淺析鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計中的應(yīng)用

張昊天　谷麗

摘 要：鋼材具有強度高、自重輕以及抗變形能力強等優(yōu)勢，被廣泛的應(yīng)用于跨度及重力較大的建筑物中，極大的改善了建筑物的整體性能，建筑物的穩(wěn)定性和安全性能提升。尤其在工業(yè)廠房設(shè)計中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，廠房施工工期大大縮短，降低了施工成本的投入，且鋼結(jié)構(gòu)自身的剛性性能，大大的提高了工業(yè)廠房的使用性能，本文結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)缺點，系統(tǒng)的闡述了其在工業(yè)廠房設(shè)計中的應(yīng)用，希望可以為鋼結(jié)構(gòu)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用提供一定的理論借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；應(yīng)用

中圖分類號：TU391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0122-01

鋼結(jié)構(gòu)材料勻質(zhì)性和各向同性好，是一種比較理想的彈性體。其具有韌性好、強度大、抗變形能力強的特點，能夠承受住較大的動力荷載。再加上鋼結(jié)構(gòu)自重輕的特點，使得其施工比較方便，縮短了施工時間，大大提高了施工的效率，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。因此在工業(yè)廠房設(shè)計中得到了頻繁的應(yīng)用。下邊就通過結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)缺點，系統(tǒng)的論述了鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計中的應(yīng)用。

1 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

1.1 優(yōu)點

（1）鋼結(jié)構(gòu)開間大。由于現(xiàn)代工業(yè)廠房建設(shè)呈現(xiàn)出規(guī)?；奶攸c，傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足工業(yè)廠房建設(shè)規(guī)?；男枰?，在實際的應(yīng)用中逐漸被鋼結(jié)構(gòu)所取代。鋼結(jié)構(gòu)的跨度比較大，可以根據(jù)實際施工的需要進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，其開間是傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)的一倍左右，布設(shè)柱網(wǎng)的靈活性比較強，能夠切實滿足工業(yè)廠房建設(shè)大規(guī)?；男枰＃?）鋼結(jié)構(gòu)自重輕?？v所周知，傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)是由混凝土材料澆筑而成，其自身重量比較大，不僅增加了施工人員的工作量，且提高了施工的難度和危險性，施工人員稍有偏差就會釀成人員傷亡，增加了施工成本投入。而鋼結(jié)構(gòu)尤其是輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，突破了原有建筑材料自身重量大的缺陷，鋼結(jié)構(gòu)自身重量大大減輕，降低了施工的難度和危險系數(shù)，保障了施工人員的人身和財產(chǎn)安全。（3）鋼結(jié)構(gòu)抗震性好。由于鋼結(jié)構(gòu)是由不同型號的鋼筋組合而成的鋼結(jié)構(gòu)體，所以在整體上具備了鋼筋的優(yōu)良性能，其抗壓性相對較強?？梢杂行У钟卣鸬茸匀粸?zāi)害對工業(yè)廠房的破壞。（4）節(jié)能環(huán)保。傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)是由大量的水泥以及砂子澆筑而成的，這些原材料的采購成本比較高，提高了工業(yè)廠房建設(shè)的成本。而且混凝土結(jié)構(gòu)回收率低，不能進行重復(fù)利用，造成了資源的浪費，嚴(yán)重影響了工業(yè)廠房建設(shè)的經(jīng)濟效益。且混凝土在拌和的過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，造成大氣的污染，對施工人員的生命安全構(gòu)成威脅。而鋼結(jié)構(gòu)在建設(shè)工業(yè)廠房中幾乎不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，完全符合現(xiàn)代建筑綠色環(huán)保理念。同時鋼結(jié)構(gòu)還可以重復(fù)利用，在一定程度上節(jié)約了資源，降低了施工成本投入，經(jīng)濟效益比較明顯。

1.2 缺點

（1）防火性差。鋼結(jié)構(gòu)的防火性會隨著溫度的升高而降低，在高溫下的鋼結(jié)構(gòu)會發(fā)生形變。一般情況下，當(dāng)溫度小于200℃時，鋼結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，當(dāng)溫度大于200℃時，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會大大降低。當(dāng)溫度大于600℃時，鋼筋就會變軟，其承重力劇減。在工業(yè)廠房發(fā)生火災(zāi)時，鋼結(jié)構(gòu)的受損程度要遠遠高于混凝土結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生坍塌，造成巨大的經(jīng)濟損失。在最近幾年新聞中經(jīng)常報道某工廠發(fā)生火災(zāi)的事故，縱觀這些發(fā)生安全事故的廠房大多是鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，在進行工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)做好必要的防火措施，將事故發(fā)生的幾率降到最低。（2）抗腐蝕性差。鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼制材料組成，其抗腐蝕性較差，長期處于潮濕的環(huán)境中，難免會發(fā)生氧化腐蝕的現(xiàn)象，降低了鋼結(jié)構(gòu)的美觀度以及使用性能，同時縮短了工業(yè)廠房的使用壽命，使其存在極大的安全隱患。如果不及時進行防腐處理，那么鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的面積將會無限增大，腐蝕的程度也會不斷加重，進一步加大了工業(yè)廠房的危險性。

2 鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計中的要點

2.1 防火設(shè)計

通過上文中對鋼結(jié)構(gòu)特點的研究，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)自身的防火性能比較差，在遇到高溫的情況下，極易發(fā)生變形的現(xiàn)象，其抗拉強度急劇下降，很可能會出現(xiàn)垮塌的狀況，無法保障工業(yè)廠房中設(shè)備以及工作人員的安全。因此，必須依照相關(guān)設(shè)計防火規(guī)范，明確工業(yè)廠房耐火等級指數(shù)，并采取有效的措施對鋼結(jié)構(gòu)進行防火處理，對鋼結(jié)構(gòu)進行保護，將鋼結(jié)構(gòu)的耐高溫極限提升到一定的范圍內(nèi)，防止或者是避免其在遇到高溫狀況時發(fā)生坍塌的事故，最大限度的降低損失，確保人身和財產(chǎn)安全。

此外，為了進一步確保工業(yè)廠房的安全性，應(yīng)科學(xué)的布置其防火區(qū)，并嚴(yán)格控制好每個防火區(qū)的范圍和界限，且各個防火區(qū)的疏散口的數(shù)量以及疏散的距離應(yīng)滿足實際防火的需要，能夠切實確保在發(fā)生火災(zāi)時，工作人員在最有效的時間內(nèi)撤離，保障人員安全，降低經(jīng)濟損失。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的特點，合理的布局安全疏散路線，設(shè)置安全出口標(biāo)志，避免不必要的財產(chǎn)損失及人員傷亡。

2.2 抗震設(shè)計

現(xiàn)在地震鄧地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生越來越頻繁，且地震等級越來越高，對建筑物的破壞性極大。因此，為了確保工業(yè)廠房的安全性，需要對鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房進行抗震設(shè)計，以提升廠房的整體使用性能，尤其是對于多層的復(fù)雜性的廠房結(jié)構(gòu)，更需要對其進行防震縫設(shè)計，參照國家有關(guān)抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格履行相關(guān)設(shè)計和施工規(guī)范，切實確保工業(yè)廠房抗震設(shè)計的有效性。一般情況下，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房的高度低于16m時，廠房的邊緣部分與防震縫兩邊之間的距離應(yīng)控制在13mm以內(nèi)。而當(dāng)廠房的高度達到20m時，應(yīng)將廠房邊緣部分與防震縫兩邊的寬度調(diào)制20mm以上，以有效降低或者是避免地震災(zāi)害對工業(yè)廠房設(shè)計的破壞。

2.3 防腐蝕設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)長期的暴露在大氣環(huán)境中，大氣中含有充足的水分和氧氣，當(dāng)氧氣和水分達到一定范圍時，鋼結(jié)構(gòu)就與與大氣發(fā)生氧化發(fā)硬，導(dǎo)致其出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。且現(xiàn)代工廠數(shù)量的不斷增多，其所排放的污染物對大氣造成了嚴(yán)重的污染，使得大氣中的有毒化學(xué)物質(zhì)增多，進一步加劇了鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕程度。鋼結(jié)構(gòu)表面各種類型的銹坑的存在，不僅影響了鋼結(jié)構(gòu)自身的美觀度，且降低了鋼結(jié)構(gòu)的使用性能。隨著腐蝕的進一步加深，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部會出現(xiàn)不同程度的破壞，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的潛在危險性就會爆發(fā)，進而造成安全事故。因此，需要對鋼結(jié)構(gòu)進行防腐處理。一般是采用涂抹防腐材料的方式提高鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能，在選擇防腐涂料時，一定要嚴(yán)格考察其性能的優(yōu)越性，以保障防腐施工的有效性。此外，在對鋼結(jié)構(gòu)進行防腐涂料施工時，一定要采用正確的涂抹工具，規(guī)范作業(yè)人員的涂抹操作，保持防腐材料涂抹的均勻性和有效性，從而提高鋼結(jié)構(gòu)的使用性能，切實保障鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的安全性。

在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要遵循“強抗放”、“圖紙留置”的原則，并結(jié)合實際建設(shè)需要，科學(xué)的防范鋼結(jié)構(gòu)施工中異常情況的出現(xiàn)，并根據(jù)可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，制定有效的應(yīng)對措施，以最大限度的降低異常情況對鋼結(jié)構(gòu)施工的影響，切實保證鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計中的有效性和安全性。

3 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)雖然性能優(yōu)越，同時也有自身的缺陷，需要相關(guān)技術(shù)人員對鋼結(jié)構(gòu)進行不斷的研究，利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)的性能進行改進，以提高鋼結(jié)構(gòu)自身的性能優(yōu)勢，進一步延伸其在其他領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。在進行工業(yè)廠房以及其他建筑物設(shè)計時，應(yīng)全面的考慮鋼結(jié)構(gòu)自身的特點以及施工的實際需要，科學(xué)制定設(shè)計方案，部署施工流程，充分的發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房以及其他建筑物中的作用，進一步提升工業(yè)廠房以及其他建筑物的安全性和穩(wěn)定性，切實保證人民生命財產(chǎn)安全。

參考文獻

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