中国建设信息化2023年4期

工业厂房钢结构设计的优化

刘聪

武汉天华华中建筑设计有限公司    湖北省武汉市    430024

摘要：目前钢结构在厂房、高层建筑中的应用具有一定优势，钢结构施工较为简单，在应用过程中能够充分发挥自身优势，减少成本支出。在钢结构设计中，需要重视钢结构的质量，结合防火、抗震、防腐蚀等要求，加强新材料的应用，由此实现对钢结构质量的深层次把控，良好的设计才能推动施工工作稳步推进。当前，钢结构在建筑领域被广泛应用，技术方面也逐渐完善，能够促进未来建筑行业稳步发展。

关键词：工业厂房；钢结构设计；优化

引言

钢结构是工业厂房结构设计中应用较为广泛的一种技术，其具有诸多优势，包括施工周期短、结构可靠、节约材料等。钢结构自身具有强度高、重量轻、刚度大等特点，所以应用会更加广泛。为进一步提升工业厂房建设水平，相关人员应当充分认识到钢结构设计的重要性和必要性。

1 工业厂房钢结构设计要求

在工业厂房钢结构设计中，需要科学评估设计方案的经济性。钢结构和传统结构相比，选用的材料具有单一性，花费的安装成本较低，同时由于钢结构具有更强的稳固性和施工便利性，被广泛应用。在设计环节，需要设计人员统计各项材料，在保证设计质量的基础上进行投资。

同时，设计人员需要重视钢结构的环保性能，在具体设计环节，需要根据各项材料、施工环节来判断是否会出现环境污染和资源浪费问题，采取有效措施解决材料运输过程中出现的缺陷问题，加强预防和控制。设计人员需要加强市面上节能环保型材料的应用，在施工中实现材料的充分回收利用，避免在应用钢结构时出现资源浪费现象。在钢结构施工过程中，需避免施工噪声和烟尘污染，钢结构制作周期长，并且建设周期短，所以需要采取有效措施满足环保节能需求。科学评估钢结构的环保性能，在应用过程中充分体现绿色施工要求，扩大钢结构的应用范围。设计人员需要提高钢结构应用的便捷性，因为钢结构的设计形式较为单一，需要借助不同工艺根据建设需求来优化结构内部，简化处理结构形式，提高结构应用的适用性，有助于降低整体造价成本，在钢结构制作和安装过程中还能缩短施工工期。

2 工业厂房的钢结构设计要点

2.1防火设计方面

在钢结构厂房建筑过程中，火灾是影响其结构安全的重要因素，所以在建造的过程中，需要选择符合要求的防火材料，保证材料的安全性和稳定性。首先，可以在厂房内安装一些自动喷淋系统、水幕系统以及烟感系统等，保证在火灾发生时能够及时将火扑灭；其次，可以采用机械送风的方式作为辅助系统，利用机械送风设备将火灾产生的烟气排出室外并通过一定时间的通风降低温度。最后，可以安装一些水幕系统对厂房内部进行冷却处理。

总之，在进行厂房建筑的过程中，要对其进行重点优化和改进，利用新技术和新材料等提升钢结构的稳定性和安全性，保证钢结构能够适应工厂内环境的变化。同时还需要加强对钢结构厂房内部消防设施的设置和管理工作，在火灾发生时能够及时将火扑灭。最后需要对厂房内电气设备进行严格管理和控制，避免出现火灾问题。

2.2防腐设计方面

防腐是工业厂房建设过程中非常重要的一项工作，因为在长期的使用过程中，钢材表面容易产生锈蚀现象，进而影响到工业厂房的整体质量。因此，在设计过程中，需要对钢材表面进行合理地处理。一般情况下，可以通过两种方法进行处理：

2.2.1做好表面清理工作

如果钢结构表面出现锈蚀现象，就需要对其进行除锈处理，通过对钢材表面进行除锈处理之后可以有效避免钢材表面出现锈蚀现象，进而保证工业厂房的整体质量。

2.2.2对钢结构表面进行防锈处理

对于一些较为特殊的工业厂房而言，其内部空间一般比较大，在长时间使用过程中钢材会发生锈蚀现象。为了保证工业厂房的整体质量和稳定性，需要对钢材表面进行防锈处理。在对钢结构进行防锈处理时可以采用喷砂除锈的方式，这样可以保证除锈效果更好，并且还可以避免对钢结构造成二次伤害。钢结构在长期使用过程中容易发生锈蚀现象，因此需要做好防腐措施。在对钢结构进行防腐处理时要选用具有较好防锈效果的材料和工艺，这样可以保证防腐材料能够长期使用不会出现腐蚀现象。

2.3抗震设计方面

在工业厂房结构设计过程中，对钢结构的抗震设计是非常重要的，其可以有效防止厂房内设备发生倒塌的情况，保证工作人员人身安全。在工业厂房结构设计过程中，需要对厂房的承重能力、整体刚度、楼层高度等方面进行分析，保证厂房内整体结构符合相关设计要求，并且需要对钢结构的节点进行分析和计算。在进行工业厂房结构设计过程中，需要对厂房的建筑高度、宽度等方面进行分析和计算，保证厂房的承重能力符合相关规定。在实际工作中需要对工业厂房建筑材料进行分析和计算，保证钢结构在施工过程中具有较强的稳定性和强度，并且能够对相关数据进行准确计算，保证钢结构施工过程中具有较高的经济效益和社会效益。

2.4协调好钢结构设计与厂房工艺设计

（1）钢结构设计与工艺设计是工业厂房结构设计中的两个重要组成部分，二者相辅相成。因此，在进行钢结构设计时必须要与工艺设计进行充分的协调，保证钢结构设计的合理性，从而达到最佳的经济效益和社会效益。

（2）要合理安排钢结构与工艺设计的时间，在进行钢结构设计时，需要根据实际情况对工艺进行合理安排。在进行工艺设计时，要保证各个流程之间相互协调，从而促进整个工厂建设的顺利进行。例如：某车间内的钢梁与生产设备相连接，为了保证两者之间的一致性，可以将钢梁设计为上下两层，上层使用槽钢连接到设备上，下层则使用槽钢作为支撑，这样就可以使两个部分的受力情况保持一致。除此之外还可以将厂房内设备层划分为若干个小区域，将其与钢梁相连。另外也可以将钢梁分别与钢柱相连接。如果钢柱是安装在基础上的，可以将其直接与设备相连接。

2.5荷载设计

首先，自重是工业厂房的最基本荷载，是指建筑物本身的重量。在钢结构设计中，自重是钢材本身的重量以及钢材之间的连接件和附件的重量。在自重的设计过程中，需要参考相关的规范和准则，对工业厂房的自重进行详细的计算和分析，从而保证钢结构设计的合理性和稳定性。

其次，风荷载也是工业厂房的重要荷载之一。风荷载的大小受到许多因素的影响，例如厂房的高度、面积、地理位置、环境条件等。在进行风荷载的计算和分析过程中，需要考虑到不同的风向和风速，以及计算出所有荷载的合力以确保工业厂房的安全性和稳定性。雪荷载和地震荷载也必须在钢结构设计中进行考虑。雪荷载是指因雪的重量而施加的荷载，它对厂房的承载能力会产生直接的影响。而地震荷载则是指因地震而施加的动态荷载，对工业厂房的设计和施工都具有极高的挑战性。在这种情况下，需要特别关注加强结构的抗震性能，从而提高工业厂房的安全水平。

结语

钢结构设计对工业厂房设计具有重要意义，能够进一步提高厂房的安全性和稳定性，避免内部结构受到环境因素的影响，如倒塌问题出现。设计人员需要深入现场，对内部环境、水文地质条件进行全方位了解，结合钢结构设计要求优化结构体系，更新原有的设计理念，借助信息化技术和辅助软件开展设计工作，预防各层面的风险，提高应用方案的科学性，为后期实际建设工作提供科学指导，尽可能规避设计变更问题。

参考文献：

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