由于鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工速度較快、施工成本較低和施工結(jié)構(gòu)美觀等優(yōu)點(diǎn)，逐漸代替混凝土建筑獲得了越來越多的認(rèn)可和青睞。但在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過程中，也暴露出了一定的問題，影響著鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的質(zhì)量安全。因此，需要在設(shè)計(jì)過程中，加強(qiáng)對(duì)潛在問題的研究和把控，最大限度地保障鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全品質(zhì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和使用效益的增加。

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1、抗震設(shè)計(jì)

我國(guó)部分地區(qū)地震頻發(fā)，在設(shè)計(jì)時(shí)要強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震性能，保障廠房的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固和生產(chǎn)安全。首先，在設(shè)計(jì)時(shí)，要從結(jié)構(gòu)的總體布局出發(fā)，均勻分布和平衡廠房的重量和剛度，確保結(jié)構(gòu)的受力均勻，避免因結(jié)構(gòu)應(yīng)力的不均勻?qū)е略诘卣饡r(shí)引起局部結(jié)構(gòu)的過度變形。其次，在以往的鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)時(shí)沒有過多考慮防震縫的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致廠房的抗震性能較低，要以國(guó)家相關(guān)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，結(jié)合廠房實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)防震縫。對(duì)于總高度低于16m的鋼結(jié)構(gòu)廠房，防震縫的寬度需控制在13mm左右，對(duì)于總高度大于20m的鋼結(jié)構(gòu)廠房，寬度需增加至20mm左右。最后，在設(shè)計(jì)時(shí)要保證鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)形式的科學(xué)合理。根據(jù)具體的抗震需求合理安排柱子數(shù)量、柱網(wǎng)形式、柱網(wǎng)間距等，提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的減震性能。

2、防火隔熱設(shè)計(jì)

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)受熱溫度達(dá)到100℃的時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度會(huì)隨著溫度的升高而逐漸降低；當(dāng)受熱溫度達(dá)到250℃以上時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度會(huì)有所提升，但其塑性會(huì)隨之下降；當(dāng)受熱溫度超過250℃時(shí)，鋼材會(huì)出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當(dāng)溫度突破500℃時(shí)，鋼材強(qiáng)度會(huì)大大降低，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂、坍塌現(xiàn)象。因此，鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)時(shí)要做好相應(yīng)的防火設(shè)計(jì)。首先，可以采用混凝土澆筑來提升鋼結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。其次，可以根據(jù)廠房的耐火等級(jí)需求選擇合適的防火涂料并涂在鋼結(jié)構(gòu)的表面上，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)耐火性能的提升。最后，合理劃分廠房的防火分區(qū)，按照消防規(guī)范要求合理控制消防疏散口、消防疏散距離和消防疏散路線。

3、防腐設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)在氧氣和水分的作用下容易發(fā)生氧化反應(yīng)，出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕現(xiàn)象，并且隨著腐蝕程度的加深，鋼結(jié)構(gòu)的橫截面會(huì)持續(xù)收縮，產(chǎn)生的鐵銹坑也會(huì)導(dǎo)致鋼構(gòu)件應(yīng)力的集中，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)降低，縮短廠房的使用壽命。在前期要加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)，避免在潮濕環(huán)境中鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。現(xiàn)階段，主要是在鋼構(gòu)件表面涂上防銹防腐涂料對(duì)表面進(jìn)行保護(hù)，隔絕外部水蒸氣、氧氣、氯離子等對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕作用。正常生產(chǎn)環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度為100μm；露天環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度為150-200μm；當(dāng)鋼柱深入地下環(huán)境中，涂層厚度不小于50μm，并需用混凝土進(jìn)行包裹；酸環(huán)境中，需要采用特殊的氯磺化防酸漆等涂料。同時(shí)，在前期設(shè)計(jì)過程中要在圖紙上標(biāo)記出容易腐蝕的構(gòu)件部位，為后期維護(hù)人員的養(yǎng)護(hù)修復(fù)提供參考。

4、支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的屋蓋支撐系統(tǒng)包括屋面支撐、柱間支撐，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮廠房的屋頂結(jié)構(gòu)、廠房總高度、生產(chǎn)設(shè)備振動(dòng)等問題，確保支撐系統(tǒng)的可行性和合理性。首先，確保鋼結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，加強(qiáng)對(duì)縱向承載力的提升和傳遞，盡量保持桿件的穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的變形從而影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安全。其次，每一溫度區(qū)都要設(shè)置相應(yīng)的柱間支撐系統(tǒng)，并且與屋蓋支撐系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮溫度應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)變形的影響，盡量在溫度區(qū)的中部選擇設(shè)置相應(yīng)的下柱支撐，使吊車梁等構(gòu)件可以隨著溫度的變化改變兩端的伸縮程度。當(dāng)溫度區(qū)長(zhǎng)度大于150m時(shí)，盡量選擇在溫度區(qū)1/3處設(shè)置兩道上段柱支撐，且距離不宜大于72m。同時(shí)還應(yīng)在溫度區(qū)兩端柱間設(shè)置上段柱支撐，提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的上部縱向剛度，并起到一定的抗風(fēng)減震作用。

5、節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)之間存在許多的連接節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際使用過程中，當(dāng)交接部位處理不當(dāng)，出現(xiàn)連接不協(xié)調(diào)等問題會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低，增加安全故障風(fēng)險(xiǎn)，因此在設(shè)計(jì)過程中，要處理好鋼結(jié)構(gòu)之間的銜接關(guān)系，保障整體的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性。一方面，注意選取合適的節(jié)點(diǎn)連接方式，要綜合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況、施工環(huán)境、吊裝順序等，同時(shí)考慮剛接、半剛接、鉸接等方式的不同特點(diǎn)，選擇能滿足實(shí)際使用需求的節(jié)點(diǎn)連接方式。另一方面，注意焊縫連接和螺栓連接的區(qū)別：焊縫連接操作便捷、密封性良好，但在焊接過程中容易導(dǎo)致鋼材料出現(xiàn)低溫冷脆的問題；螺栓連接便于組裝和拆卸，但注意要對(duì)準(zhǔn)螺栓口位置。通常情況下，高強(qiáng)螺栓用于連接梁柱節(jié)點(diǎn)位置，普通螺栓用于連接檁條。