钢结构工业建筑设计应用中的问题探讨

万 辉

长岭炼化岳阳工程设计有限公司 湖南 岳阳 414000

1 钢结构工业建筑设计中存在的问题

1.1 耐火设计不足

钢结构在外部环境温度超过250℃时，材质发生较大变化：其刚度可下降约20%，强度更是下降60%之多，还会发生蓝脆和徐变现象。当环境温度一旦超过550℃时，钢材进入塑性状态不能继续承载，钢材强度几乎为零。其在建筑物中的稳固作用也完全消失。尽管如此，目前很多钢结构建筑在设计过程中，仍然没有对该问题引起足够的重视，建筑设计中对消防设施设备的配备远远达不到实际需求，一旦发生火灾，整个钢结构建筑会因为消防力量不足而遭受严重损毁。

1.2 防腐设计不力

钢铁暴露在有氧环境下，很容易发生氧化锈蚀，其综合性能随锈蚀程度的加深而不断下降。因此，作为建筑物的骨架结构，钢结构的防锈蚀设计是一个非常重要的课题。当前钢结构建筑设计人员对这一问题仍然没有给予足够的重视。因钢结构锈蚀导致建筑物主体寿命未达预期的实例比比皆是。甚至，由于钢结构主体防腐设计不充分，导致意外力引发的建筑物主体倒塌，造成人员财产损失的情况也偶有发生。

1.3 立面设计单调

钢结构良好的刚度和强度性能，很好的满足了工业建筑物对于更大的梁体跨度、更宽敞的内部空间的需求。但从另一个角度看，由于受力结构性能的束缚，钢结构在塑型设计方面还无法对钢筋混凝土建筑形成比较优势，钢结构工业建筑在立面的多样化设计过程中受到根本性的制约，很难塑造比其它结构建筑更加灵活多变的立面造型，导致钢结构建筑物外观千篇一律，缺少个性。

2 钢结构在工业建筑应用中存在的问题

2.1 市场偏好导致技术落后

多年来，人们对于钢筋混凝土建筑物的稳定性和坚固性能的信赖，先入为主的因素，使更多的工程人员和用户在考虑采用何种建筑材料时，更加倾向于钢筋混凝土，而非钢结构。人们的这种偏好对钢结构工业建筑的发展造成了很大程度的制约。由于市场的不足，导致钢结构设计在研发投入领域捉襟见肘，与钢筋混凝土建筑设计领域相比，钢结构工业建筑设计领域在设计师的培养、设计软件的开发、设计标准规范的建立完善等方面差距较大，而且进展缓慢。很多钢结构工业建筑设计、施工等方面的问题无法短期内得到很好的解决。

2.2 发展瓶颈制约价值体现

据有关调查统计数据，我国在钢结构工业建筑的市场接受度以及技术研究等方面与西方发达国家差距较大，尤其是钢结构工业建筑的设计理念和工程技术水平方面更是远远落后。一方面是市场的拓展不力，一方面是相关企业对钢结构建筑研发投入、人才培养、产品创新的积极性不足，钢结构在工业建筑中的应用与发展遭遇了难以突破的瓶颈。并且，钢结构工业建筑设计人员对于材料与施工方法并没有进行新的研究与改进，只是依照传统的方法与措施，依靠工作经验，进行工程建设。因此，在建筑方面始终没有显示出工业钢结构的设计作用价值。

3 工业建筑中设计应用钢结构的优化措施

3． 1方案设计环节

工程设计人员以及工程技术人员应坚持统筹协调、通力合作、密切配合，对工业建筑设计前期的考察调研工作给予足够的重视：务必全面系统的掌握建筑施工地区的地理环境、气候条件，因地制宜的选取合适的钢结构材料，科学合理的选择施工设备，周密严谨的论证最佳施工工艺。同时在组织建筑施工的各个环节做好与工程人员的技术交流，充分听取一线人员的意见建议，确保设计符合建筑行业规范和技术标准，避免工程实施过程中出现不必要返工和材料浪费，从而提高钢结构工业建筑设计方案的经济性和可操作性。

3． 2工程实施环节

3.2.1 提高地脚螺栓连接精度

在工程实践过程中，工程技术人员以及具体操作实施人员，应当积极转变粗放式的、经验式的落后施工理念，坚持具体问题具体对待。尤其是要紧紧围绕地脚螺栓的连接精度做好文章，从而有效增强钢结构的受力稳固性，使钢结构工业建筑的安全性得到有效支撑，建筑物的使用寿命得到有效保障。在提高地脚螺栓连接精度的过程中，必须以提高地脚螺栓连接的稳固可靠为前提，从预埋精度开始做好筹划，提前做好地脚螺栓安装的前期基础准备工作，为提高连接精度打好基础。在连接施工中要十分注重细节，例如，地脚螺栓中心线的选取要严谨、有数据支撑；柱脚剪刀孔要保持整洁，防止影响精度；钢柱就位后标高固定螺母要进行反复的精调等等。

3.2.2 确保梁柱安装的可靠性

钢结构工业建筑的梁柱构成复杂，为确保建筑物整体的稳定性，梁柱安装过程中，必须做好各个环节的协调工作，严格遵守设计方案中的相关数据标准，将各个构件的安装误差控制在允许范围内。在精度控制过程中，注重发挥垫板的作用，通过高强度的地脚螺栓或焊接工艺，实现钢结构整体梁柱无论横向还是竖向都能满足设计方案的稳固性要求，从而保证钢结构工业建筑整体施工指标符合设计规范标准。此外，工业建筑钢结构的梁柱要重视隔热及防火设计，尽量选择耐热性良好的施工材料确保防火层厚度不得低于规范标准。

结语：综上所述，与传统的钢筋混凝土结构建筑相比，尽管钢结构在工业建筑中具备很强的优势，如与节能环保要求契合度更高、工程整体造价相对较低等特有的优势。但是受到当前各种各样的客观和主观因素，如市场接受程度相对较低、工程设计环节不合理、施工管理不正规、配套规范不达标等不利影响，钢结构工业建筑在我国的发展还有很多工作要做。需要设计人员、工程人员共同努力，不断提升钢结构工业建筑设计领域在设计软件、设计规范、施工的标准化建设以及工程项目管理等方面的水平。