钢结构工业厂房设计改造优化措施

来源：建筑设计 浏览：- 发布日期：2024-01-25 09:26:11

随着我国经济的发展，人们生活水平的提高，我国建筑行业也得到了长足的发展，特别是在钢结构工业厂房建设的过程中，人们对钢结构工业厂房的使用功能要求越来越高，如果钢结构工业厂房设计不合理，会导致钢结构工业厂房无法满足人们的使用需求，从而影响到钢结构工业厂房设计的质量。因此，在钢结构工业厂房设计的过程中要认真分析、研究当前钢结构工业厂房设计存在的问题，然后针对存在的问题提出优化措施，以保证钢结构工业厂房设计的合理性。

1、充分做好前期的各项准备工作

1）相关设计人员应充分了解厂房的基本情况，根据厂房的实际情况，制定出科学合理的设计改造方案。在设计改造方案之前，相关设计人员应先对厂房内部的实际情况进行详细调查，如厂房的结构类型、生产工艺、生产规模等，并通过对厂房内部的设计图纸、图纸会审记录等进行核对，确保所设计出的改造方案符合实际需求。

2）在设计改造方案时，应充分考虑厂房所处的地理位置和周边环境条件。如是否靠近交通要道、工厂是否有环保要求等，从而确保改造方案的顺利实施。在对厂房进行改造之前，相关设计人员应提前对厂房内部的构件进行质量验收与安全鉴定工作，并在此基础上保证改造方案的科学性、合理性以及可行性。此外，还应将厂房内部所有可能影响结构安全和构件承载能力的部位进行重点加固。

3）在对厂房进行设计改造时，应保证厂房内部空间具备一定的宽度和高度，避免出现过大过小的情况。一般情况下，厂房内部高度不应超过12m；宽度不宜小于6m，如果存在特殊情况无法满足上述要求时，则应采取有效措施进行加固处理。

4）在设计改造方案时，相关设计人员应结合工程实际需求及相关规定标准对厂房内各项建筑设备进行合理布局与科学设置。具体而言，一方面可以根据施工需要对厂房内部的设备进行集中布置；另一方面还可将厂房内的设备进行分散布置，以此提高施工效率和施工质量。

2、加强工业厂房的防火设计

在钢结构工业厂房改造中，防火设计是整个工程设计的重要组成部分，同时也是整个工程质量的保障。钢结构工业厂房防火设计的重点在于其防火材料的选择与设计，具体来说，在进行钢结构工业厂房防火设计时，应尽量选择防火性能较高的材料作为工业厂房防火材料。另外，对于工业厂房内部空间较大、耐火等级较高等特点而言，则可以考虑将其作为工业厂房建筑防火设计中重要部分进行加强，在进行钢结构工业厂房改造时要尽量选择耐火等级较高、不容易发生坍塌等问题的材料。

3、做好厂房的防腐蚀设计

钢结构工业厂房的腐蚀主要是由于钢结构表面在空气中或者水中受到氧气、水分和其他腐蚀性介质的作用所引起的，主要的腐蚀形式有：化学腐蚀、电化学腐蚀以及它们的混合腐蚀等。钢结构厂房的防腐蚀设计应根据实际情况采用相应措施：

1）表面处理

对钢结构表面进行处理时，要选择合适的处理方法，如采用喷砂除锈、抛丸除锈等。具体的工艺方法为：将钢结构表面用喷砂除锈处理到规范要求；对表面有氧化皮或油污要进行打磨处理；对于腐蚀严重且较厚的钢板要进行打磨；对于较薄但有锈蚀现象的钢板要进行喷砂除锈处理。

2）涂刷防护涂层

在钢结构工业厂房的防腐蚀设计中，涂刷防护涂层是最为有效和直接的方法，在钢结构工业厂房中一般采用环氧树脂涂料，如在厂房内表面涂刷环氧树脂涂层，能够有效提高钢结构工业厂房的防腐蚀性能。具体来说，环氧树脂涂料是一种通过化学键而形成三维网状结构的涂料，其具备一定的柔性和韧性，并且在空气中不会发生粉化现象。因此，在钢结构工业厂房中涂刷环氧树脂涂料时，可使其在施工过程中不会因为湿度过大而发生粉化现象。

3）环氧树脂涂料还具有较强的耐水、耐温性能，其所具备的良好韧性使得环氧树脂涂料对各种外力具有较强的抵抗力。因此在钢结构工业厂房设计时要尽可能选用环氧树脂涂料进行涂装，这样才能有效保证钢结构工业厂房处于安全、稳定、可靠的工作环境。

4、优化钢结构支撑系统的设计

钢结构支撑系统主要包括柱间支撑系统以及屋架支撑系统等几个部分，其设计需要考虑到厂房的跨度、高度以及荷载情况等因素。在进行工业厂房设计时，应遵循“先地下后地上”的原则，并考虑到厂房跨度较大，为了保障钢结构厂房的整体稳定性，应在柱间支撑系统与柱之间设置刚性系杆。该刚性系杆能够在一定程度上起到约束厂房空间变形的作用，同时也可以将钢柱所承受的荷载进行分解，减轻钢柱的受力情况。除此之外，还应在柱子四周设置柱脚支撑，并在柱子中间设置压型钢板，用以承受厂房在使用过程中产生的垂直荷载。另外，为了增强钢结构厂房的刚度以及稳定性，还应在屋架支撑系统与柱子之间设置压型钢板，以加强钢屋架结构与柱子之间的连接强度，还应将屋面檩条布置到钢屋架上，并将屋架与钢结构屋面板之间进行连接。

5、加强钢结构的抗震设计

根据抗震设防要求，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），在钢结构工业厂房设计过程中，要采取合理的抗震措施，尽量提高厂房结构的抗震性能，同时要加强对厂房结构的延性设计。比如在进行钢结构工业厂房改造的过程中，要根据厂房建筑功能的实际需求，选择合适的抗震措施。总原则为“强柱弱梁”、 “强剪弱弯”、 “强节点弱构件”。除在设计过程中满足计算要求外，通过设置钢柱加劲肋，提高柱子的稳定性；在钢框架梁下方设置水平支撑，以保证钢梁下翼缘不失稳；在钢框架梁与钢柱位置设置钢斜撑，提供梁抗剪能力，只有这样才能提高钢结构工业厂房的抗震性能。

6、钢结构设计经济实用

钢结构厂房的成本和企业经济利益息息相关，成本越高则企业的经济效益越低。设计过程中需要坚持实用原则。结构计算中应尽可能在保证安全性的前提下，节约钢材的用量。设计人员需要以全局为重，不能为了某个小细节而牺牲整体功能。可以从如下方面入手：

1）保证荷载的准确性，不能过于加大荷载。

2）梁柱设计选择合理的截面及型号。

3）钢结构振动问题需按要求调整。

7、钢结构质量通病及防治措施

1）首先从源头把关，应该根据材料的性能及建筑物的实际情况，选取合适的材料。钢材表面质量问题主要有结疤、表面裂纹及皮下气泡等问题。长期使用过程中也存在疏松、夹渣、翻皮等问题。应首要对钢材质量进行检测。

2）钢结构深化及制作过程中，应反复核查详图大样，根据设计要求编制加工方案并组织施工技术交底。下料工序质量的好坏对制作有直接的影响，所以应加强质量监控。

3）钢结构连接节点中采用螺栓连接及焊接工艺。对于重要承重构件，如果处理不好参与应力影响，将会给结构安全造成严重的潜在危害。