浅析钢结构在工业厂房设计中的应用

张昊天　谷丽

摘 要：钢材具有强度高、自重轻以及抗变形能力强等优势，被广泛的应用于跨度及重力较大的建筑物中，极大的改善了建筑物的整体性能，建筑物的稳定性和安全性能提升。尤其在工业厂房设计中应用钢结构，厂房施工工期大大缩短，降低了施工成本的投入，且钢结构自身的刚性性能，大大的提高了工业厂房的使用性能，本文结合钢结构自身的优缺点，系统的阐述了其在工业厂房设计中的应用，希望可以为钢结构在其他领域的应用提供一定的理论借鉴意义。

关键词：钢结构；工业厂房；应用

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0122-01

钢结构材料匀质性和各向同性好，是一种比较理想的弹性体。其具有韧性好、强度大、抗变形能力强的特点，能够承受住较大的动力荷载。再加上钢结构自重轻的特点，使得其施工比较方便，缩短了施工时间，大大提高了施工的效率，具有良好的经济和社会效益。因此在工业厂房设计中得到了频繁的应用。下边就通过结合钢结构自身的优缺点，系统的论述了钢结构在工业厂房设计中的应用。

1 钢结构的优缺点

1.1 优点

（1）钢结构开间大。由于现代工业厂房建设呈现出规模化的特点，传统的混凝土结构已经无法满足工业厂房建设规模化的需要，在实际的应用中逐渐被钢结构所取代。钢结构的跨度比较大，可以根据实际施工的需要进行适当的调整，其开间是传统的混凝土结构的一倍左右，布设柱网的灵活性比较强，能够切实满足工业厂房建设大规模化的需要。（2）钢结构自重轻。纵所周知，传统的混凝土结构是由混凝土材料浇筑而成，其自身重量比较大，不仅增加了施工人员的工作量，且提高了施工的难度和危险性，施工人员稍有偏差就会酿成人员伤亡，增加了施工成本投入。而钢结构尤其是轻钢结构设计，突破了原有建筑材料自身重量大的缺陷，钢结构自身重量大大减轻，降低了施工的难度和危险系数，保障了施工人员的人身和财产安全。（3）钢结构抗震性好。由于钢结构是由不同型号的钢筋组合而成的钢结构体，所以在整体上具备了钢筋的优良性能，其抗压性相对较强。可以有效抵御地震等自然灾害对工业厂房的破坏。（4）节能环保。传统的混凝土结构是由大量的水泥以及砂子浇筑而成的，这些原材料的采购成本比较高，提高了工业厂房建设的成本。而且混凝土结构回收率低，不能进行重复利用，造成了资源的浪费，严重影响了工业厂房建设的经济效益。且混凝土在拌和的过程中会产生大量的粉尘，造成大气的污染，对施工人员的生命安全构成威胁。而钢结构在建设工业厂房中几乎不会对环境产生污染，完全符合现代建筑绿色环保理念。同时钢结构还可以重复利用，在一定程度上节约了资源，降低了施工成本投入，经济效益比较明显。

1.2 缺点

（1）防火性差。钢结构的防火性会随着温度的升高而降低，在高温下的钢结构会发生形变。一般情况下，当温度小于200℃时，钢结构比较稳定，当温度大于200℃时，钢结构的稳定性就会大大降低。当温度大于600℃时，钢筋就会变软，其承重力剧减。在工业厂房发生火灾时，钢结构的受损程度要远远高于混凝土结构，严重时甚至会发生坍塌，造成巨大的经济损失。在最近几年新闻中经常报道某工厂发生火灾的事故，纵观这些发生安全事故的厂房大多是钢筋结构设计。因此，在进行工业厂房钢结构设计时，应做好必要的防火措施，将事故发生的几率降到最低。（2）抗腐蚀性差。钢结构主要是由钢制材料组成，其抗腐蚀性较差，长期处于潮湿的环境中，难免会发生氧化腐蚀的现象，降低了钢结构的美观度以及使用性能，同时缩短了工业厂房的使用寿命，使其存在极大的安全隐患。如果不及时进行防腐处理，那么钢结构腐蚀的面积将会无限增大，腐蚀的程度也会不断加重，进一步加大了工业厂房的危险性。

2 钢结构在工业厂房设计中的要点

2.1 防火设计

通过上文中对钢结构特点的研究，发现钢结构自身的防火性能比较差，在遇到高温的情况下，极易发生变形的现象，其抗拉强度急剧下降，很可能会出现垮塌的状况，无法保障工业厂房中设备以及工作人员的安全。因此，必须依照相关设计防火规范，明确工业厂房耐火等级指数，并采取有效的措施对钢结构进行防火处理，对钢结构进行保护，将钢结构的耐高温极限提升到一定的范围内，防止或者是避免其在遇到高温状况时发生坍塌的事故，最大限度的降低损失，确保人身和财产安全。

此外，为了进一步确保工业厂房的安全性，应科学的布置其防火区，并严格控制好每个防火区的范围和界限，且各个防火区的疏散口的数量以及疏散的距离应满足实际防火的需要，能够切实确保在发生火灾时，工作人员在最有效的时间内撤离，保障人员安全，降低经济损失。根据钢结构的特点，合理的布局安全疏散路线，设置安全出口标志，避免不必要的财产损失及人员伤亡。

2.2 抗震设计

现在地震邓地质灾害发生越来越频繁，且地震等级越来越高，对建筑物的破坏性极大。因此，为了确保工业厂房的安全性，需要对钢结构的工业厂房进行抗震设计，以提升厂房的整体使用性能，尤其是对于多层的复杂性的厂房结构，更需要对其进行防震缝设计，参照国家有关抗震设计标准，严格履行相关设计和施工规范，切实确保工业厂房抗震设计的有效性。一般情况下，当钢结构的工业厂房的高度低于16m时，厂房的边缘部分与防震缝两边之间的距离应控制在13mm以内。而当厂房的高度达到20m时，应将厂房边缘部分与防震缝两边的宽度调制20mm以上，以有效降低或者是避免地震灾害对工业厂房设计的破坏。

2.3 防腐蚀设计

钢结构长期的暴露在大气环境中，大气中含有充足的水分和氧气，当氧气和水分达到一定范围时，钢结构就与与大气发生氧化发硬，导致其出现腐蚀的现象。且现代工厂数量的不断增多，其所排放的污染物对大气造成了严重的污染，使得大气中的有毒化学物质增多，进一步加剧了钢结构的腐蚀程度。钢结构表面各种类型的锈坑的存在，不仅影响了钢结构自身的美观度，且降低了钢结构的使用性能。随着腐蚀的进一步加深，钢结构内部会出现不同程度的破坏，钢结构工业厂房的潜在危险性就会爆发，进而造成安全事故。因此，需要对钢结构进行防腐处理。一般是采用涂抹防腐材料的方式提高钢结构的防腐性能，在选择防腐涂料时，一定要严格考察其性能的优越性，以保障防腐施工的有效性。此外，在对钢结构进行防腐涂料施工时，一定要采用正确的涂抹工具，规范作业人员的涂抹操作，保持防腐材料涂抹的均匀性和有效性，从而提高钢结构的使用性能，切实保障钢结构工业厂房的安全性。

在進行钢结构设计时，一定要遵循“强抗放”、“图纸留置”的原则，并结合实际建设需要，科学的防范钢结构施工中异常情况的出现，并根据可能出现的突发情况，制定有效的应对措施，以最大限度的降低异常情况对钢结构施工的影响，切实保证钢结构在工业厂房设计中的有效性和安全性。

3 结语

钢结构虽然性能优越，同时也有自身的缺陷，需要相关技术人员对钢结构进行不断的研究，利用现代化科学技术对钢结构的性能进行改进，以提高钢结构自身的性能优势，进一步延伸其在其他领域的应用和推广。在进行工业厂房以及其他建筑物设计时，应全面的考虑钢结构自身的特点以及施工的实际需要，科学制定设计方案，部署施工流程，充分的发挥钢结构在工业厂房以及其他建筑物中的作用，进一步提升工业厂房以及其他建筑物的安全性和稳定性，切实保证人民生命财产安全。

参考文献

[1]杨苏，郭晨，杨星.浅谈钢结构在工业厂房设计中的应用[J].科技创业家，2013，22：13.

[2]高善婕.轻钢结构在工业厂房设计中的应用[J].天津化工，2013，03：54-55.