1、对工业厂房钢结构的设计探讨摘要:钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点,但作为一种材料,它也有很多缺点,例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素。本文就工业厂房钢结构设计为基本点，进行详细的分析。 关键词： 工业厂房；钢结构；设计 中图分类号：TU291 文献标识码：A 现如今，国内以及国外的钢结构，大力推广和发展了新型的技术以及工艺，使得在工程的建筑过程中，大规模的使用到了防腐涂料、高效防火涂料以及高强度的板材。使得工业的建筑范畴中，钢结构被广泛的应用，在发展速度上较快。工业的建筑在进行结构设计的过程
2、中，每一位设计人员在经验方面都体现出不同的姿态，理解规范的程度也不一样，使得在设计问题的时候，在选用处理的方法上也不同。 1.工业厂房钢结构设计的准备工作 1.1 结构分析 分析工业厂房的钢结构是非常重要的组成部分，在架构的评估进行完毕之后，设计的相关人员一定要系统的将厂房钢结构分析透彻，看能否和施工要求相符，必要的情况下，和较重要的参数要进行再次的核对，探究安全隐患、结构变形以及工程周期等问题。 1.2 结构判断 在准备阶段，设计人员要按照企业所给予的相应资料对其判断、分析，证实钢结构是否适合应用在厂房中，按照设计的经验会得出，不是全部的工业厂房都和钢结构的形式适合，如果随意的选取钢结构设计
3、，一定会导致建筑安全事故。 1.3 结构评估 结构评估经过力学模型的建立，进行构件截面中详细参数的分析，在钢结构厂房中的结构预估过程中，是设定和分析梁柱支撑中的断面参数，接着再证实钢梁在一定程度上，能否选取焊接型钢、槽钢以及轧制等截面。 2.工业厂房钢结构在设计过程中应该注意的问题 2.1 钢结构工业厂房支撑系统的设计为了保证钢结构厂房的空间工作,提高其整体刚度,承受和传递纵向水平力,防止杆件产生过大的变形,避免压杆失稳,以及保证结构的整体稳定性,应根据厂房结构的形式,车间吊车的设置,振动设备以及厂房的跨度、高度,温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统
4、,并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素,并影响温度应力的大小,下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部,使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时,一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑,但温度区段的长度大于 150 米时,为了保证厂房的纵向刚度,应在温度区段内设置两道下段柱支撑,其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内,为了避免过大的温度应力,两道支撑的中心距离不宜大于 72 米。 2.2 钢结构工业厂房中的防火设计 钢结构的工业厂房具有着较差的防火能力，在以上的受热温度针对于钢材时，温度若不断升高，刚才
5、在抗拉的强度上就会逐渐降低，增大塑性的现象也会出现。如果达到以上的温度时，刚才一定会产生徐变的现象。如果达到 以上的温度时，会立刻变成最低的刚才强度，有时还会造成工业厂房塔罗的情况。所以，有必要按照相应的建筑设计中防火的规范，将厂房发生火灾的危险性等级有效确定，以这样的方式让钢结构能够符合耐火极限的相关要求。并且，专业的设计人员在设计的过程中，要把保护钢结构放在首位，最好选用钢结构的防火方式。当前的钢结构厂房中，在防火保护方法中得到广泛应用的是，将钢结构的防火涂料涂在钢结构的表面上，火灾若发生的时候，能够起到耐火隔热的作用，那么钢构件的耐火极限就会得到提升。 2.3 钢结构工业厂房抗震性设计的
6、在对钢结构工业厂房做抗震设计时应注意:首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布,使厂房受力均匀,变形协调,尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架,以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形；其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成,所以合理布置支撑系统,保证厂房结构整体稳定性,对钢结构厂房尤为重要；最后，在地震作用下,存在着低周疲劳作用,设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计,应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服,应使结构构件能进入塑性工作,充分吸收地震能量发挥其抗震能力。
7、 2.4厂房的工艺设计和钢结构设计要相互协调 在企业的生产区域中，钢结构的工业厂房是其中的一个重要模块，生产过程想要完善，厂房是必不可少的。有时，厂房结构不符合设计规定会体现在：墙体宽度、厚度以及高度的指标不足；不合理的钢支架分布等。钢结构的基本形式包含：塔桅、网架、索膜、轻钢、平面桁架、框架以及空间桁架等，设计人员要按照企业的具体要求和建厂条件选取相应的结构，其中网架结构适用于悬挂荷载偏大的情况下，这样的选取方式会将建筑荷载减小。并且，厂房结构在选型方面，还能够在支撑结构方面使用不相同的材料，在选择的领域中要按照使用要求进行选择，具体可以选取无缝钢管、焊接钢管等材料对结构的需要使其满足。在无
8、缝的钢管中包含着中空的截面，此界面可以作为对流体进行输送的管道。圆钢和钢管等一些实心的钢材进行比较的情况下，产生在抗扭抗弯的强度中，拥有着较轻的质量，在厂房的结构中应用，能够稳定钢结构。所以，在结构设计方面一定要和工艺条件相符，厂房的设计也要符合工艺要求。 2.5 钢结构工业厂房耐热能力设计 钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在 100以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在 250左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象；当温度超过 250时钢材出现徐变现象;当温度达 500时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。因此,当钢结构表面温度处于 150以上时
9、,必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决） 。 3.结束语 钢结构的设计是非常特殊的工作流程，设计规范要严格的遵从，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，要力求将工业厂房的钢结构设计中，将适用、安全以及经济的作品有所呈现。 参考文献 1刘 震.工业厂房钢结构设计体会J.中国科技信息，2012（06） . 2路克宽.钢结构工程便携手册M.北京机械工业出版社,2003. 3季 涛.大型钢厂工业厂房钢结构施工的若干技术问题J.西安建筑科技大学，2009 （06） . 4王景文.钢结构工程施工与质量验收实用手册M.中国建材工业出版社,2005 5黄芳正.日本工业厂房钢结构设计的若干问题和设计特点分析J.冶金建筑，2005 （11） . 6张晨.钢结构设计的简单步骤和设计思路J.山西建筑,2005. 7叶 毓.工业厂房钢架构工程监理工作实践与体会J.广东建材，2007（09） 8陈绍蓉.钢结构M.中国建筑工业出版社,2006.
