工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究 张静1

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:张静1 杨国平2
[导读] 摘要:针对工业厂房而言,采取钢结构形式,可在一定程度上促进厂房功能性及实用性的提高,并且在延长厂房使用寿命、加强耐久性方面也发挥着积极的意义。
        1浙江众安建设集团有限公司;2浙江大地钢结构有限公司
        摘要:针对工业厂房而言,采取钢结构形式,可在一定程度上促进厂房功能性及实用性的提高,并且在延长厂房使用寿命、加强耐久性方面也发挥着积极的意义。近些年来,工业厂房建设规模逐渐扩大,钢结构设计通过抗震性好、施工简单等特点,得到了大范围的应用。本文主要围绕工业厂房结构设计中钢结构设计的应用进行探析,以期能够为相关人员提供一些有价值的参考。
        关键词:工业厂房;结构设计;钢结构设计;应用
        1 在工业厂房结构设计中钢结构发挥的优势
        (1)经济效益较高
        在工业厂房结构设计中,应用钢结构形式存在较大的优势,这主要是因为工业厂房的空间面积直接影响着生产效率及质量,而钢结构厂房具有方便运输、吊装及安装等优势,一般而言,最大阔度不会超过50米,与传统混凝土物架相比,重量占比较小,在基于同一梁高的前提下,钢结构开间可扩大50%以上,从而不仅可增加厂房的利用率,且还可有效促进方法经济效益的提高,充分的展现了灵活性特点,满足了传统混凝土结构无法满足的大阔度需求。同时,除开操作简便、成本较低等特点,在实际的施工中,借助机械化水平较高的优势,钢构件经生产建工后,就会被运送到施工现场,不会对现场空间提出较高的要求,且质量合格,加之金属网架结构开间和空间均较大,这就在一定程度上满足了内部多种管道对布设提出的要求,实际应用过程中,钢结构上部空间也可得到应用,且施工时间往往较短,在减少建筑成本方面发挥着积极的意义[1]。
        (2)满足了环保要求
        针对工业厂房而言,在其设计中采取钢结构设计,可充分实现绿色施工,这主要是因为钢结构材料可重复的进行利用,在进行安装时,可避免粉尘污染及噪声,当金属构件被拆卸后,还可予以回收再利用,避免了浪费现象的出现,满足了环保要求。
        (3)具有较强的抗震性能
        当遇到地震灾害时,钢结构可起到较强的抗震作用,在基于同等跨度、负载作用的前提下,钢结构自重处于较轻状态,应用钢结构设计后,就在一定程度上简化了结构设计,降低了其难度,在增强了厂房稳定性的同时,也促进了厂房安全性的他高,最大化的确保了人们的生命、财产安全。另外,针对动力荷载钢结构而言,其质量较高,往往会被应用到地震的多发区域。
        2 钢结构在工业厂房设计中需注意的事项
        (1)做好防火设计
        通常情况下,在工业厂房中应用钢结构具有较大的优势,但值得注意的是,受各种因素的影响,仍然存在一些问题,这主要是因为钢结构未具备较强的防火性能,但钢材部件受到极限高温后,其抗拉强度就会随着温度的提高而降低,且塑性也会持续的增大,当温度达到250℃时,虽然抗拉强度会有所提高,但塑性却会出现降低,且往往还会引发蓝脆现象,而温度如若超过500℃则钢材强度则会处于极低状态,情况严重的话,就会造成垮塌,故重视钢结构防火及耐高温设计就非常关键。在进行钢结构设计工作时,相关人员需合理的对钢结构的防火方式进行选择,以起到保护钢结构的作用,这也是提高钢结构耐高温的关键,可在一定程度上避免或降低特殊高温下而引发的垮塌情况。就现阶段而言,在钢结构防火设计中,将防火材料涂在钢结构表面是较为常见的一种防火设计方式,遇到高温时可对钢结构进行保护,有效的提高了钢结构的防火性能[2]。
        (2)做好抗震设计
        近些年来,我国部分地区地震发生频率较为高,故在设计工业厂房时,加强对抗震设计的关注度就非常重要,只有不断提高厂房的抗震性能,才能降低地震对人们生命、财产造成的威胁。在进行抗震设计时,相关人员要进一步对厂房结构的均匀性进行考虑,避免厂房整体受力不均现象的出现,在钢架的基础上,展开对横向、纵向结构的设置,以预防厂房的变形。值得注意的是,当发生地震时,就会直接损伤建筑结构,而这主要是受结构没有满足具体强度要求而导致的,受地震作用力的影响,在建筑物的稳定性得不到确保,失去支撑点后,就会直接造成倒塌,故在工业厂房设计汇总应用钢结构后,还需进一步对厂房支撑系统的合理性及科学性进行检查,以不断促进厂房结构稳定性的加强,促使厂房充分满足抗震性能要求,可在一定程度上规避房屋结构受到更为严重的损坏。


        (3)做好防腐蚀设计
        一般而言,有些钢结构往往需要长时间的暴露在大气环境中,就会不可避免的受到空气腐蚀,加之潮湿等因素的影响,还会加重钢结构的腐蚀程度,从而就在一定程度上缩减了钢结构的整体截面,导致钢结构表面出现锈坑,对钢结构造成破裂,对此为进一步规避腐蚀现象的出现,可将防腐剂涂在钢结构的表面,从而就达到对水蒸气、氯离子等腐蚀隔离的目的,改善了钢结构的质量,提高厂房的安全性。
        (4)合理布置电梯间位置
        针对多层工业厂房而言,就需要安装电梯,从而到达运输重物的目的,对此为提高厂房的安全性,在建设中就要充分考虑各方面因素,确保电梯间位置选择的合理性,不可偏离建筑物中心位置,可选择端部,亦或是角部,且还需规避电梯间受重不匀等现象的出现。
        (5)柱脚设计
        在对厂房结构进行设计的过程中,需重视对柱脚的设计,这主要是钢架的全部荷载均是由柱脚进行传递,对于轻型钢结构厂房而言,其柱脚设计主要包含了两种,即不用承受吊车荷载的厂房,可采用铰接的方式予以设计处理,而需要承受超过5t的厂房,就可采用刚接方式,在设计的过程中,需确保抗剪键设置的合理性,促使其能够充分的承担起剪力[3]。
        (6)节点设计
        针对工业厂房而言,当其使用钢结构设计后,想要进一步提高结构的稳定性,就需重视节点设计,需在基于实际施工情况的前提下,充分考虑各方面要素,从而合理的开展节点形式设计,严格遵守相关设计标准,只要这样才能更好的增加钢结构厂房的稳定性,避免垮塌等安全事件的发生。
        (7)合理设置隅撑
        针对单层钢结构厂房而言,其在进行支撑结构设计时,合理的设置隅撑,其发挥的作用可在一定程度上规避稳定性较差现象的出现。同时,虽然钢架斜梁能够对压力的变化不固定现象进行承受,但无法对厂房的稳定性进行确保,此时就可使用隅撑,从而可进一步满足稳定性要求。当遇到大风天气时,下翼缘由于缺乏平面支撑,就会极有可能降低其稳定性,此时就可在下翼缘处设置支撑,两个人员还需不断丰富自身对下翼缘支撑相关知识的掌握,促使在实际的施工过程在红,能够合理、科学展开,尽可能的降低外力因素对厂房稳定性的影响[4]。
        (8)荷载设计
        针对荷载设计而言,其对专业性提出了较高的要求,需采用科学的方法来开展对钢结构的荷载计算,以进一步确保荷载值的精确性。就目前而言,大部分设计人员在结构的设计过程中,通常会使用设计软件予以辅助,从而达到提高设计精度的目的,在选择荷载值时,需充分考虑过程的气候、环境等条件,例如,针对一些时常下大雪的地区,就需对钢结构屋面的积雪荷载进行适当的增加,以确保厂房结构可承受住大雪的体检,不会受到较大的影响。
        3 结语
        综上所述,近些年来随着我国工业化发展的加快,工业厂房建设数量也在随之增加,而厂房设计的安全性直接影响中工业生产的安全性,对此就需加大对厂房结构设计的重视,钢结构由于其建设简单、成本低等特点得到了大范围的应用,但受钢结构自身缺陷等因素的影响,钢结构设计中仍存在一定的问题,对此相关人员就需严格遵守相关标准规范,重视防火、抗震等性能的强化,以不断提高厂房质量,提高厂房的安全性。
        参考文献
        [1]梅神兵,李学芳.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J].江西建材,2018(01):20-22.
        [2]刘启.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J].建材与装饰,2019(13):100-101.
        [3]梅神兵,李学芳.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J].江西建材,2019(01):20-22.
        [4]刘启.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J].建材与装修,2019(13):100-101.
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