鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)中的優(yōu)化思考

賈琳琳

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摘要：鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的運(yùn)用已隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來越受到重視，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中具備一系列的優(yōu)點(diǎn)，但其在我國工業(yè)建筑設(shè)計(jì)和運(yùn)用的時間不是很長，運(yùn)用的范圍也相對比較小，所以在設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)中還存在一些缺點(diǎn)，比如其防火性能的缺乏，容易產(chǎn)生銹蝕等，不能實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)施工系統(tǒng)的完善，為了滿足社會對于鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑的應(yīng)用，我們要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)及其施工環(huán)節(jié)對鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用進(jìn)行有效控制，以滿足實(shí)際工作的需要。本文分析了工業(yè)建筑設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)中鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程，并對其中存在的問題提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑設(shè)計(jì)；施工；優(yōu)化思考

隨著中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已越來越不能滿足現(xiàn)代工業(yè)建筑的大空間大跨度的要求，特別是在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)方面，鋼結(jié)構(gòu)憑借其良好的抗震性能、良好的施工速度實(shí)現(xiàn)了其在工業(yè)建筑工程中的廣泛應(yīng)用，滿足了企業(yè)在當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

一、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中存在的問題及解決方法

1.工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)體系不夠完善，具有一定的復(fù)雜性以及綜合性，涉及到多種配套體系，比如屋面、墻體、防腐、隔熱和保溫等多個方面的配套材料。而國內(nèi)的工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國家相比，其技術(shù)水平與設(shè)計(jì)理念相對落后，專業(yè)人才的培養(yǎng)、新產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)備的制作與安裝水平、鋼材質(zhì)量等多個方面都沒有得到很明顯的提升。從事工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作、安裝以及監(jiān)理等領(lǐng)域的相關(guān)工作人員依舊沒有掌握好新知識，沒有徹底轉(zhuǎn)變新理念，沒有充分挖掘新材料，對新的施工方法也缺乏足夠的掌握力度。

2.優(yōu)化工業(yè)建筑施工過程中的鋼結(jié)構(gòu)。在實(shí)際工作中，為了有效地提高工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。首先需要我們確保腳螺栓的穩(wěn)定與堅(jiān)固，保證在腳螺栓使用過程中控制得當(dāng)，且可以保證鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用合理有效。對腳螺栓的安裝與埋設(shè)，需要重視其精度問題，以保證其他環(huán)節(jié)的有序穩(wěn)定運(yùn)行。其次，要在地腳螺栓的安裝中，注意鋼柱的準(zhǔn)備，有效地協(xié)調(diào)平面控制網(wǎng)全系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié)，進(jìn)而更好地保證螺栓的安裝精度，使鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增加。第三，要注意順利彈出柱腳底板十字線、地腳螺栓的中心線，并將柱腳剪力孔做好積極的清理工作，在鋼柱就位后，要將標(biāo)高調(diào)整好，并堅(jiān)固螺母。第四，對鋼結(jié)構(gòu)的施工需要注意梁柱安裝，并控制梁柱之間的柱間支撐精度，使空間單元的穩(wěn)定性提高，以保證其他安裝工作有效進(jìn)行。第五，要注意合理有效地應(yīng)用墊板，確保墊板定位線精準(zhǔn)，以對后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)施工整體運(yùn)作起到優(yōu)化的作用。此外，在安裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，要健全構(gòu)件儲備，并能夠充分地利用構(gòu)件設(shè)備，更好地滿足實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工作需要。

二、鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工業(yè)建筑運(yùn)用中的分析

1.在現(xiàn)實(shí)生活中，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑的運(yùn)用優(yōu)勢，得到了社會各行各業(yè)的重視，鋼結(jié)構(gòu)的施工速度是比較快的，通過對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效應(yīng)用，促進(jìn)其大批量生產(chǎn)，滿足其在實(shí)際工作中的需要。鋼結(jié)構(gòu)是由鋼材組成的，鋼材結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對高強(qiáng)度、高效能的材料的應(yīng)用，其具備一定的循環(huán)價值，有利于其施工系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)。為了保證工程施工過程的有效進(jìn)行，我們在設(shè)計(jì)階段要對圖紙及計(jì)算過程進(jìn)行優(yōu)化，保證圖紙的質(zhì)量，力求做到經(jīng)濟(jì)合理，要滿足抗震要求及防火要求等，保證工程質(zhì)量，同時應(yīng)與工藝及相關(guān)專業(yè)密切配合，促進(jìn)其對工藝內(nèi)容的不斷深化，以滿足目前階段的各個工序環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，促進(jìn)其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提升，滿足實(shí)際工作的需要。

2.結(jié)構(gòu)計(jì)算時應(yīng)多因素考慮。目前結(jié)構(gòu)計(jì)算大多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，如何對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、評價是一個非常重要的方面，必須根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析和判斷。荷載計(jì)算是結(jié)構(gòu)計(jì)算的前提條件，荷載取值的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的可靠性，工藝條件中的荷載問題，如某個工程工藝提出樓面均布荷載為15KN/m2，而根據(jù)工藝的設(shè)備重量和布置圖，根據(jù)規(guī)范給出樓面等效荷載的計(jì)算方法，計(jì)算出的樓面均布荷載按10KN/m2考慮就可以。但近兩年來，我國大部分地區(qū)常出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣，導(dǎo)致很多廠房、場館倒塌，因此設(shè)計(jì)人員一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐难┖奢d情況取其中的最大值，以確保建筑安全。其次，強(qiáng)柱弱梁是設(shè)計(jì)要遵循的原則，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件也是要重點(diǎn)考慮的問題。在很多情況下，構(gòu)件滿足設(shè)計(jì)要求，但是節(jié)點(diǎn)卻不能滿足抗震要求。強(qiáng)柱弱梁指節(jié)點(diǎn)處柱端實(shí)際受彎承載力要大于梁端實(shí)際受彎承載力，由于廠房的梁柱中心線一般不能重合，而且柱的截面和節(jié)點(diǎn)偏心都比較大，對柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的構(gòu)造和受力往往都有一定不利影響。其目的表現(xiàn)在調(diào)整后，柱的抗彎能力比之前強(qiáng)了，而梁不變，即柱的能力提高程度比梁大，這樣梁柱一起受力時，梁端可以先于柱屈服。

3.為了實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的在工業(yè)建筑中的有效應(yīng)用，我們要對鋼結(jié)構(gòu)工程的整體剛度的提升，確保其受力合理，特別的在縱向力及水平力環(huán)節(jié)的優(yōu)化，確保其桿件的撓度、變形及穩(wěn)定性能得到有效控制，特別是在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的過程中，要根據(jù)廠房的結(jié)構(gòu)型式，進(jìn)行吊車的有效設(shè)置，合理布置廠房寬度、跨度及高度設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，保證溫度區(qū)的長度的有效控制，確保其支撐系統(tǒng)的不斷完善，以滿足實(shí)際工程的要求，根據(jù)最新的建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程的要求，在工業(yè)大氣環(huán)境中的的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括桁架、柱、主梁等重要受力構(gòu)件不應(yīng)采用格構(gòu)式構(gòu)件和冷彎薄壁型鋼，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用實(shí)腹式或閉口截面。故我們要進(jìn)行工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時候，應(yīng)優(yōu)先考慮采用H型鋼或者T型鋼或者鋼管構(gòu)件。特別的設(shè)計(jì)桁架的弦桿和斜撐時，不應(yīng)采用雙槽鋼或者雙角鋼，而桁架、柱及主梁等重要構(gòu)件和閉口截面構(gòu)件的焊縫，也應(yīng)采用連續(xù)焊縫，角焊縫的焊角尺寸不應(yīng)小于8mm。

4.我們在設(shè)計(jì)的過程中也要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能設(shè)計(jì)的優(yōu)化，促進(jìn)其鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的提升，以滿足實(shí)際工作的需要。因此，在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境的不同，考慮結(jié)構(gòu)的抗震等級及要求，合理考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，特別的梁柱布置的合理性和整體穩(wěn)定性，應(yīng)考慮在地震作用下或者想風(fēng)荷載的作用下要滿足規(guī)范的要求，確保鋼結(jié)構(gòu)的受力性能的提升，保證其變形能得到有效控制。由于受到水平地震力或風(fēng)力的影響，鋼柱底的剪力往往比較大，因此，在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)考慮柱底設(shè)抗剪鍵，設(shè)抗剪鍵來抵抗水平力對基礎(chǔ)的影響，保證工程的整體穩(wěn)定，滿足抗震的要求。

5.我們在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的時候，還應(yīng)考慮鋼結(jié)構(gòu)的防火要求，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的耐火能力是很差的，當(dāng)鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強(qiáng)度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強(qiáng)度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象；當(dāng)溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當(dāng)溫度達(dá)500℃時，鋼材強(qiáng)度降至很低，以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑時，必須做隔熱及防火設(shè)計(jì)。選用良好的耐火材料，保證防火層的厚度及質(zhì)量，從而滿足防火要求。

鋼結(jié)構(gòu)兼有高強(qiáng)度、工業(yè)化程度高（生產(chǎn)制作方面）、施工過程速度快等優(yōu)勢，因此在工業(yè)建筑中迅速得到較為廣泛的應(yīng)用。盡管鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展還存在很多制約因素（指在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中），但會隨著人們不斷提高對鋼結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)的認(rèn)識，不斷完善相應(yīng)的配套材料，使鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中取得更好的發(fā)展。

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