鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐分析

1、 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐分析 摘要：隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的飛速進(jìn)步，在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用越來越頻繁，也越來越受認(rèn)可。本文在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行論述的基礎(chǔ)上，分析了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要注意的細(xì)節(jié)，希望對(duì)從事相關(guān)工作的設(shè)計(jì)、施工人員以幫助和參考。關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；鋼結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 前言結(jié)合最近幾年我國(guó)工業(yè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外各類鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)和加工工藝的出現(xiàn)，很大程度上促使其在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域有了更為充分的應(yīng)用。不過鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然具有一定的優(yōu)勢(shì)，但也存在些許問題和不足，只有充分認(rèn)識(shí)其優(yōu)劣勢(shì)所在，才有可能在后續(xù)的廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)其采取更為有效的利用。2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)2

2、.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)（1）鋼結(jié)構(gòu)開間較大目前國(guó)內(nèi)大部分工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)規(guī)模較大，而鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)楸旧砜梢猿休d大跨度的設(shè)計(jì)要求，故而被多數(shù)廠房設(shè)計(jì)者所選擇、所應(yīng)用。與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)跨度更大。這種有別于傳統(tǒng)，帶有一定突破性質(zhì)的性能，促使鋼結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)超過150米的橫向及300米的縱向溫度區(qū)段，能夠滿足大部分工業(yè)廠房建設(shè)過程中在溫度變形方面所提出的要求。（2）鋼結(jié)構(gòu)的重量相對(duì)較小鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，有效解決了混凝土結(jié)構(gòu)所具有的抗震性低、工藝繁瑣等缺陷。由耐腐蝕性較強(qiáng)的冷軋鍍鋅鋼板所制造的鋼結(jié)構(gòu)，不僅提升了鋼結(jié)構(gòu)在使用和施工過程中的耐腐蝕效果，更延長(zhǎng)了其本身的使用壽命，保障了其所應(yīng)具有的功

3、能和價(jià)值。（3）鋼結(jié)構(gòu)可以有效提升施工效率工業(yè)廠房所選擇的鋼結(jié)構(gòu)部件，是通過機(jī)械化和高強(qiáng)度所制造出的金屬構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的，因此其質(zhì)量在未投入使用前已經(jīng)得到了充分的保證。當(dāng)生產(chǎn)出來的鋼構(gòu)件按需從生產(chǎn)基地運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員只需要按照相應(yīng)的步驟說明將構(gòu)件進(jìn)行組裝，其過程簡(jiǎn)單而又輕松。如此操作很大程度上降低了工業(yè)廠房的施工周期，且簡(jiǎn)化了施工程序，在保障構(gòu)件質(zhì)量的同時(shí)，更提升了廠房整體的施工質(zhì)量，有助于其在最短的工時(shí)內(nèi)完成施工，早日投入使用，獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。2.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的劣勢(shì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，但問題也同樣存在，比如防火性能的參差不齊，就是一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的問題。目前鋼結(jié)構(gòu)的防火

4、性能普遍不理想，盡管其所具備的優(yōu)秀性，促使其廣為建筑領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士所認(rèn)可，但是這些不足同樣需要關(guān)注和重視。通常情況下，在為鋼結(jié)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的工業(yè)廠房中，其主體缺少鋼筋混凝土或一般混凝土所具有的隔絕性，常常導(dǎo)致其在火災(zāi)發(fā)生的第一時(shí)間因?yàn)槿狈ΡＵ?，而讓廠房遭受生命財(cái)產(chǎn)損失。另一方面，鋼結(jié)構(gòu)也存在著耐腐蝕性不理想的情況，比如因?yàn)槭褂脮r(shí)間過長(zhǎng)而出現(xiàn)的銹蝕，如果沒有在第一時(shí)間采取有效措施，那么腐蝕情況會(huì)蔓延，最終影響到鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和廠房的安全。3 鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)過程中的問題要點(diǎn)3.1 防火設(shè)計(jì)通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)的防火性并不理想，當(dāng)鋼材部件受到100攝氏度以上高溫的沖擊時(shí)，隨著廠房?jī)?nèi)溫度的不斷升高，鋼材

5、極有可能出現(xiàn)抗拉強(qiáng)度降低的情況，促使其塑性不斷變大;當(dāng)溫度持續(xù)上升到250攝氏度時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度又會(huì)出現(xiàn)提升，但塑性又會(huì)反之下降，甚至出現(xiàn)藍(lán)脆的情況;當(dāng)溫度超過250攝氏度，鋼結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生徐變;當(dāng)溫度達(dá)到500攝氏度時(shí)，鋼材的強(qiáng)度會(huì)嚴(yán)重降低，甚至出現(xiàn)坍塌的情況，所以對(duì)于設(shè)計(jì)者要關(guān)注工業(yè)廠房?jī)?nèi)的防火設(shè)計(jì)，防止后續(xù)事故的發(fā)生。3.2 防腐蝕設(shè)計(jì)一旦鋼結(jié)構(gòu)常年置于暴雨和潮濕天氣當(dāng)中時(shí)，其就有可能因?yàn)槭艹倍馐芨g。一旦鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕，其不但會(huì)破壞鋼結(jié)構(gòu)整體橫截面，促使其日漸壓縮，還會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的表層出現(xiàn)大量的銹坑，破壞鋼結(jié)構(gòu)的整體性。為了有效避免這類情況的出現(xiàn)，最為常見和有效的處理方式就是在鋼結(jié)構(gòu)的表

6、面涂抹一層防腐劑，生成防腐層，讓其本身所具有的疏水性、致密性以及附著力較強(qiáng)、電阻較大的特征，來實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣當(dāng)中氯離子、水蒸氣等的有效隔絕，進(jìn)而起到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的作用和效果。3.3 其它問題雖然鋼結(jié)構(gòu)在當(dāng)下的建筑行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，但還是會(huì)不可避免地有疑難舊癥或新問題出現(xiàn)。但是這些小問題往往會(huì)被設(shè)計(jì)人員忽略，導(dǎo)致難以保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。因此，應(yīng)針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在的安全隱患和問題進(jìn)行研究和分析，并找出引發(fā)這些問題的原因，早發(fā)現(xiàn)、早解決，實(shí)現(xiàn)有效控制鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。在建筑中，設(shè)計(jì)人員必須要意識(shí)到問題的嚴(yán)重性，即使鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，用料易得，在設(shè)計(jì)過程中也會(huì)不可避免地耗費(fèi)大量的財(cái)力、人力和物力?，F(xiàn)今

7、，由于自身缺少專業(yè)的設(shè)計(jì)人員，專業(yè)知識(shí)缺乏，導(dǎo)致個(gè)別建筑企業(yè)會(huì)將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行外包，這樣在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中不僅會(huì)增加費(fèi)用，而且會(huì)出現(xiàn)很多隱藏的風(fēng)險(xiǎn)。4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的解決辦法4.1 有效預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)腐蝕鋼材料的化學(xué)性質(zhì)活潑，并且在應(yīng)用于具體的建筑設(shè)施后長(zhǎng)期與外界環(huán)境接觸，導(dǎo)致鋼材料發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)，造成嚴(yán)重的鋼結(jié)構(gòu)腐蝕。為了最大程度地避免鋼結(jié)構(gòu)腐蝕，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該充分考慮針對(duì)腐蝕的預(yù)防措施。在目前的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要在提升建筑的景觀性基礎(chǔ)上，強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能，設(shè)計(jì)人員需在具體的方案中提出對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行噴鋅或噴鋁施工，使鋅、鋁等活潑金屬與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)形成

8、的致密氧化物附著于鋼結(jié)構(gòu)表面，將鋼結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境隔離，從而有效提高鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能。但在具體的施工作業(yè)過程當(dāng)中，施工人員在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴鋁、噴鋅工作之前，應(yīng)當(dāng)在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹電阻大、附著力好的保護(hù)材料，避免噴鋅、噴鋁的過程中發(fā)生電化反應(yīng)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)造成腐蝕。4.2 針對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全面的科學(xué)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)工作中的一個(gè)重要項(xiàng)目就是構(gòu)件設(shè)計(jì)，保證構(gòu)件設(shè)計(jì)與鋼結(jié)構(gòu)總體應(yīng)力平衡需求相符，構(gòu)件的形制以及材料，甚至構(gòu)件的安裝方式等都必須做好應(yīng)力平衡設(shè)計(jì)以便能夠提升構(gòu)件在整個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的作用，為鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性優(yōu)化提供保障，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常都會(huì)對(duì)構(gòu)件以及主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一材料選擇，以保證在應(yīng)力平衡中做好力學(xué)傳

9、導(dǎo)與擴(kuò)散，提升鋼結(jié)構(gòu)的總體平衡性與穩(wěn)定性，鋼構(gòu)件材料的強(qiáng)度性能必須達(dá)到國(guó)家規(guī)范要求，對(duì)于鋼構(gòu)件的截面需求進(jìn)行全面分析與處理，保證鋼構(gòu)件的總體實(shí)用效果。4.3 加大對(duì)設(shè)計(jì)過程的監(jiān)督力度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量不合格的很大一部分原因是設(shè)計(jì)者自身不夠嚴(yán)謹(jǐn)，沒有對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題有足夠的重視。所以加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的監(jiān)管是很有必要的，可以使其意識(shí)到自己工作的重要性，保證設(shè)計(jì)更加合理，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，不同功能的建筑所需要的鋼結(jié)構(gòu)也愈發(fā)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度也逐漸加大。為了保證能設(shè)計(jì)出更加科學(xué)合理的鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)師就要以建筑的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，在原有的框架上不斷地優(yōu)化完善，再預(yù)先列出設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的各種問題，準(zhǔn)備好應(yīng)急方案。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員方面，在設(shè)計(jì)過程中需加強(qiáng)與建筑設(shè)計(jì)師的溝通，了解建筑的基本要求與結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑的特點(diǎn)來優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)框架，進(jìn)行科學(xué)合理的改良，兩者相互結(jié)合以達(dá)到提高建筑質(zhì)量的目的。除了企業(yè)自身，國(guó)家也應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)政策，加強(qiáng)對(duì)建筑行業(yè)的監(jiān)管力度，適當(dāng)?shù)卦黾涌荚囯y度或考核流程，保證設(shè)計(jì)人員全方面的綜合素質(zhì)。5 結(jié)束語總而言之，為了保證建筑質(zhì)量，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的責(zé)任十分重大，所以在實(shí)際的實(shí)際過程中一定要格外細(xì)心，從而保證在有優(yōu)秀設(shè)計(jì)的同時(shí)可以應(yīng)對(duì)一些