工业厂房钢结构设计要点分析

2019-11-28张波

建材发展导向 2019年23期

张波

（山西华建建筑设计有限公司，山西太原 030000）

1 钢结构工业厂房的特点

钢结构房屋在承重和抗震等多方面具备优点，在实际应用中可细分为以下几个特点：第一是钢结构框架工业厂房自身重量较轻，相对于传统砖混或钢筋混凝土结构，钢结构框架的工业厂房自身重量仅为五分之一，而且横跨幅度较大，可达到30 米以上，使得适用范围较广。第二是抗拉伸抗折能力强，抗震能力强。第三是钢结构厂房防腐防潮性能强。钢结构自身化学活跃度低，抗腐蚀，抗老化性能优良，密封性能较好，不仅仅适用在工业厂房，还可运用在冷库化工厂等地点。第四是钢结构厂房安装便捷，钢结构往往是在工厂整体加工制造，所以钢结构便于拆卸或者重新组装，便于回收再利用，对自然环境破坏度较小，属于可循环利用材料。第五是钢结构往往是在生产工厂制造后整体组装调整，所以工业化建造速度较快，在现场建造过程中只需吊装并短时间拼接便可建造完成，从而提升工厂建造进度，一座大型的钢结构框架工厂往往只需要一到两个月便可快速完工。第六是钢结构厂房施工占地面积较小，提高施工作业效率，提升厂房的使用空间。第七是钢结构框架厂房建设便于后期进行改装或者增高，一些内部空间分布设置也相对便捷，只需要对其进行分割便可组建隔断，实际应用灵活方便。

2 工业厂房钢结构设计要点

针对工业厂房中钢结构的设计工作来说，由于钢结构设计自身具备着较为突出的特点，针对这些特点进行相应的设计才能够提升其设计的可靠性和实用价值，具体而言，其主要的设计要点有以下几个方面：

2.1 工业厂房屋面结构设计

对于工业厂房中钢结构的设计工作来说，不仅要着眼于工业厂房内部的结构设计，还应该针对其屋面结构的设计进行关注，确保其设计的可靠性和合理性，具体来看，这种屋面结构的设计主要应该把握好以下几个方面：1）针对屋面结构的支撑效果进行严格有效的设计，对于工业厂房结构设计来说，其稳定性是最为核心的一个概念，而要想确保其稳定性，就应该重点针对相应的支撑体系进行合理的设计，对于屋面结构的设计来说也是如此，屋面也承担着较为重要的支撑作用，必须要针对屋面受力的具体状况进行恰当的分析，进而提升其设计的可靠性和安全性；2）对于屋面结构设计工作来说，其还承担着一些其他方面的作用和功能，比如屋面结构的防水设计和排水设计就需要进行充分地思考和研究，确保其切实具备较强的排水和防水效果，避免在后期使用中出现渗漏等问题，基于此，在屋面结构设计中应该加设专门的排水沟，并且还应该针对施工材料的选择进行严格地控制，保障其施工材料的防水性能。

2.2 防火性设计

工业厂房设计中应用钢结构时，一个突出的问题表现就是其耐火性不高，所以，在具体的设计过程中，就应该着重针对其防火性能进行有效地设计，这种防火性设计除了要针对钢材的选择进行恰当地控制，保障其钢材料的使用具备着较强的耐火性能之外，还应该在钢材料的表面喷涂一些耐火性能更强的涂料来进一步的提升其耐火等级，避免火灾发生导致钢结构的稳定性受损，提升其安全性效果。

2.3 充分考虑实际状况

在工业厂房具体的结构设计过程中，还应该针对其具体的实际状况进行全面详细的了解和把握，这种了解和把握不仅仅要针对工业厂房施工现场的实际状况进行有效分析，确保其现场状况不会影响到工业厂房结构的施工建设，还应该结合工业厂房的性质和后期使用过程中的主要用途进行有目的的思考，充分发挥钢结构工业厂房设计的空间最大利用效率，结合后期使用过程中工业厂房内部存在的一些机械设备安装需求以及生产流水线的设置等进行恰当的结构设计，尤其是对于相关立柱位置的选取不仅仅要考虑到钢结构自身的安全性和稳定性，还应该考虑其后期使用是否会产生不良影响和干扰，最终提升其结构的可利用价值。工业厂房如果建设是多层的，就说明需要一定的电梯设置来进行重物的运输，因此，在建设多层房屋的时候，要合理地选择电梯间的位置，不光要保证重物能够方便运输，还要确保在运输重物的时候，电梯间能够均匀承重。在选择电梯间的位置的时候，应该避免偏离建筑物重心的位置。另外，当前钢结构中的钢支架分布形式多以网架、平面桁架、塔桅、索膜和框架等为主，在具体设计过程中，设计人员需要结合实际建厂条件及工业厂房建设的实际要求来选择合适的钢支架形式。同时还要重视钢材的结构性能，针对工业厂房的工艺设计要求来选择与其相适应的钢材，以此来全面保证工业厂房的整体性能。

2.4 抗震性设计

对于当前的工业厂房建设来说，对于抗震性能的要求越来越严格，这也是保障工业厂房后期使用安全性的一个基本要求，具体到钢结构在工业厂房中的应用来说，这种抗震性设计更为重要，因为工业厂房钢结构的自重是比较小的，因此，其抗震性就可能存在一些问题，必须要通过有效的设计来提升其抗震效果，保障工业厂房使用的安全性，一般来说，这种抗震性设计除了针对钢结构整体效果进行严格的把关设计，确保其整体的稳定性之外，还应该准确把握其相应的抗震等级，在抗震等级的基础下做好相应的设计工作，如此才能够最终实现其稳定性和可靠性。

2.5 防腐防潮以及钢用量方面的设计

很多企业的工厂需要进行一些湿度很大的生产任务，长时间进行生产，会使得厂房内湿度过大。钢结构在长期使用过程中会在一定程度上被外界环境中的一些物质所氧化，如果厂房内湿度过高，就会对钢结构造成腐蚀，因此在进行厂房设计的时候需要对企业的生产特点进行充分的了解，如果企业的生产任务会造成厂房内湿度过高，则需要提前做好预防措施，增强钢结构抵抗腐蚀的能力。比如可以采用刷油漆等方法，使得钢结构与外界环境隔离开来，避免外界蒸汽对钢结构造成损害。此外进行厂房设计的时候，还需要提前对钢结构所需要的材料进行精确计算，由专业的设计人员对厂房进行设计，利用专业的计算设备，对每个区域所要的钢结构进行模拟展现，对厂房内一些重要的钢结构进行专业的核算，设计出一款用料最少，性能最好的结构。同时对所用钢结构的承受能力进行计算，因为有些地区冬季的下雪量可能会多一些，简单的钢结构很容易受到积雪的影响，所以在进行厂房设计时一定要充分考虑外界环境问题，避免外界环境对厂房的整体稳定性造成不利的影响。