钢结构设计在工业厂房结构设计中的应用探究

摘要：近年，国内工程规模的不断扩增，很多建筑技术大量涌现，公司纷纷使用钢结构来建设工业厂房。钢结构的使用能够缩减砂石、混凝土浆液材料的依赖，能够降低施工的成本。钢结构控制性较好，施工简单，施工工期较短，尤其是在工业厂房的建设中，这类钢结构已经受到广大工业厂房投资公司的青睐，并且在厂房的施工中获得了较大普及和使用。

关键词：钢结构;工业厂房;设计应用

中图分类号：TU391 文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）04-0000-00

0引言

钢结构在工程业中应用比较广泛，而且转变了过时的建设方法，不仅提升了工程建设的效率，而且给工程人员减少了工程量。钢结构在厂房的建设时使用比较广泛，对国内的其他行业的建筑建设都有较大的借鉴作用。

1钢结构的优良性能

1.1钢结构的开间大

在项目建设时，有一些厂房空间面积比较大，要安装大跨度型钢结构骨架，有些厂房内钢结构使用的大型跨架会达到50m，与传统的混凝土类型结构来比，钢结构建筑物内部的开间要比混凝土结构体大到近50%，这样就提高了钢梁布设的灵活度。而且，钢结构体也能够在300m的纵向区间内部来铺设，这样就符合了厂房内部建设要求，不舍弃变形缝的相关标准。

1.2钢结构的重量小

在厂房施工时，钢结构类型建筑和混凝土相比，钢材料质量往往很轻，这具有比较显著的优势，有效地去降低了厂房给地基带来的压力。而且，钢结构体能够克服混凝土的劣性，使建筑结构体的抗震能力提升，而且钢结构的建设工艺比较简单。例如，冷弯薄壁的钢结构常用于住宅建筑的建设，会大幅度地提高钢板在使用和施工期间的抗腐蚀性，有效地拓展了轻钢构件的應用时间。

1.3提高施工的效率

生产制造车间的工业厂房很多都需要金属固件，需要高强度机械化厂房，这样才能够保证生产出来的产品精度更高。钢结构部件要从制造地一直到施工现场，在开展安装之后，再用螺栓安装，此时整个施工过程比较简单，施工效率较快，这就大幅度地简化了施工流程，确保工程的施工质量达标，而且有效缩短施工工期，有利于厂房尽快地投产，为公司带来更大的经济利润。

1.4具有良好的抗震性

工业厂房具有较好的韧性和塑形是钢结构最大的特点，它能够对现有的地震有较大的抗性，可以抵抗地震的能量。在建筑载荷方面，钢结构体也有极强的适应都，其中钢结构体是由柱和梁组合，可以抗8级地震，因而在地震频发的地带和地基承载能力较弱的地区，都能够得到较广泛的应用。

2钢结构在工业厂房设计中的重点

2.1防火设计

提高厂房内部的防火系统稳定性是当前厂房建设的一个重点课题，钢结构的钢材可以抵抗近140°以上的温度，而且钢材的抗拉能力会伴随温度的提高而下降，但是其塑性就会逐步提高。当温度抵达250°时，钢材塑性就会减小，其抗拉的强度也会出现小幅的降低，即产生蓝脆的现象。但温度超过250°时，钢材强度就会急剧下降，此时就会造成钢材的结构出现断裂。因此，采取必要的隔热防火设施，来提升整个厂房的耐热度。

钢结构在厂房空间设计期间，要做好防火分区处理，要确定各个分区间的区域。其次，还要在厂房内部设置疏散距离及确定好疏散口的数量，这样才能够达到国家规定的厂房防火要求标准。使厂房满足防火标准，还要确定好安全门，建筑物的楼梯和通往室外的出口上要设置安全出口，由于钢结构耐性强，需要考虑建筑物安全防火的人员疏散功能。同时，要结合钢结构自身特征，人员密度指标，在设计上，还要着重预留疏散距离，确定好疏散路线及人群的疏散路线。在厂房内部，要做好明确的指标设计，有助于将人员及时疏散到安全区域，这样才能够避免出现财产的损失和人员的伤亡。

2.2防震设计

钢结构型的厂房内部不设置防震缝，防震缝的加入会弱化整个厂房的质量。因此在厂房设计期间，尤其对那些复杂多层高层建筑结构，要做好防震缝的处理。根据国家的相关抗震标准，去提高现有施工操作的专业水平，使其都能够达到技术要求标准。若钢结构建筑物的高度小于16m时，此时建筑的边缘位置，与防震峰之间的距离要控制在13mm范围内。当防震缝的宽度大约20mm时，要根据技术标准做出灵活的调整，使防震缝距离可以增加至20mm之内。在考察与防震缝时，至少要结合当下混凝土的性能，在设计工作中，要保证其宽度都能够达到建筑结构体的1.4倍左右。

钢结构的承重和钢角柱有着密切的关联，刚性的角度，可以充分体现出角柱的受力特点。对于那些抗震标准较高的建筑物来讲，要使用钢脚柱的角度，特别是要将钢管柱埋入到土层深处。在项目设计时，还应该使钢柱的截面高度抵达至两倍以上，如果截面比较大，则需要高出3倍以上。

2.3支撑系统

提升钢结构体的硬度，可以使建筑物内的安全性得到显著提升，科学布局建筑物空间结构，通过增强支撑力传递，及平衡承载纵向力来有效防止产生了一些结构变形问题，这样就能够使得整个钢结构稳定性提升。在设置支撑结构期间，还要根据厂房内的建筑空间使用要求，保证建筑物内的高度跨度达标，而且在车间的吊车工作区域内伸展区间分布合理，避免厂房出现纵向性的结构变形。

2.4钢结构的工艺设计

钢结构的厂房是当前制造公司投资的关键领域，在钢结构的应用期间会产生一些厚度不太达标的问题，钢结构设置在合理建筑结构，当工程建设达不到既定规范要求，因而，就要在项目设计前期，充分考虑工业建厂各项要求，考虑企业设施布局的需求，选择合理建筑结构，要保证钢结构轻，钢框架横梁及塔杆等一些基本形状设置更加合理。当悬挂荷载比较大时，就可以应用网架型结构，降低建筑物内部的荷载，还要选择支撑面结构。根据不同设计技术设计方案，选择恰当材料，要考虑到建筑结构的要求，根据钢结构性能科学设计。

3結语

在钢结构工业厂房设计间，要重点针对设计中存在的问题做好处理，能够加大钢结构的应用，来减少施工成本。加快提升施工效率，工业厂房应用钢结构也会为其他的行业建筑建造而带来更多的借鉴。

参考文献

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收稿日期：2021-03-05

作者简介：胡佳梦（1986—），女，湖南湘阴人，本科，工程师，研究方向：建筑结构设计。

Research on the Application of Steel Structure Design in the Structural Design of Industrial Workshop

HU Jiameng

（Yueyang Planning Survey and Design Co.， Ltd.， Yueyang Hunan  414000）

Abstract： In recent years， with the continuous expansion of domestic construction scale， many construction technologies have sprung up， and companies have used steel structures to build industrial plants. The use of steel structure can reduce the dependence on sand and concrete materials， and can reduce the cost of construction. The steel structure has better controllability， simple construction， and shorter construction period. Especially in the construction of industrial plants， this kind of steel structure has been favored by the majority of industrial plant investment companies， and has gained greater popularity and popularity in the construction of the plant. application.

Keywords： Steel structure; industrial plant; design and application