工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究

吴品忠

1.工业厂房钢结构设计的特点

钢结构在设计工业厂房时，针对不同的用途，有着明确的特点，以下几部分在设计时需要注意。

1.1 便捷性

钢结构在工厂结构中的应用基本上反映了便捷性，这种便捷性也是钢结构的重要优势，特别是与以前的设计相比，使用钢结构建设工业工厂可以更容易地去应付困难和复杂厂房的设计，取得良好的结构建设效果和效益。钢结构工业厂房所需的施工时间比其他结构工业厂房短，钢结构的结构的搭建要简单容易得多，建设往往取决于环境气候等因素，从生产到加工的钢结构可以在工厂内完成，只需要在施工场地组装和使用[1]。因此，钢结构工业厂房的施工周期缩短了，比其他工业工厂的建设周期更短。

1.2 经济性

比其他结构类型的工业工厂，使用钢结构在经济上有更大的优势，通过钢材料组装，可以进一步减少建筑材料的使用，而且在每立方米单位材料成本方面也有很大的优势，这也是钢结构的经济性优势。许多工业工厂设计模型均采用了钢结构，这是其主要原因[2]。钢结构可以回收，从而降低资源成本。

1.3 空间利用率好

在工业厂房的结构设计中，使用钢结构进行设计，在空间使用效率方面也有很大的价值和优势，因为工业厂房使用钢结构进行组装和安装，它本身的空间明显小于其他类型的建筑结构，因为这种钢结构的工业工厂有很高的可变性。因此，这也将有助于使外层空间的设计多样化，从而提高今后利用外层空间的效率，在工业设施有更好的使用效果[3]。

1.4 具有良好的塑性和耐性

在重载或大负载的情况下，其他工业设施可能出现断裂，而钢结构可能会重新分配力承受作用，通过调节受力作用降低力压幅度，从而避免结构破坏。因为它具有良好的可塑性和强度，所以在发生地震时，工业工厂的钢结构可以通过其本身的塑性特性，进行适当变形，在一定程度上消除破坏性地震力，达到抗震目的。

2.工业厂房的钢结构设计要求

2.1 防火设计方面

与混凝土结构相比，钢结构更容易受温度变化的影响，防火能力较弱。因此需要确定工厂的防火危险程度，同时严格遵守有关的防火安全标准和要求；使用防火级钢结构，尽量减少火灾对钢结构的破坏性影响。为了提高钢结构的耐火性，一般在钢结构表面涂耐火涂料涂层，保证钢结构建筑物的耐火性。除此之外，设计师还应进行与预防性工程相应的综合分析，如设计撤离救生梯和安全出口，以确保在发生火灾的情况下，建筑物能够应急疏散人员，以尽量减少火灾造成的损失。

2.2 防腐设计方面

钢结构的性质决定了它在空气中容易出现氧化、腐蚀，在潮湿的环境中的氧化作用比较明显。设计人员应采用钢结构外防腐涂料，隔绝氧气、水蒸气、氯离子和钢结构中的其他腐蚀性因素，从而，保证有效保护钢结构。在防腐材料涂于不同部位时，应当根据防锈要求改变涂层厚度。

2.3 抗震设计方面

抗震设计是设计工业厂房钢结构的重要环节，特别是在震性高的地区，更需要加强钢结构抗震设计，切实提高钢结构工厂的抗震性。在设计钢结构配置时应做到均匀和对称。在屋架和屋架之间创建可靠的连接，以避免部件损坏。此外，还应加强柱子和墙壁的张力，通过适当的高度调整和阻尼设计，最大限度地提高建筑物的抗震性。

3.目前我国工业厂房钢结构设计中存在的问题

3.1 设计质量明显不足

总的来说，钢结构设计费用相对较低，但同时需要更多的时间和精力来开发，这就导致了设计院的设计师们不想承担设计钢结构的任务。设计院将把钢结构设计任务转移到其他设计单位，虽然分包设计单位中很大一部分达到了国家认证标准，但实际设计水平相对较低，在操作时也存在偷懒、偷工减料的问题，导致钢结构设计有许多问题，既不可行，也不合理。

3.2 大多数的钢结构设计深度不够

钢结构设计缺乏深度是我国钢结构设计中的一个重要问题。许多设计院的设计人员对钢结构的设计理解不够深刻，他们自己也没有专业的水平。大多数设计机构将钢结构的设计交给刚毕业、已经有专业知识的学生，但这类人群没有足够的实践经验，对钢结构、钢结构设计的理解不够深，在操作时可能就以最低安全标准及基本合规要求进行操作。

3.3 没有结合工程的实际情况进行设计

由于钢结构的设计需要大量的人力和时间，一些国内的钢结构设计中，设计师可能为了追求方便和快捷而直接参考国外成形的钢结构方案。但国外钢结构设计方案不符合中国工业工厂建设的实际情况，在业务过程中，将耗费更多人力、物力和财力。

4.钢结构在工业厂房结构设计中的改进措施

4.1 加强设计的管理

工业厂房的建设是工业生产和管理的一个重要组成部分，工业厂房设计的合理性和科学合理性是正在进行的工业厂房建设的重要要求，在这种情况下，结构材料的强度和耐久性是保证工厂安全和合理性的重要条件，钢结构是工厂最经济、最实用的建筑材料，广泛用于车间、职工宿舍的生产。钢结构本身有许多独特之处，特别是在安全要求方面。无论是承包人、设计人还是设计师，都必须加强监督措施。在评估项目资格时，必须进行全面综合的评估，取消设计不合格的设计人员的权利，对伪造设计师处以严重惩罚。

例如在安装过程中的焊接工艺上应当加强管理。工业厂房钢结构中需要大量焊接工程，但由于焊接条件复杂，在施工中很难保证焊接质量。为了保证钢结构中焊接质量，工人必须严格遵守焊接工艺，以达到焊缝设计要求。按照相应的焊接规则，对套管、屋架、梁等做好焊接。应采用一级和二级焊缝，无咬伤，无缝隙，无裂缝，焊后应进行焊缝第一级无损检测。

4.2 以足够深度强化钢结构稳定性设计

4.2.1 做好总体与局部的稳定性平衡

为了提高钢结构的稳定性，需要在总体和局部稳定之间找到联系，只有加强它们之间的联系才能提高钢结构的稳定性，因此必须考虑到这两个因素加在一起的距离。钢结构的设计有许多不确定性，在任何时候都可能导致不稳定。

4.2.2 高强螺栓的安装

先安装临时通用螺栓，再校正后更换普通螺栓在工业厂房中，钢结构间的连接主要通过高强度螺栓进行。这证明了在钢结构建设中安装高强度螺栓的重要性。应能保证接点在接合处的平整。接触面不平整，可根据接触面间隙的大小来处理。例如，间隙小于1.0mm可不经处理，超过3.0mm时插入衬垫和喷砂两侧的垫片。

4.2.3 做好钢结构的安装校正

在安装立柱和梁后，应及时进行调整。在安装钢结构时，应考虑风、地形等因素。太阳光。在钢结构中，每一个项目安装后，将进行调整。如果出现问题，应使用千斤顶进行检查、修正，修正完毕后，应及时加强结构稳定性。

4.3 根据实际情况提升钢结构工业厂房设计性能

4.3.1 提高支柱的抗震强度

套管的外部承包是钢结构支柱的一种形式，为了提高外柱脚抗震性，必须注意外层高度与柱腿横截面宽度之比。为了保证角柱结构的载荷。沉入柱塞也是钢结构支柱更常见的样式，为了提高埋桩的抗震性，必须控制埋桩深度。箱内埋藏深度和柱横截面高度的差别，H型柱和H型柱脚的工字钢柱的长度各不相同，前两个比例应高于2.5，后两个比例应高于2。

4.3.2 钢结构防腐设计

在现阶段，钢结构的防腐设计一般以外部防腐材料为基础。根据各种钢结构的特点和需要，在钢结构表面涂抹防锈材料，能保证更好的防锈效果。还有另一个设计概念，即钢镀锌，通过新创建的表面锌层，达到防腐效果。

4.3.3 防火性能处理

混凝土结构的防火性能高于钢结构的防火性能；因此，在设计钢结构时，必须考虑到防火措施，设计有针对性的措施。根据实际情况和不确定性，选择合理可行的防火措施。

5.结语

总的来说，随着我国工业工厂的发展，钢结构的应用更加广泛。钢结构具有良好的可塑性，但在我国，钢结构的实际应用有很多问题，如设计质量差、设计深度低、不考虑实际情况等。设计单位应承担责任，积极采取措施改善钢结构，提高钢结构的合理性、科学性，改善钢结构在工业工厂的发展。