鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

閆 回

（陜西建工第十六建設(shè)有限公司，陜西 楊凌 712100）

1 工程概述

某工業(yè)廠(chǎng)房，總建筑面積為1.63 萬(wàn)m2，長(zhǎng)264m，寬62m，跨度比較大，廠(chǎng)房外圍為彩色涂層鋼板，上部結(jié)構(gòu)85%為鋼結(jié)構(gòu)，只有鋼架柱下肢柱為鋼筋混凝土雙肢柱?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為天然基礎(chǔ)，酸洗配套設(shè)備最深處達(dá)到地下14m?；撅L(fēng)壓為0.30kN/㎡，地震加速度值為0.05g，抗震設(shè)防烈度為6°。

2 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的主要原料為鋼材，具有很高的強(qiáng)度，和鋼筋混凝土工業(yè)廠(chǎng)房相比，具有更低的密度，并且自重比較輕。原材料便于運(yùn)輸和安裝。鋼材的承載力比較高，可大幅度提升工業(yè)廠(chǎng)房的抗沖擊力和負(fù)荷，并具有良好的抗震性[1]。在施工中主要依靠構(gòu)件的預(yù)制和裝配來(lái)完成，大大提升了施工效率，具有很高的工業(yè)化程度。此外，在鋼結(jié)構(gòu)密封處理和焊接連接緊固上，也具有簡(jiǎn)便、質(zhì)量好的特性。鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房除對(duì)防震有一定的要求之外，對(duì)保溫隔熱和防火也有很高的要求。鋼結(jié)構(gòu)在150℃以下，仍然可以保持鋼材的穩(wěn)定性，通過(guò)加設(shè)隔熱板、耐熱材料等，還有助于提升鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性能，進(jìn)而保證工業(yè)廠(chǎng)房的安全性和穩(wěn)定性。

3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 抗震設(shè)計(jì)

抗震設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重中之重，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)要全面提升鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能，促使鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房具有較強(qiáng)的抗震性，特別是在地震對(duì)方區(qū)域，更高重視抗震設(shè)計(jì)，以提升工業(yè)廠(chǎng)房生產(chǎn)的安全性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要確保每個(gè)鋼構(gòu)件布置的均勻性、規(guī)則性、對(duì)稱(chēng)性。并確保相連兩個(gè)鋼構(gòu)件連接的合理性和緊固性，為避免節(jié)點(diǎn)發(fā)生破壞，影響鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房的穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)時(shí)要合理提升屋架和屋面板、屋架和柱子之間連接的可靠性，降低地震對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房造成的破壞。此外，還要加強(qiáng)柱和墻之間的拉結(jié)，并合理調(diào)整寬高比，加強(qiáng)減振方式的合理應(yīng)用，全面提升大鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的抗震能力。

3.2 防火設(shè)計(jì)

當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度超過(guò)100℃時(shí)，鋼材的抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著的溫度的升高而逐漸降低，塑性則隨著溫度的升高不斷提升。一旦外界溫度超過(guò)250℃，則會(huì)對(duì)鋼材的性質(zhì)造成嚴(yán)重影響，甚至引發(fā)藍(lán)脆現(xiàn)象，降低鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，甚至?xí)l(fā)坍塌事故。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須注重防火設(shè)計(jì)，通過(guò)添加防火材料和降溫措施，來(lái)提升鋼結(jié)構(gòu)耐熱性，進(jìn)而保證鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的穩(wěn)定性。

3.3 防腐設(shè)計(jì)

防腐設(shè)計(jì)也是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間暴漏在空氣中，會(huì)對(duì)空氣中的水分、氧氣、有機(jī)物等物質(zhì)進(jìn)行腐蝕，從而降低鋼結(jié)構(gòu)原有的承載力和性能[2]。因此，在設(shè)計(jì)中要切實(shí)做好防腐設(shè)計(jì)，具體而言可以從以下幾個(gè)方面同時(shí)入手：

第一，提升設(shè)計(jì)人員防腐意識(shí)，促使他們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房設(shè)計(jì)中能加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)。

第二，重視腐蝕現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)前要到廠(chǎng)房現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，掌握周?chē)諝庵械母g介質(zhì)，根據(jù)調(diào)研結(jié)果，制定有針對(duì)性的防腐措施，進(jìn)一步提升鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房的抗腐蝕性。

第三，在鋼結(jié)構(gòu)表層涂抹一層防銹漆作為保護(hù)層，隔絕空氣、氧氣、有機(jī)物和鋼構(gòu)件，防銹漆要選擇具有良好疏水性、附著性等特點(diǎn)。以免空氣中的腐蝕介質(zhì)和鋼材直接接觸，提升防腐性能。

3.4 鋼架系統(tǒng)和柱間支撐設(shè)計(jì)

3.4.1 鋼架斷面和連接設(shè)計(jì)

由于該鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房在設(shè)計(jì)中，設(shè)有柱頂屋面檁條和天溝，可有效保證鋼架系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要重新安裝柱頂系桿。在主廠(chǎng)房屋面梁和柱子上選擇鋼接，但考慮到起重機(jī)的運(yùn)行，需要適當(dāng)增加上柱的高度。為保證上柱剛度和檢修走到的人孔，滿(mǎn)足肩梁和屋面梁的連接需求，在上柱以焊接的H 型鋼的方式作為實(shí)腹式柱。下柱則選擇鋼管混凝土格構(gòu)式雙肢柱，并用軸壓進(jìn)行控制，以便更好的禁住軸心受壓，降低操作難度。

在鋼架荷載計(jì)算時(shí)，要全面計(jì)算起重機(jī)荷載、屋面活荷載、地震荷載、風(fēng)荷載等，為鋼架系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支持。此外，在鋼架、墻梁、屋架、檁條等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，全面分析風(fēng)吸力對(duì)構(gòu)件內(nèi)里的影響。就案例工程而言，永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)可設(shè)定為1，屋面活荷載設(shè)定為0.3kN/m2，起重機(jī)荷載設(shè)定時(shí)要符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中的要求。

在上柱H 型鋼焊接時(shí)，選擇HA900X500X16X25 的H型鋼，為充分發(fā)揮腹板的作用，需要在人孔附件安裝加勁板，加勁板的寬度控制在250mm 以上，厚度要大于外伸自由長(zhǎng)度人孔的1/15。

3.4.2 柱間支撐設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房中，柱間支撐的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，是柱的側(cè)向支撐體系，對(duì)柱在平面外的計(jì)算長(zhǎng)度有很大影響；其二，可確保鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房骨架的縱向剛度和整體穩(wěn)定性；其三，承受鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房墻體傳輸來(lái)的溫度應(yīng)力、風(fēng)力等。對(duì)提升整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的穩(wěn)定性、質(zhì)量、安全性有重要意義[3]。因此，在柱間支撐設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的特點(diǎn)，分別建立體系，確保其能形成獨(dú)立空間穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，探討了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，探討結(jié)果表明，廠(chǎng)房是工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)工業(yè)企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展有重要意義。因此，設(shè)計(jì)中，既要確保鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的安全性和穩(wěn)定性，又要嚴(yán)格遵循相應(yīng)設(shè)計(jì)原則和規(guī)范，從根本上確保鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房的質(zhì)量。