探析工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

劉雍

摘 要：伴隨著工業(yè)生產(chǎn)力度的加大以及工業(yè)發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大，工業(yè)廠房建設(shè)的數(shù)量也越來(lái)越多，而高質(zhì)量的工業(yè)廠房建設(shè)是工業(yè)發(fā)展過(guò)程中必不可少的部分。因此，工業(yè)廠房設(shè)計(jì)作為工業(yè)廠房建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其對(duì)整個(gè)工業(yè)廠房的質(zhì)量有著直接的影響。在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是最為重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之一，因此，本文將針對(duì)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)，然后提出改進(jìn)措施，希望能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);現(xiàn)狀;改進(jìn)

受到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式和理念的影響，如今的工程廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中總是會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，包括整體布局方面有所欠缺、內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不盡合理等方面的問(wèn)題，這些問(wèn)題又細(xì)化出不同的小問(wèn)題，但無(wú)論是多小的問(wèn)題，都會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而影響工業(yè)廠房的建筑質(zhì)量。因此，對(duì)當(dāng)前工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行研究并提出改進(jìn)措施，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

（一）整體布局設(shè)計(jì)有所欠缺

工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體布局應(yīng)當(dāng)要與工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)相適應(yīng)，做到協(xié)調(diào)一致。但是在實(shí)際情況中，廠房鋼結(jié)構(gòu)的整體布局不盡合理，一些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中沒(méi)有顧全大局，隨意性較強(qiáng)，導(dǎo)致工業(yè)廠房不同功能區(qū)位置的劃分模糊，不僅不利于生產(chǎn)區(qū)域面積的有效利用，同時(shí)也會(huì)影響到工業(yè)廠房的質(zhì)量。此外，部分設(shè)計(jì)人員在整體布局設(shè)計(jì)的過(guò)程中忽略了細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致規(guī)劃不合理，進(jìn)而影響了正常的生產(chǎn)和運(yùn)作。

（二）支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不到位

支撐結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，也是鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)所在。相較于傳統(tǒng)的工業(yè)廠房而言，支撐結(jié)構(gòu)的增加在很大程度上提升了工業(yè)廠房?jī)?nèi)部的承載力?？梢哉f(shuō)，支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生影響。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，依然存在著一些不良現(xiàn)象，如：屋蓋支撐系統(tǒng)、柱間支撐設(shè)計(jì)等方面，部分設(shè)計(jì)人員的重視程度不夠，沒(méi)有根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求來(lái)展開模擬設(shè)計(jì)，或是設(shè)計(jì)參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，影響了整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果。

（三）細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)不到位

在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面，如防火設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、防腐設(shè)計(jì)等，還存在著一定的不足之處。如：鋼材料長(zhǎng)期處在暴露的環(huán)境中很容易受到水汽、空氣的腐蝕以及后續(xù)使用過(guò)程中的氧化，對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，而設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中沒(méi)有采取合適的方式來(lái)加強(qiáng)防腐蝕方面的設(shè)計(jì)，進(jìn)而影響了鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕效果。此外，在防火設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)等方面也都存在著類似的缺陷性問(wèn)題。

二、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

基于上述內(nèi)容可知，工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中還存在著一定的問(wèn)題，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)要通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞胶褪侄蝸?lái)提升工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和效率。筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的積累，總結(jié)出以下幾點(diǎn)建議：

（一）加強(qiáng)整體布局的設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)的整體布局設(shè)計(jì)是非常重要的，必須要與工業(yè)生產(chǎn)流程相匹配，在確定了工業(yè)生產(chǎn)工藝的基本流程、運(yùn)輸方式和工具等來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，因此，設(shè)計(jì)人員必須要加強(qiáng)整體布局的設(shè)計(jì)，從不同的角度出發(fā)，提升整體布局的合理性與可靠性。第一，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員需要了解工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性，根據(jù)不同的工序、機(jī)械設(shè)備、物料、運(yùn)輸?shù)确矫娴男枨螅龊脜f(xié)調(diào)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，提升整體布局的連貫性。第二，安全設(shè)計(jì)。在整體布局的過(guò)程中，安全設(shè)計(jì)是非常重要的，設(shè)計(jì)人員除了要滿足安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之外，還應(yīng)當(dāng)要為施工作業(yè)人員預(yù)留出一定的作業(yè)空間，特別是鋼結(jié)構(gòu)材料的移動(dòng)、安裝等，同時(shí)還要為重型生產(chǎn)車間作業(yè)預(yù)留出足夠的空間，避免安全事故等產(chǎn)生。第三，舒適設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中還要注重舒適度的設(shè)計(jì)，特別是工業(yè)廠房?jī)?nèi)的照明、通風(fēng)、溫度的合理性，以及噪音、粉塵、震動(dòng)、熱氣等的隔離設(shè)計(jì)，保證工作環(huán)境的舒適度以及生產(chǎn)條件的舒適度。

（二）合理設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)

支撐結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是較為重要的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)要從以下幾方面展開合理設(shè)計(jì)：第一，對(duì)屋蓋支撐系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。屋蓋支撐系統(tǒng)所包含的結(jié)構(gòu)非常多，如：系桿、上弦及下弦橫向水平支撐、下弦豎向水平支撐、垂直支撐、節(jié)點(diǎn)布置等，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)工業(yè)廠房的實(shí)際高度和跨度、屋蓋結(jié)構(gòu)的選型、整體布局狀態(tài)等方面的內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。如：在三角形輕型鋼屋架設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)盡可能地將桿件重心與節(jié)點(diǎn)處交于一點(diǎn)，屋脊節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與斜梁幾何軸線的位置有著直接關(guān)系，為了簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造以改善受力情況，可以使斜梁上弦截面的形心線與屋脊處頂鉸合力線重合，如圖所示。第二，對(duì)柱間支撐進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于不同的區(qū)域應(yīng)當(dāng)要設(shè)置合理的柱間支撐結(jié)構(gòu)，并保證其穩(wěn)固性、平衡性與協(xié)調(diào)性。通常情況下，根據(jù)結(jié)構(gòu)的形式可以將柱分為以下幾種類型，包括截面柱、分離式柱、階形柱等。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)要選擇合適的類型，并對(duì)柱間距離進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證其豎向結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并保證豎向剛度滿足實(shí)際需求。

（三）注重鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

第一，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計(jì)。防腐設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題，加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)。目前，在沒(méi)有更好的材料替代的基礎(chǔ)之上，我國(guó)多數(shù)據(jù)建筑都采用增加防腐防銹涂料的設(shè)計(jì)方式來(lái)提升鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能，這種涂料的附著力較好、電阻率大，能夠?qū)Υ髿庵械乃魵?、氧氣等進(jìn)行有效的隔離，避免其對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕。第二，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)。防火設(shè)計(jì)直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)以及工業(yè)廠房的安全性，因此，設(shè)計(jì)人員需要以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，有針對(duì)性地設(shè)定防火等級(jí)，并選擇合適的防火窗面料，特別是高隔熱、高隔溫的防火涂料，將其涂抹于鋼結(jié)構(gòu)表層，提升防火性能。第三，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。近年來(lái)地震頻繁，因此，鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是較為重要的。在設(shè)計(jì)的過(guò)程，應(yīng)昂要在簡(jiǎn)潔、規(guī)范的基礎(chǔ)上合理選擇連接方式，避免節(jié)點(diǎn)被破壞，同時(shí)要與支撐體系有機(jī)結(jié)合，通過(guò)合理的荷載設(shè)計(jì)、柱與墻的拉結(jié)、屋架與柱子連接、屋架與屋面板連接等方式來(lái)達(dá)到有效減震的作用，提升鋼結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廠房的建設(shè)質(zhì)量也受到了更多的關(guān)注，在這樣的發(fā)展背景下，鋼結(jié)構(gòu)作為工業(yè)廠房的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響了工業(yè)廠房的質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)和歸納，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)與優(yōu)化，以提升鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，為工業(yè)廠房的建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。

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