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摘 要：改革开放之后，我国的工业化进程在不断加快，很多工厂如雨后春笋般出现在我国的各个城镇中，而工业厂房作为工业生产必不可少的场所，厂房的建筑施工已经成为我国建筑行业的重要组成部分。而钢建筑结构因具有自重轻、变形能力强、建筑工期短、整体刚性好和工业化程度高等特点，近些年来已经逐渐取代了混凝土建筑结构，成为工业厂房建筑结构的主流。但值得注意的是，钢建筑结构虽然有诸多优点，但是其同时也存在防火性能差、易腐蚀等缺点，因此在进行厂房结构设计时一定要引起重视，这样才能切实保证建筑结构的质量和合理性。
关键词：钢结构；工业厂房；设计；施工
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-44-2
0 引言
我国工业近些年得到了较为良好的发展，厂房的设计也开始备受关注。我国过去的工业厂房所采用的原材料大多是钢筋混凝土，近些年已经逐步发展成为钢结构厂房建筑，其施工快，塑性好，现已经逐步的取代钢筋混凝土结构厂房，同时在工业建筑方面得到了较为广泛的应用。由此有必要对工业钢结构厂房的设计要点进行详细论述。
1 钢结构类型
1.1 框架结构
单纯的框架结构有着较高的侧向承载力，一般在12层以内的钢结构厂房中应用，有着良好的延展性。缺点是侧向刚度小，层高有限制。优点是布置灵活，适合对房间空间要求大的厂房。
1.2 框架—中心支撑结构
支撑构件和周边框架形成抗侧力结构，形成支撑体系。中心支撑比交叉支撑更加适合，能够采用单斜支撑和人字支撑。该结构有点是将侧向位移大大减小，适合地震频发区。
1.3 框架—偏心支撑（延性墙板）结构
该结构的主要特点是，梁和每对支撑交点或者支撑与梁交点和柱之间形成了消能梁段，偏心支撑耗能梁段的设置部位决定了支撑的位置。该结构有着较好的抗震性，尤其是采用偏心支撑的方法能够有效地利用消能梁段。此结构需要注意使用强支撑、强柱和弱消能梁段。
1.4 内藏钢支撑钢筋混凝土剪力墙板结构
这种结构能够很好地发挥抗震性能，结构中的钢板支撑发挥了主要作用，其水平刚度会在外包钢筋混凝土的保护下有所增加。
1.5 空间桁架结构
空间桁架结构的节点在圆球的铰结点，通过任意一条轴线能够转动连接圆球铰的杆件。所以，空间桁架被广泛地应用到塔架、起重机构架、网架结构中。
2 钢结构设计优化的基本方法
直觉优化和概念优化是现阶段工业厂房建筑结构的两种优化方式。其中，直觉优化指的是，设计师凭借自身扎实的设计理论基础和丰富的设计经验，选择出工业厂房不同区域的最优设计方案。也就是说，在选择最优设计方案时，设计师完全是根据自己的相关经验进行的一个主观判断，这种设计方案没有经过科学的计算和检验，一旦厂房的实际情况不在设计师熟悉的领域之内，那么极有可能会存在诸多的不合理之处，进而直接影响到厂房的使用效果，所以这种优化方式具有一定的风险性。概念设计指的是设计师凭借丰富的设计经验，并且采用科学的计算方法和检验手段对设计方案进行不断改进优化，直至得到最佳的设计方案。在实际的工作中往往是直觉优化和概念优化这两种优化方式有机结合使用，这样能够使建筑结构的整体布局更加科学。
3 钢结构厂房设计施工问题分析
3.1 钢结构厂房的结构设计问题
由于工艺布置等方面的要求，为了拓展厂房的空间，钢结构厂房一般会采用框架结构，此外，如果厂房的层数比较多且能达到一定的工艺条件时也能采用框剪结构。钢结构厂房设计对其结构布置的要求是要对称均匀地布置柱网，并使厂房的质量中心与刚度中心接近，达到降低厂房空间的扭转作用的目的。钢结构厂房的结构体系需要具备规则、简捷以及传力明确的特点，防止凹角、收缩以及现应力集中或者由于竖向过多而导致的内收或外挑等现象的出现，提高竖向刚度的稳定性。而在多层厂房中，由于其柱距方向尺寸小，柱子多、跨度方向尺寸大，柱子少的特点，所以一般对其采用横向控制的方式，实现纵横向的抗震能力的一致，提高钢结构厂房的抗震性能，促进钢结构厂房设计的经济性和合理性。
3.2 钢材料的传导性
钢结构建筑物内比较空旷的时候回出现回音，这一现象的出现和钢材传导性有着密切的联系。此外，钢材有着较好的导热性，在寒冷的冬季如果可以高效地吸收外部的热量能够加工室内温度提高。大型公共场合有着较大的空间，声音在这种环境中传递得比较快，如何解决回音问题成为钢结构厂房建设中必须考虑的一项内容，一般情况下可以利用反射板解决。
4 加强钢结构工业厂房设计与施工的措施
4.1 结构与布局的改进
在建设钢结构厂房前，应当以科学依据为基础选择钢结构的形式，根据厂房的需要选择适合的形式。在钢结构形式选择前，首先要考虑的就是何在大小的问题。钢结构设计应当保持均匀，网架结构是何在较大情况下常用的钢结构形式，能否充分发挥钢结构的作用。
4.2 做好防火设计
不同于混凝土结构厂房，钢结构厂房非常容易受温度的不良影响，这导致钢结构厂房的防火能力相对较差。所以在开展钢结构厂房设计作业时，一定要科学开展防火设计以及隔热设计，提升工业厂房的可靠性与其安全性，使工业生产能够安全、稳定的进行。就此在开展设计工作时，需要明确划分以及定义厂房建筑火灾危险性类别、防火等级。除此之外，还需要基于相关规定要求以及防火规范，选择使用质量达标，同时和厂房建筑防火等级一致的钢构件，从而防止火灾对钢结构建筑带来过大的影响、损害。现阶段，可通过防火涂料的科学涂刷、使用，从而达到增强钢构件的耐火强度的目的。另外在开展设计工作时，相关设计人员还应当通过安全出口以及疏散楼梯的有效设计，从而使得火灾在发生之后，施工人员均得到及时的疏散，从而减少火灾事故损失。
4.3 加强防腐设计并定期做好后期保养工作
我们都知道在空气中的氧气和水分的相互作用下，钢结构十分容易出现氧化情况。如果长期处于潮湿的环境中，那么钢结构被腐蚀得更加严重。钢结构被腐蚀之后其截面会随着腐蚀程度的加深而不断缩小，同时表面出现的锈坑会使钢构件在使用过程中发生应力集中的现象，进而降低厂房的使用寿命。因此，设计人员要根据工厂生产的实际环境，制定出具有针对性的、合理的设计方案，并采取相应的防腐措施，以确保钢构件的使用寿命。目前，我国主要是通过在钢构件的表面使用防锈防腐涂料来保护钢材，但是不同部位的钢结构其防锈防腐要求会具有很大的差别，因此在涂刷时要根据相关要求进行，而不是越厚越好。此外，设计人员要在图纸上标记出容易出现腐蚀的部位，这样后期养护人员才能够以此为依据进行厂房的护理工作。
4.4 对屋面结构与支撑系统进行设计优化
设计人员要根据厂房的跨度、当地的抗震等级以及吊车的吨位等具体情况，开展屋面支撑系统的设计。一般说来，所有的钢结构厂房都要具备最基础的垂直支撑结构。如果厂房需要安装特重级桥式吊车或者配备大型振动设备，那么厂房建筑结构需要使用纵向水平支撑结构。总之，不同的厂房其需要的支撑结构也会有所差别，这就需要设计人员具体问题具体分析。此外，要根据国家相关规范以及厂房的实际情况设计合理的排水系统。国家规定，钢结构厂房屋面的坡度不低于50，如果是南方比较多雨的地区，可以相应的增加坡度。
5 结束语
钢结构的设计效果以及质量直接关系到工业厂房建筑的稳定性与其安全性，所以在开展钢结构设计时，一定要考虑到工业厂房建筑的实际情况，與其具体应用方向。除此之外，在设计过程中，还应当将各种新型技术以及新型设计理念应用到钢结构厂房设计中，从而确保钢结构设计的有效性，同时降低厂房的钢材用量。
参 考 文 献
[1] 罗辉.钢结构工业厂房设计分析[J].电子制作，2015，03：260.
[2] 张智伟.试论钢结构工业厂房的设计与施工问题[J].河南建材，2015，02：132-133.
[3] 胡军安.工业厂房钢结构设计的现状及发展前景[J].四川水泥，2015，07：98.
关键词：钢结构；工业厂房；设计；施工
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-44-2
0 引言
我国工业近些年得到了较为良好的发展，厂房的设计也开始备受关注。我国过去的工业厂房所采用的原材料大多是钢筋混凝土，近些年已经逐步发展成为钢结构厂房建筑，其施工快，塑性好，现已经逐步的取代钢筋混凝土结构厂房，同时在工业建筑方面得到了较为广泛的应用。由此有必要对工业钢结构厂房的设计要点进行详细论述。
1 钢结构类型
1.1 框架结构
单纯的框架结构有着较高的侧向承载力，一般在12层以内的钢结构厂房中应用，有着良好的延展性。缺点是侧向刚度小，层高有限制。优点是布置灵活，适合对房间空间要求大的厂房。
1.2 框架—中心支撑结构
支撑构件和周边框架形成抗侧力结构，形成支撑体系。中心支撑比交叉支撑更加适合，能够采用单斜支撑和人字支撑。该结构有点是将侧向位移大大减小，适合地震频发区。
1.3 框架—偏心支撑（延性墙板）结构
该结构的主要特点是，梁和每对支撑交点或者支撑与梁交点和柱之间形成了消能梁段，偏心支撑耗能梁段的设置部位决定了支撑的位置。该结构有着较好的抗震性，尤其是采用偏心支撑的方法能够有效地利用消能梁段。此结构需要注意使用强支撑、强柱和弱消能梁段。
1.4 内藏钢支撑钢筋混凝土剪力墙板结构
这种结构能够很好地发挥抗震性能，结构中的钢板支撑发挥了主要作用，其水平刚度会在外包钢筋混凝土的保护下有所增加。
1.5 空间桁架结构
空间桁架结构的节点在圆球的铰结点，通过任意一条轴线能够转动连接圆球铰的杆件。所以，空间桁架被广泛地应用到塔架、起重机构架、网架结构中。
2 钢结构设计优化的基本方法
直觉优化和概念优化是现阶段工业厂房建筑结构的两种优化方式。其中，直觉优化指的是，设计师凭借自身扎实的设计理论基础和丰富的设计经验，选择出工业厂房不同区域的最优设计方案。也就是说，在选择最优设计方案时，设计师完全是根据自己的相关经验进行的一个主观判断，这种设计方案没有经过科学的计算和检验，一旦厂房的实际情况不在设计师熟悉的领域之内，那么极有可能会存在诸多的不合理之处，进而直接影响到厂房的使用效果，所以这种优化方式具有一定的风险性。概念设计指的是设计师凭借丰富的设计经验，并且采用科学的计算方法和检验手段对设计方案进行不断改进优化，直至得到最佳的设计方案。在实际的工作中往往是直觉优化和概念优化这两种优化方式有机结合使用，这样能够使建筑结构的整体布局更加科学。
3 钢结构厂房设计施工问题分析
3.1 钢结构厂房的结构设计问题
由于工艺布置等方面的要求，为了拓展厂房的空间，钢结构厂房一般会采用框架结构，此外，如果厂房的层数比较多且能达到一定的工艺条件时也能采用框剪结构。钢结构厂房设计对其结构布置的要求是要对称均匀地布置柱网，并使厂房的质量中心与刚度中心接近，达到降低厂房空间的扭转作用的目的。钢结构厂房的结构体系需要具备规则、简捷以及传力明确的特点，防止凹角、收缩以及现应力集中或者由于竖向过多而导致的内收或外挑等现象的出现，提高竖向刚度的稳定性。而在多层厂房中，由于其柱距方向尺寸小，柱子多、跨度方向尺寸大，柱子少的特点，所以一般对其采用横向控制的方式，实现纵横向的抗震能力的一致，提高钢结构厂房的抗震性能，促进钢结构厂房设计的经济性和合理性。
3.2 钢材料的传导性
钢结构建筑物内比较空旷的时候回出现回音，这一现象的出现和钢材传导性有着密切的联系。此外，钢材有着较好的导热性，在寒冷的冬季如果可以高效地吸收外部的热量能够加工室内温度提高。大型公共场合有着较大的空间，声音在这种环境中传递得比较快，如何解决回音问题成为钢结构厂房建设中必须考虑的一项内容，一般情况下可以利用反射板解决。
4 加强钢结构工业厂房设计与施工的措施
4.1 结构与布局的改进
在建设钢结构厂房前，应当以科学依据为基础选择钢结构的形式，根据厂房的需要选择适合的形式。在钢结构形式选择前，首先要考虑的就是何在大小的问题。钢结构设计应当保持均匀，网架结构是何在较大情况下常用的钢结构形式，能否充分发挥钢结构的作用。
4.2 做好防火设计
不同于混凝土结构厂房，钢结构厂房非常容易受温度的不良影响，这导致钢结构厂房的防火能力相对较差。所以在开展钢结构厂房设计作业时，一定要科学开展防火设计以及隔热设计，提升工业厂房的可靠性与其安全性，使工业生产能够安全、稳定的进行。就此在开展设计工作时，需要明确划分以及定义厂房建筑火灾危险性类别、防火等级。除此之外，还需要基于相关规定要求以及防火规范，选择使用质量达标，同时和厂房建筑防火等级一致的钢构件，从而防止火灾对钢结构建筑带来过大的影响、损害。现阶段，可通过防火涂料的科学涂刷、使用，从而达到增强钢构件的耐火强度的目的。另外在开展设计工作时，相关设计人员还应当通过安全出口以及疏散楼梯的有效设计，从而使得火灾在发生之后，施工人员均得到及时的疏散，从而减少火灾事故损失。
4.3 加强防腐设计并定期做好后期保养工作
我们都知道在空气中的氧气和水分的相互作用下，钢结构十分容易出现氧化情况。如果长期处于潮湿的环境中，那么钢结构被腐蚀得更加严重。钢结构被腐蚀之后其截面会随着腐蚀程度的加深而不断缩小，同时表面出现的锈坑会使钢构件在使用过程中发生应力集中的现象，进而降低厂房的使用寿命。因此，设计人员要根据工厂生产的实际环境，制定出具有针对性的、合理的设计方案，并采取相应的防腐措施，以确保钢构件的使用寿命。目前，我国主要是通过在钢构件的表面使用防锈防腐涂料来保护钢材，但是不同部位的钢结构其防锈防腐要求会具有很大的差别，因此在涂刷时要根据相关要求进行，而不是越厚越好。此外，设计人员要在图纸上标记出容易出现腐蚀的部位，这样后期养护人员才能够以此为依据进行厂房的护理工作。
4.4 对屋面结构与支撑系统进行设计优化
设计人员要根据厂房的跨度、当地的抗震等级以及吊车的吨位等具体情况，开展屋面支撑系统的设计。一般说来，所有的钢结构厂房都要具备最基础的垂直支撑结构。如果厂房需要安装特重级桥式吊车或者配备大型振动设备，那么厂房建筑结构需要使用纵向水平支撑结构。总之，不同的厂房其需要的支撑结构也会有所差别，这就需要设计人员具体问题具体分析。此外，要根据国家相关规范以及厂房的实际情况设计合理的排水系统。国家规定，钢结构厂房屋面的坡度不低于50，如果是南方比较多雨的地区，可以相应的增加坡度。
5 结束语
钢结构的设计效果以及质量直接关系到工业厂房建筑的稳定性与其安全性，所以在开展钢结构设计时，一定要考虑到工业厂房建筑的实际情况，與其具体应用方向。除此之外，在设计过程中，还应当将各种新型技术以及新型设计理念应用到钢结构厂房设计中，从而确保钢结构设计的有效性，同时降低厂房的钢材用量。
参 考 文 献
[1] 罗辉.钢结构工业厂房设计分析[J].电子制作，2015，03：260.
[2] 张智伟.试论钢结构工业厂房的设计与施工问题[J].河南建材，2015，02：132-133.
[3] 胡军安.工业厂房钢结构设计的现状及发展前景[J].四川水泥，2015，07：98.