工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

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【摘要】本文針對工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析和研究。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在很大程度上簡化了工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)，提高了工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的舒適程度，具有更大的經(jīng)濟(jì)效益，利用空間的效率，因此，在設(shè)計(jì)未來的工廠結(jié)構(gòu)時(shí)，必須保證其設(shè)計(jì)工作的可靠性和可行性，確保鋼結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮作用。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)廠房工程；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用；分析

1.工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工業(yè)廠房時(shí)，針對不同的用途，有著明確的特點(diǎn)，以下幾部分在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意。

1.1便捷性

鋼結(jié)構(gòu)在工廠結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用基本上反映了便捷性，這種便捷性也是鋼結(jié)構(gòu)的重要優(yōu)勢，特別是與以前的設(shè)計(jì)相比，使用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)工業(yè)工廠可以更容易地去應(yīng)付困難和復(fù)雜廠房的設(shè)計(jì)，取得良好的結(jié)構(gòu)建設(shè)效果和效益。鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房所需的施工時(shí)間比其他結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房短，鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的搭建要簡單容易得多，建設(shè)往往取決于環(huán)境氣候等因素，從生產(chǎn)到加工的鋼結(jié)構(gòu)可以在工廠內(nèi)完成，只需要在施工場地組裝和使用[1]。因此，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工周期縮短了，比其他工業(yè)工廠的建設(shè)周期更短。

1.2經(jīng)濟(jì)性

比其他結(jié)構(gòu)類型的工業(yè)工廠，使用鋼結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)上有更大的優(yōu)勢，通過鋼材料組裝，可以進(jìn)一步減少建筑材料的使用，而且在每立方米單位材料成本方面也有很大的優(yōu)勢，這也是鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。許多工業(yè)工廠設(shè)計(jì)模型均采用了鋼結(jié)構(gòu)，這是其主要原因[2]。鋼結(jié)構(gòu)可以回收，從而降低資源成本。

1.3空間利用率好

在工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在空間使用效率方面也有很大的價(jià)值和優(yōu)勢，因?yàn)楣I(yè)廠房使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝和安裝，它本身的空間明顯小于其他類型的建筑結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)工廠有很高的可變性。因此，這也將有助于使外層空間的設(shè)計(jì)多樣化，從而提高今后利用外層空間的效率，在工業(yè)設(shè)施有更好的使用效果[3]。

1.4具有良好的塑性和耐性

在重載或大負(fù)載的情況下，其他工業(yè)設(shè)施可能出現(xiàn)斷裂，而鋼結(jié)構(gòu)可能會(huì)重新分配力承受作用，通過調(diào)節(jié)受力作用降低力壓幅度，從而避免結(jié)構(gòu)破壞。因?yàn)樗哂辛己玫目伤苄院蛷?qiáng)度，所以在發(fā)生地震時(shí)，工業(yè)工廠的鋼結(jié)構(gòu)可以通過其本身的塑性特性，進(jìn)行適當(dāng)變形，在一定程度上消除破壞性地震力，達(dá)到抗震目的。

2.工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

2.1防火設(shè)計(jì)方面

與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)更容易受溫度變化的影響，防火能力較弱。因此需要確定工廠的防火危險(xiǎn)程度，同時(shí)嚴(yán)格遵守有關(guān)的防火安全標(biāo)準(zhǔn)和要求；使用防火級鋼結(jié)構(gòu)，盡量減少火災(zāi)對鋼結(jié)構(gòu)的破壞性影響。為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性，一般在鋼結(jié)構(gòu)表面涂耐火涂料涂層，保證鋼結(jié)構(gòu)建筑物的耐火性。除此之外，設(shè)計(jì)師還應(yīng)進(jìn)行與預(yù)防性工程相應(yīng)的綜合分析，如設(shè)計(jì)撤離救生梯和安全出口，以確保在發(fā)生火災(zāi)的情況下，建筑物能夠應(yīng)急疏散人員，以盡量減少火災(zāi)造成的損失。

2.2防腐設(shè)計(jì)方面

鋼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)決定了它在空氣中容易出現(xiàn)氧化、腐蝕，在潮濕的環(huán)境中的氧化作用比較明顯。設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)外防腐涂料，隔絕氧氣、水蒸氣、氯離子和鋼結(jié)構(gòu)中的其他腐蝕性因素，從而，保證有效保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。在防腐材料涂于不同部位時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)防銹要求改變涂層厚度。

2.3抗震設(shè)計(jì)方面

抗震設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，特別是在震性高的地區(qū)，更需要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，切實(shí)提高鋼結(jié)構(gòu)工廠的抗震性。在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)配置時(shí)應(yīng)做到均勻和對稱。在屋架和屋架之間創(chuàng)建可靠的連接，以避免部件損壞。此外，還應(yīng)加強(qiáng)柱子和墻壁的張力，通過適當(dāng)?shù)母叨日{(diào)整和阻尼設(shè)計(jì)，最大限度地提高建筑物的抗震性。

3.目前我國工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

3.1設(shè)計(jì)質(zhì)量明顯不足

總的來說，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)費(fèi)用相對較低，但同時(shí)需要更多的時(shí)間和精力來開發(fā)，這就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)師們不想承擔(dān)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的任務(wù)。設(shè)計(jì)院將把鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)轉(zhuǎn)移到其他設(shè)計(jì)單位，雖然分包設(shè)計(jì)單位中很大一部分達(dá)到了國家認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際設(shè)計(jì)水平相對較低，在操作時(shí)也存在偷懶、偷工減料的問題，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有許多問題，既不可行，也不合理。

3.2大多數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度不夠

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏深度是我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。許多設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)人員對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理解不夠深刻，他們自己也沒有專業(yè)的水平。大多數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)將鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)交給剛畢業(yè)、已經(jīng)有專業(yè)知識(shí)的學(xué)生，但這類人群沒有足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理解不夠深，在操作時(shí)可能就以最低安全標(biāo)準(zhǔn)及基本合規(guī)要求進(jìn)行操作。

3.3沒有結(jié)合工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)

由于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要大量的人力和時(shí)間，一些國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可能為了追求方便和快捷而直接參考國外成形的鋼結(jié)構(gòu)方案。但國外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不符合中國工業(yè)工廠建設(shè)的實(shí)際情況，在業(yè)務(wù)過程中，將耗費(fèi)更多人力、物力和財(cái)力。

4.鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的改進(jìn)措施

4.1加強(qiáng)設(shè)計(jì)的管理

工業(yè)廠房的建設(shè)是工業(yè)生產(chǎn)和管理的一個(gè)重要組成部分，工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)合理性是正在進(jìn)行的工業(yè)廠房建設(shè)的重要要求，在這種情況下，結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和耐久性是保證工廠安全和合理性的重要條件，鋼結(jié)構(gòu)是工廠最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的建筑材料，廣泛用于車間、職工宿舍的生產(chǎn)。鋼結(jié)構(gòu)本身有許多獨(dú)特之處，特別是在安全要求方面。無論是承包人、設(shè)計(jì)人還是設(shè)計(jì)師，都必須加強(qiáng)監(jiān)督措施。在評估項(xiàng)目資格時(shí)，必須進(jìn)行全面綜合的評估，取消設(shè)計(jì)不合格的設(shè)計(jì)人員的權(quán)利，對偽造設(shè)計(jì)師處以嚴(yán)重懲罰。例如在安裝過程中的焊接工藝上應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)中需要大量焊接工程，但由于焊接條件復(fù)雜，在施工中很難保證焊接質(zhì)量。為了保證鋼結(jié)構(gòu)中焊接質(zhì)量，工人必須嚴(yán)格遵守焊接工藝，以達(dá)到焊縫設(shè)計(jì)要求。按照相應(yīng)的焊接規(guī)則，對套管、屋架、梁等做好焊接。應(yīng)采用一級和二級焊縫，無咬傷，無縫隙，無裂縫，焊后應(yīng)進(jìn)行焊縫第一級無損檢測。

4.2以足夠深度強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

4.2.1做好總體與局部的穩(wěn)定性平衡為了提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要在總體和局部穩(wěn)定之間找到聯(lián)系，只有加強(qiáng)它們之間的聯(lián)系才能提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此必須考慮到這兩個(gè)因素加在一起的距離。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有許多不確定性，在任何時(shí)候都可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。4.2.2高強(qiáng)螺栓的安裝先安裝臨時(shí)通用螺栓，再校正后更換普通螺栓在工業(yè)廠房中，鋼結(jié)構(gòu)間的連接主要通過高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行。這證明了在鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中安裝高強(qiáng)度螺栓的重要性。應(yīng)能保證接點(diǎn)在接合處的平整。接觸面不平整，可根據(jù)接觸面間隙的大小來處理。例如，間隙小于1.0mm可不經(jīng)處理，超過3.0mm時(shí)插入襯墊和噴砂兩側(cè)的墊片。4.2.3做好鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正在安裝立柱和梁后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在安裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮風(fēng)、地形等因素。太陽光。在鋼結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)項(xiàng)目安裝后，將進(jìn)行調(diào)整。如果出現(xiàn)問題，應(yīng)使用千斤頂進(jìn)行檢查、修正，修正完畢后，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4.3根據(jù)實(shí)際情況提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)性能

4.3.1提高支柱的抗震強(qiáng)度套管的外部承包是鋼結(jié)構(gòu)支柱的一種形式，為了提高外柱腳抗震性，必須注意外層高度與柱腿橫截面寬度之比。為了保證角柱結(jié)構(gòu)的載荷。沉入柱塞也是鋼結(jié)構(gòu)支柱更常見的樣式，為了提高埋樁的抗震性，必須控制埋樁深度。箱內(nèi)埋藏深度和柱橫截面高度的差別，H型柱和H型柱腳的工字鋼柱的長度各不相同，前兩個(gè)比例應(yīng)高于2.5，后兩個(gè)比例應(yīng)高于2。4.3.2鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)在現(xiàn)階段，鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)一般以外部防腐材料為基礎(chǔ)。根據(jù)各種鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和需要，在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹防銹材料，能保證更好的防銹效果。還有另一個(gè)設(shè)計(jì)概念，即鋼鍍鋅，通過新創(chuàng)建的表面鋅層，達(dá)到防腐效果。4.3.3防火性能處理混凝土結(jié)構(gòu)的防火性能高于鋼結(jié)構(gòu)的防火性能；因此，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，必須考慮到防火措施，設(shè)計(jì)有針對性的措施。根據(jù)實(shí)際情況和不確定性，選擇合理可行的防火措施。

5.結(jié)語

總的來說，隨著我國工業(yè)工廠的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更加廣泛。鋼結(jié)構(gòu)具有良好的可塑性，但在我國，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用有很多問題，如設(shè)計(jì)質(zhì)量差、設(shè)計(jì)深度低、不考慮實(shí)際情況等。設(shè)計(jì)單位應(yīng)承擔(dān)責(zé)任，積極采取措施改善鋼結(jié)構(gòu)，提高鋼結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性，改善鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)工廠的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者：吳品忠單位：通富微電子股份有限公司