钢结构在工业厂房设计中的应用分析

作者：老浩寅，王 辰

来源：《中国住宅设施》 2019年第4期

老浩寅 王 辰/ 天津市建筑设计院 天津 300074

摘 要：工业生产将设计厂房结构，以及有关操作环境等作为关键考虑条件，要想不断提升厂房应用的安全性，应科学应用安全且稳定的钢结构设计，使厂房可以更好的抵御各种外部影响，有利于结构设计与其他施工基础有效适应，达到各种工业生产需要。本文针对厂房设计内容，提出钢结构应用优势，指出其设计特点及应用情况，希望可以为实践设计提供参考。

关键词：钢结构；工业厂房设计；应用

引言

在工业化生产与管理过程中建设厂房是关键内容，为有关生产活动与相关人员的生活休息提供了关键场所。科学设计厂房是最关键的建设需求， 其中稳定与耐久的材料是不断提升安全性的关键因素， 作为体现出较强实用性的钢结构材料，形成了广泛的应用范围。因此，对其应用设计研究具有一定的实际意义。

1 应用优势

1.1 大开间结构

钢结构科学应用在厂房设计中的关键优势是能够形成较大的开间，实际表现为：第一，相较于其它材料，表现出较强的灵活性， 同时十分轻。与类似材料相比， 运输与吊装操作更为便捷。通常状况下， 最大跨度绝不能达到5 0 c m，同时相当于1 / 3 屋架重量，在梁高普遍相同的前提下，钢结构明显超过混凝土自身的开间，因此可以更为灵活的安置， 彻底达到设计要求的大跨度特点。第二， 便捷安装与拆卸结构节省了操作工期。实际安装操作中， 形成极高的机械化生产水平， 具有一定专业化水平的构件厂家生产相关材料， 保证材料质量。另外，现场操作时，负责相关的人员还必须不断投入人力和物力，不断提升操作水平[ 1 ]。

1.2 重量较轻

建设操作中，重量相对偏轻，最大程度降低地基承载力。同时结构系统逐步提高了抗震能力，简化了操作流程，冷弯薄壁的特殊结构普遍应用在操作中，一定程度提升了防腐水平，增加了项目的应用时间。

1.3 提升操作效率

具体设计中，生产商在制造零部件时，凭借极高的强度与机械化制造材料，获得良好的质量与准确性。同时，有关人员还要向工地运输零部件，工地组装操作结构时，采取螺栓硅有关的零部件实施紧固，选择合理的方式，不但减少了操作时间，还对繁琐的操作流程进行简化，逐步提升了建筑水平[ 2 ]。

1.4 抗震特点

结构产生较高的塑性与韧性，因此，可以有效预防地震灾害，水平相对较高的抗震特点可以最大程度降低破坏。对于动力荷载来讲， 结构质量相对极高， 通常可以有效抵抗达到八级的地震， 大规模应用在频繁发生地震的区域。

2 科学设计

2.1 防火设计

与混凝土结构对比，不断改变的温度极易影响结构本身性能，降低了防火性能。因此，应高度关注结构自身的隔热与防火设计， 逐步提升安全水平与可靠性能， 确保稳定开展生产。有关人员需要科学分析与界定厂房的火灾危险类型， 明确对应的防火级别。认真根据有关规定与需求， 采取对应级别的构件， 充分降低火灾毁灭性影响结构的程度。目前，要想对耐火级别有效提升，一般采取表面涂抹防火材料的方法，保证相应的防火级别。另外， 相关人员基于各种不同角度解析， 认真安排有关的预防操作， 例如对疏散通道与安全处漏科学设置， 从而更好紧急疏散火灾中的人员，最大程度减少损失。

2.2 防腐设计

结构产生的性质促使其容易在大气中发生氧化，容易产生腐蚀，不断增加的环境湿度加剧了氧化程度，形成十分显著的腐蚀。对结构持续影响迅速缩小了截面积， 有关人员根据实际区域环境， 设计可行性操作方案与相关措施， 尽量减少发生腐蚀的现象。目前， 钢结构具体将防腐材料涂抹在外面进行处理， 及时分隔氧气和水蒸气等，达到保护目的。涂抹防腐材料的过程中，结合各个位置产生的实际需求，对其厚度适度变化[ 3 ]。

2.3 房屋面结构设计

第一，结合结构形成的支撑效果开展科学设置，针对实际设计来讲，最关键的内容是稳定性，为了不断提升这一性质， 应密切围绕有关的支撑体系开展科学设置， 而设计屋面结构也是这样， 相应屋面也产生十分关键的支撑功能，应结合屋面实际受力状况精准分析，达到安全设计的目标。

第二，联系设计屋面结构分析，相应还发挥了其他不同的性能，例如全方面考虑结构的防排水系统设计，获得最理想的设计效果， 防止渗漏现象出现在后续应用过程中， 基于此， 把专业化的排水沟引入结构， 同时严格选择操作所需的材料，并不断提高其防水能力。

2.4 抗震设计

设计结构中，至关重要的因素是抗震设计，尤其是在频繁发生地震的区域，设计过程中更加需要强调防震设计， 综合提高抗震水平， 产生极强的抗震特点， 保证安全性能。布置结构过程中保持对称且均匀， 准确把握结构之间的传力， 降低震动破坏厂房的程度。选择科学的连接方法， 注意稳定连接屋架和柱子、屋面板， 防止发生更加严重的破坏性。此外， 不断强化柱拉结墙的能力， 对高宽比例科学调节， 通过最佳的减震方法， 持续提升抗震水平[ 4 ]。

2.5 调整结构与工艺设计

在日常生活中厂房是十分关键的活动场所，要想顺利开展操作，协调结构整体与生产模块的工艺，即墙体实际厚度满足设计工艺参数需求，科学布置支架。目前主要通过网架、索膜与框架等形式布置钢支架。实际设计中，相关人员应联系实际要求对钢支架科学选择形式。同时强化结构特点， 按照工艺设计需求使用对应材料， 达到提升综合功能的目标。

3 实际应用

以某制造厂为例，设计见图1。内部是浇铸操作中心，拥有复杂的操作程序，提出更为严格的设计要求。第一层主要是平面矩形设计， 大概面积是9 8 0 0 m 2， 综合跨度是25m，并把桥式起重设备放置在主跨内部。由于操作技术与程序设计带来的约束， 具体采取钢柱结构的网架结构， 正方四角堆焊接网架是顶部。H 型钢结构作为中柱截面， 并焊接钢板。厂房附近大概6 m 设计抗风柱，发挥垂直支撑的作用。采取强度相对较高的螺栓进行科学连接， 有效提升了整体的抗弯性能。

结语

不断发展的工艺时代， 相应提升了建设水平。高水平的厂房一定程度推动了生产的稳定发展， 相应也提升了人们的生活水平。近年来已经出现很多有关钢结构设计的全新工艺， 加之成功研究的新材料， 相应增加了应用效率。同时结构本身表现出的绝对优势， 应用在设计厂房建筑汇总， 表现出较强的灵活性， 保证建设的顺利实行。

参考文献

[1] 辛晓山．钢结构框架体系在工业厂房中的应用以及最优方案设计[J]．价值工程，2016（12）：112．

[2] 黄带好．工业厂房设计中轻型钢结构的应用[J]. 硅谷，2016（23）：88．

[3] 许英. 浅谈钢结构工业厂房设计及施工问题分析[J]. 门窗，2016(6)：89.

[4] 康乐. 某钢结构工业厂房的设计实例[J]. 科技创业家，2015(13)：120.