工业厂房结构设计中钢结构设计分析

工业厂房结构设计中钢结构设计分析

孟明强

山东电力建设第三工程有限公司工程咨询院 266100

摘要：钢材是目前最常用的建材，其质量轻，强度高，抗震性能好，韧性好，被大量用于现代工业厂房的建造。在此基础上，本文从钢结构的优点和建筑技术入手，从荷载、钢柱、防火、防震、工艺、防腐、支撑系统等几个角度进行了相关的研究，从而确定了工业厂房建筑的结构设计方法，以求为企业提供借鉴。

关键字：钢结构；工业厂房；结构设计；建造分析

引言：在工业厂房建筑中使用钢结构，不但能够有效地增强其功能性，还能够增强其安全性和实用性。工业厂房结构设计中应用钢结构设计，具有很好的经济效益，造价低廉，不会对后期的维修工作提出很高的要求。对于工业厂房来说，材料的选取和结构的设计是非常关键的，会在某种程度上对整个建筑的作用和功能产生一定的影响，因此，在工业厂房的总体结构设计中，要特别注意对建筑材料的选取。

1.钢结构设计应用优势分析

与其他建筑材质相比，钢材自重更低，对基础受力更少，可以很好地克服常规水泥建筑的不足之处。例如：冷弯薄壁钢结构具有良好的使用效果，在居住建筑的建设中，能够有效地提升其抗腐蚀能力。同时，其重量轻，柔韧等特性，也为后续的运输，提升和悬挂创造了更为方便的环境。在同样的构造条件下，钢筋的自重是钢筋支架的1/3，钢筋支架的开口比钢筋支架高出60%。最重要的是，这种钢架可以任意组合，方便组装，而且拆卸起来也很方便。在新的时代，目前最重要的是要达到工业车间的自动化生产，而钢结构则可以支撑起一个高度自动化的生产和加工流程，同时还可以在里面加入某些特定的金属元素，从而有效地提升整个产品的品质和精度。根据实测的资料，钢材的抗震性和延展性都很强，能够抵抗8级以上的强震。

2.工业厂房结构设计中应用钢结构设计概述

由此可以看出，在建造工业厂房的时候，使用钢架是一种很好的选择，但是在建造的时候，必须要对其建造工艺进行综合研究。第一个是建筑的构造。钢结构更适用于多轴、远距离中心和中心扭转趋向的厂区，所以在进行布局时，要将风、地震等外力因子考虑进去，从而来决定建筑物的电阻结构。通常，在钢结构的工业厂房里，墙体是最重要的一个构件，但是当墙体的横向变形无法达到最小限度时，就会把厨房墙体、卫生间等墙体做成抗侧力框架。第二是对网格中圆柱体结构的规划。在钢架建筑中，立柱间距的选择是决定建筑工程质量的重要因素，而立柱间距的选择是立柱间距的选择。在确定柱间距时，主要是将其与其他构件之间的空间分隔开来，在同一构件时，应充分利用构件间的间距和构件间的隐蔽关系。另外，为了准确地定位立柱，应考虑外墙面上的钢桁架与窗户表皮的间距。第三个问题是如何选取合适的结构体系。结构体系可以由建筑高度来决定，六层之下的建筑物可以使用框架或者框架支撑系统，六层以上的建筑可以使用框架剪力墙混凝土系统或者框架支撑系统。对于较高的层数，为了确保建筑物的安全性，应采取双层体系。

3.工业厂房结构设计中应用钢结构设计应用

3.1承重结构

在工程实践中，对钢质工业建筑进行载荷的计算是十分重要的，载荷的取值精度越高，则其稳定程度越高。在进行工业厂房的规划时，要充分考虑工业厂房的地理位置、气候条件、周边环境和特定的用途。通常来说，混凝土框架的受力可以分成两个方面，一个是压型钢框架的受力，另一个是檩条框架的受力，一个是屋面的受力，一个是屋面的受力。

3.2钢柱设计

按照厂房的使用要求及具体条件来进行，使其断面符合厂房的经济、生产及其他要求。第二，就是压力的大小。钢铁的特性比较独特，特别是对于型钢这样的特定类型的钢铁，要对其类型和机型进行全面的分析，保证承载力、加工周期和建设的经济都在可控的情况下。第三个方面是合成剖面。结合实际工程，依据实际工程中的实际工作条件，合理选择各种规格的构件，以达到降低钢材用量的目的。例如，一个厂区的跨度为6m，总共有10跨，它采取了一个横向双跨越的方法来放置钢柱，它的跨间距是18m，其中工艺、结构和经济三个因素是非常关键的，在具体放置柱网时，还必须要仔细地加以考虑。

3.3防震设计

适当的热处理工艺对钢筋的力学性能影响不大，但对钢筋的力学性能影响较大，而对钢筋的力学性能影响较小，其力学性能随时间的延长而下降。在300～650摄氏度范围，钢的力学性能将逐渐下降，当温度超过650摄氏度时，钢的力学性能将会彻底下降，从而使钢的构件失效。所以，在实际施工中，要对钢结构进行综合分析，选定限度，对厂区周边进行调研，对其进行消防危险级别评价，在此基础上，就可以进行进一步设计。最常用的两种表述方法是截流设计和擦拭设计，第一种是在钢结构的表层，添加一层绝缘保护物质，使其遇到热时能够起到一定的效果；第二种是在钢结构的表面上，喷洒一种化学阻燃物质，以提高钢材料的耐火性。相对来说，这种涂布式的结构，在各种情况下都可以使用[1]。

3.4性能优化

抗震设计要依据建筑物的高度来进行，在房屋的总高度小于16m的时候，可以按规范的间距来进行控制，从而确保房屋的挤压阻抗性。若楼房的总高大于21米，则应视具体条件而作适当的调节。由于钢材自身的自重，所以在建筑物自身阻力比较大的情况下，应尽量选择具有高质量和高韧性的立柱。而在安装野外球团时，要确保它比断面高2到3个百分点。钢铁材料的耐蚀性很低，长期接触到大气，很可能会发生腐蚀，从而影响到整个结构的承载力。当大气中的水分含量高时，会使腐蚀更加严重，因此，在实际工作中，通常会对钢材进行涂料或镀锌处理，使其与腐蚀介质隔绝。另外，还可以在钢材的表层上，涂上具有高透水率的防水涂层，使钢材与大气中的水分隔离，从而减少钢材周边的水分含量。但是，如果出现了太多的锈蚀，就会对后期的维修和养护产生不良的作用，所以锈蚀的厚度最好是在150—200µm之间。例如，在钢铁构件的表层上涂上防腐涂料，该涂料的密度与舒适度都比较好，而且除了防止水蒸气之外，还可以防止其他的腐蚀。因此，提高材料的抗蚀性和抗蚀性，提高材料的抗蚀性和抗蚀性，提高材料的抗蚀性和抗蚀性，是提高材料抗蚀性的关键

[2]。

3.5支撑设计

支撑体系就是厂房支架的设计，它与结构的强度有着密切的联系，也就是在其达到了一定的程度后，才可以确保其稳定进行，从而进一步提升了混凝土的整体稳定性。在进行支撑体系的设计时，要对厂房高度、内部结构等多个方面的影响进行全面考虑，以保证在钢立柱间的支撑体系的稳定，同时还要达到支撑体系与横向水平支撑的合理搭配。例如，某厂家将钢材的跨度设为18m，各钢柱间相隔6m，则抗风柱间相隔6m，从而形成一个稳定的支撑体系。在此基础上，通过对斜拉桁梁体系的分析，提出了一种新型的斜拉桁梁体系，它是一种新型的斜拉桁梁体系。假如在初步设计结束后，发现其品质不能达到施工的需要，应在其上适当地加设钢杆，以更好地保障了其稳定与安全。在进行工业建筑的建筑时，若以钢铁为主体建筑，则应结合本公司具体情况，选用适当的技术机械，并对钢铁进行适当的组织，以确保建筑的质量。例如，某厂房，基于钢材的重量、施工场地条件等多个方面的原因，最后选择了悬挂式承重，而且对施工工艺进行了进一步的确定和分析[3]。

结论：综上所述，要实现产业的高效率、高质量发展，工业厂房起着举足轻重的作用。在具体的建设中，既要确保设备的安全、稳定，又要按照建设项目的要求进行建设。使用钢结构可以最大限度地达到对建筑质量和性能需求，为今后的发展打下一个良好的基础。

参考文献：

[1]邢妍.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用研究[J].陶瓷,2022(09):126-128.

[2]曹凯敏.工业厂房钢结构设计要点分析[J].房地产世界,2022(16):67-69.

[3]吴佳莹.钢结构设计在工业厂房结构设计中的应用[J].工程建设与设计，2021(07):14-16+35.