浅论钢结构工业厂房的设计与施工

摘要:钢结构工业厂房因其施工速度快、自重轻、抗震性能好、环保等特点在建筑工程中已被广泛认可,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用。

关键字：钢结构；工业厂房；设计与施工

Abstract: the steel structure industry workshop for the construction speed is quick and light weight, seismic performance is good, environmental protection and other characteristics in building engineering is widely recognized, in industrial workshop design gradually took the place of heavy steel reinforced concrete structure and is being widely used.

Key word: steel structure; Industrial workshop; Design and construction

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

引言

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。

1 工程概况

洛阳市人力资源综合市场项目位于洛南新区体育中心南侧、开元大道北侧。工程包含配套办公楼、过街通道和人力资源综合市场（会展中心）三部分。人力资源综合市场地上3层，地下1层，配备办公楼地上5层，地下1层，南侧和北侧局部设置若干夹层。总建筑面积101606m3，建筑高度31.7m。±0.000相对于绝对标高146.900。该市场建成后，不仅为全市提供人力资源交流、就业指导、人事和社会保障事务、社会保险业务办理等各项服务，同时还具备大中型会议展览和城市规划展览功能，其美观大气的建筑造型也将为新区增添一道新的亮丽风景。

洛阳市人力资源综合市场效果图

2 钢结构工业厂房设计

钢结构工程要针对安装阶段和制作阶段分别编制施工组织设计。此外，制作工艺还应包括制作阶段得各项质量标准和工序，以及出台各种紧急应对措施。

2.1 钢结构工业厂房支撑系统的设计原则

为了确保钢结构厂房的空间设计达标，应适当提高其整体制度，传递和承受纵向水平力。从而避免压杆失稳，防止杆件产生过大的变形开裂。并且还要确保车间吊车的整体设置以及厂房的高度、跨度和温度区段的长度等情况布局可靠的支撑系统。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要梁柱，它影响着温度应力的大小，所以，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部。使吊车粱等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。

2.2 钢结构工业厂房的抗震设计

对于钢结构工业厂房的抗震设计，应该从以下几个方面入手：

2.2.1 在总体布置方面要求厂房刚度均匀分布和结构的质量，使厂房变形协调受力均匀，尽量避免因结构钢度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用钢架与梁柱有一定的框架。这样可以充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形

2.2.2 对于钢结构厂房的失效，一般情况是因为杆件失稳而造成并非杆件强度不足的原因，合理设置支捧系统可以保证厂房结构整体稳定性，对结构厂房尤为重要

2.2.3 在防地震设计时应注意钢结构对厂房搭建的影响。

2.3 钢结构工业厂房耐热性设计论文

钢结构的工业厂房防火能力较差。相应的钢材结构在100摄氏度以上时，钢材的抗拉能力将随着温度的不断升高而降低。当温度增加到摄氏度250左右时，钢材的抗拉程度有所提高，但可塑性却降低了，并出现了相应的脆裂现象，超过摄氏250度时钢材将出现裂变现象。而温度达到500℃时，钢材将达到最低的强度从而致使相应的钢材结构变异塌落。当相应的工业厂房温度达到摄氏150度时，应进行相应的隔热和防火设计。

3 钢结构工业厂房的特点

3.1 钢结构工业厂房的优点

钢结构工业厂房的优越性主要体现在以下几个方面：①施工简易、灵活。用于生产钢结构工业厂房的构件可以在工厂中批量生产，相对于钢筋混凝土结构的建筑来说，钢结构工业厂房施工速度快、施工简易方便、安装快捷，在缩短施工周期方面占据了绝对性的优势。②综合性能好、自重轻。一般钢结构工业厂房由于其结构上的简易，先进的材料自重较轻的特点，与其它工业厂房结构材料相比可以减轻建筑物整体结构重量的30%之多。在地基承载力较低和地质问题多发的地方，用于这种材料就具有了明显的优越性能。同时，钢结构工业厂房还具有所占空间小的特点，在现如今寸土寸金的时代里，更是得到了广大建筑设计者和建筑商的青睐。③环保。环保在现在整个人类社会中已成为了共同关注的话题，环保问题关系着人类社会的长远发展和生存质量，因此，世界各国都在不断的积极投身到环保工作当中。在这种大的潮流驱动下，钢材作为一种高强度、高能效的材料，由于其钢结构体系本身就是一种绿色环保型的建筑结构体系，其再循环利用的可能性和必然性都要比其他材料的工业厂房建筑大得多。综合上述优势，专家认为，钢结构的工业厂房无论从经济还是从长远考虑，其综合性能优于钢筋混凝土结构体系。

3.2 钢结构工业厂房的缺点

任何东西的存在都具有两面性，钢结构工业厂房同样也需要对其进行两面性的分析。它所具有的优点所有人都有目共睹，但是基于这种优点下的缺点也不容被忽视的，主要表现在以下几点：第一，防火性能差。钢结构工业厂房的主体结构由于没有钢筋混凝土和水泥混凝土的隔绝，一旦发生火险，后果是严重的。因此，从任何一方面考虑，钢结构工业厂房都应做好防火工作。第二，易锈蚀。钢的主要成分是铁，在潮湿的空气当中，很容易发生化学反应而被锈蚀。被锈蚀之后的钢如不及时处理，锈蚀的速度将会成倍增长。

4 钢结构工业厂房图纸设计的重要性

无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把新问题解决在施工之前,减少因图纸新问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计,其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求,以及为保证产品质量而制订的各项具体办法。

5 对钢结构工业厂房抗震性设计的重点

在对钢结构工业厂房做抗震设计时应注重摘要: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和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经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，在地震功能下,存在着低周疲惫功能,设计时应注重其对厂房的影响。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。

6 钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性

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,必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。而钢结构工业厂房的施工中，存在的新问题非常的繁冗，在这里我们只对比较突出的几个新问题进行分析探究。

7 小结

综上所述,做好工业厂房结构设计与施工的关键在于:概念应清楚,结构选型应做到合理;施工图的设计应与施工相结合,避免施工困难;结构计算要准确,施工安全和质量必须严格按规范及要求执行,以达到最佳效果。

参考文献:

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