某钢结构工业厂房结构施工

李友根

[摘 要]钢结构因其强度较高、自重较轻，且工业化程度较高等一系列优点而在各大工程中得到了广泛的应用，设计过程中应当充分考虑材料等各方面因素，加强钢结构整体及局部的稳定性，确保钢结构的设计质量，从而推动钢结构在建筑等多个领域的不断发展和应用。同时，要重视对钢结构设计中常见问题的分析，及时采取有针对性的应对措施，促进我国钢结构行业的可持续发展。本文针对建筑工程中钢结构设计出现的问题进行了阐述，并提出相对应的解决方法，希望对类似工程的设计提供一些借鉴与参考。

[关键词]钢结构；工业厂房；结构设计；探讨

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0124-01

1 钢结构分类

目前一般将钢结构分为重钢、轻钢和设备钢结构三种结构。

1.1 重钢结构：厂房行车起吊重量：>25吨；每平米用钢量：>_50KG/M2如：石化厂房设施、轧钢炼钢车间、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心，高层或超高层钢结构。

1.2 轻钢结构：主要承重结构为实腹门式刚架，具有轻型屋面和外墙，无吊车或吊车起重量不大于20吨，工作级别为中轻级的钢结构建筑。

1.3 设备钢结构：指大型设备中的钢结构部分，以下结构应可划入设备钢结构范畴：架桥机的塔架钢结构、NN2机的起重大梁、起重机车身、大型设备支架等，属于对精密性、材质、连接等要求较高的精密钢结构之一。对于成套设备来说，是最主要的受力部分，在功能上起到结构性作用。

2 钢结构工业厂房设计要点

2.1 结构设计参数

钢结构的优质性能决定了前期设计工艺是非常复杂的，需要设计师先利用专业的数据统计软件对钢结构的各项技术指标进行严格精密的测试，只有通过了质量检测的钢结构才能真正投入大量生产再应用于施工中。具体的技术参数指标主要有水平荷载系数、抗震强度系数和结构的阻尼比等等。以水平荷载为例，建筑处于理想环境下，只有竖向荷载而水平荷载为零。但在正常生活环境中，一般都会存在不同程度的风荷载，在水平方向上将会对建筑的稳定性有所影响，设计师就需要根据当地环境可能的最大风荷载进行钢结构水平荷载系数的设计，以免出现建筑稳定性不佳而坍塌的事故。

2.2 设计过程中未对施工荷载及可行性进行充分考虑

对于许多钢结构设计人员而言，由于其多数终日埋首于办公室中，并未经常深入施工现场参与钢结构的具体施工过程，因此导致许多设计人员并不了解钢结构的具体施工过程，对现场施工荷载等考虑得不全面甚至遗漏，而导致设计数据不准确甚至是错误，与实际需要相差较大，埋下了结构上的安全隐患，同时设计出来的施工图可行性也较差，增加了施工的复杂性，导致施工造价的大幅度提高。

2.3 在设计钢结构工业厂房支撑系统时要遵循的原则

在对支撑系统进行布置的过程中，钢结构厂房一定要保证有足够的工作空间，这样的话，厂房的承载力、整体刚度以及传递纵向水平力就能够在一定程度上得到有效地保障，这样才能有效的避免壓杆的不稳定性，防止杆件出现变形。只有这样，才能够使工业厂房结构在整体上更加的稳定。此外，在设计时，还应该考虑厂房结构的具体形式、车间吊车的设置情况、厂房的跨度、厂房的温度以及相关的振动设备。在厂房的每一个温度区段都应该设置稳定的柱间支撑系统，设置的柱间支撑系统要和屋盖横向的水平支撑相互协调。下柱支撑对厂房的结构有很大的影响，它决定着厂房结构的变形方向，还对厂房的温度应力有很大影响。在布置下柱支撑系统时应该尽量使其设置在温度区段的中部，这样才能够保证纵向构件能够在温度的变化下能够自由的向区段两边移动。

2.4 钢结构建筑的抗火设计

钢结构的钢材虽然属于非燃烧材料，但是因为钢材料在高温下的膨胀系数很高，会造成钢材的变形，而且钢材具有良好的导热性，会导致火势的蔓延。而且一旦达到一定的温度之后还会引起爆炸，所以我们必须要注意钢材料的抗火设计，在选用材料的时候一定要考虑到钢材的熔点以及它的抗火性，这样我们就在硬件设计上大大的减少了因为钢结构钢材的引燃、引爆的事件发生；另一方面，我们在设计的时候好要避免电路的交叉，以及电路与钢材之间的距离。

2.5 钢结构设计深度远远不够

许多单位的钢结构的设计者水平相对较低，所承接项目的设计人员多数是刚毕业缺乏实践经验的新手，因此导致设计过程中一味照搬程序，忽视了关键节点的设计和校核，所设计的构件布置图往往仅为一些单一的线条图，忽视了十分重要的“节点设计”，只简单地采用一律全焊接节点，对于节点形式及构造是否合理、应力计算是否符合要求欠缺考虑，甚至掌握不清，造成安全隐患。由于缺乏专业知识，因而导致给加工厂的施工图设计要求不够明确，最终往往会导致较为严重的质量事故发生。

2.6 檩条、墙梁及拉条应注意的问题

经济高效的实腹式带卷边C形和Z形冷弯薄壁型钢，能够足以发挥材料的性能，整体刚度好，惯性矩及其截面回转半径相对较大，因此，一般情况下为门式刚架轻型钢结构厂房的墙梁及檩条所用。但是，其同样具有一些缺点，比如对荷载的偏心比较敏感，截面抗扭刚度较小。因而，在进行数据的计算过程中，应该考虑到可能产生的约束翘曲应力以及扭转变形。

2.7 钢结构的防腐蚀设计

如果钢结构的表面没有经过特殊处理，长期暴露在空气中就会被腐蚀。如果厂房所处的环境湿度较大或者存在有腐蚀性物质，那厂房的腐蚀程度和速度将会更加明显。腐蚀会大大降低钢结构的强度和缩短厂房的使用寿命，所以必须对这一问题给予高度重视。在考虑腐蚀问题时，要综合环境条件以及腐蚀物质的性质，既要确保车间内部布置的科学合理，也要保证厂房结构的安全可靠。

2.8 立面设计

轻钢结构的建筑主要有把握以下4个方面的特征：规模、线条、色彩、变化。钢结构厂房的立面主要由工艺布置来决定，在满足工艺的要求下力求立面简洁恢宏同时使节点尽量简单统一。彩色压型钢板使得轻钢厂房的建筑表现得体形轻盈色彩丰富，明显优于传统钢筋混凝土结构的沉重单一。在轻钢厂房的设计中常采用跳跃性色彩和冷色调，重点突出主要出入口、外天沟、泛水等地方，既体现了现代化厂房的恢宏气势，又丰富了立面效果。钢筋混凝土结构厂房，外墙维护为砖砌体，外装修为涂料或面砖，辅以色带，由于混凝土屋面设置采光窗效果不理想，设计时通常在墙面设置大量的采光窗。但对于维护墙为彩色压型钢板的钢结构厂房来说则不然。线条是表现轻钢结构建筑风格最独特的特征，均匀的线条或横或竖，使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感，体现了强烈的现代工业气息。若在墙面设置大量采光窗，则破坏了墙面的线条造型，同时，轻钢结构屋面可以大量使用屋面采光板，采光均匀，也可解决厂房通风问题。

结束语

工业厂房钢结构设计要严格遵从设计规范，并且还要将建筑中所涉及到的耐久性、安全性以及适用性等一些关于可靠操作方面的要求合理满足，同时结构选型和平面布局的合理性也要考虑全面，准确的进行荷载取值。工业厂房的结构设计想要使其完善，一定要将现场施工和施工图的设计有效融合，准确的进行结构计算、在结构选型方面要合理。

参考文献

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