃时，抗压强度会稍微的增加，这时钢材的塑性会减小，逐渐朝着变脆的趋势而不断的发展，严重时会出现坍塌的危险因此在实际工作中需要加强对耐热性设计重视程度。例如可以在结构表面设置隔热保护措施，并且涂刷防火涂料。此外也可以在钢结构中设置温度感应系统，一旦温度上升到临界点，要马上启动报警系统，方便人员进行科学的处理。从而减少在温度上升时的危险因素，逐渐的优化当前的设计方案。

（二）支撑系统和屋面结构的设计

在支撑系统设计时，需要根据厂房的跨度和高度来进行日常的设计，支撑系统包含了屋盖支撑和柱间支撑两个组成部分，屋盖支撑有横向和垂直支撑，在具体设计时需要根据现场的情况来选择正确的布置形式，在不同结构下需要计算出横向支撑以及垂直支撑的结构特点，逐渐的优化当前的设计模式。为了保证钢结构支撑系统本身的稳定性，需要根据厂房每个具体温度区段做好柱间支撑的设计以及布置，从而使屋盖结构横向水平支撑系统能够具备较强的稳定性。

在钢结构屋面设计时排水系统属于重要的工作环节，有效的保障了整体的结构稳定性，避免钢结构出现腐蚀的问题。在实际设计时需要严格按照我国对屋面设计的要求以及标准科学的排布好不同的设计方案，并且做好标准值的认真计算。例如当屋面坡度高于5，如果地区雨水量较多要适当的提高坡度，考虑当地的气候条件和降雨形成的最大水头高度，例如单坡屋长要控制在70米左右，逐渐的优化当前的设计方案，在屋面中融入隔气板和保温层。

结束语：

钢结构的优势有助于保证工业厂房结构的稳定性和安全性，但是也会存在一些不足，因此需要设计人员通过客观性的角度逐渐的优化当前的设计方案，考虑不同环节和不同标准值的设计模式，充实当前的设计方案，并遵循环境保护的工作原则，减少不必要资源的浪费，逐渐的改进当前的设计模式，为钢结构后续的使用提供重要的基础。

参考文献：

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