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天津市市政工程设计研究院 300051
摘要：本文简要介绍了钢结构厂房，详细阐述了钢结构厂房设计技术与细节处理。
关键词：钢结构厂房；设计技术；细节处理
无论是在民用建筑领域还是工业建筑领域，钢结构凭借自身的优势快速占领了整个的建筑市场。钢结构的主要特点有施工速度快、抗震性能强、荷载高、自重轻、刚度强，但是其自身也有容易被腐蚀、防火性能差等诸多缺点，因此，为了更好的建筑领域发挥钢结构的功能，必须对其进行设计优化和技术处理。
1、钢结构厂房介绍
1.1 钢结构厂房遵循的设计原则
要依据建筑工程的实际情况，对钢结构厂房进行设计规划，必须对原材料进行合理选择和严格把关，要对结构方案和厂房的构造措施进行科学设计，钢结构厂房必须要符合结构构件在安装、运输、使用的整个过程中对稳定性、强度、刚度的要求标准，必须选择防腐蚀性能强、防火性能好的钢结构，要优先选择使用符合标准要求的钢构件，避免在使用过程中重新制作，重新安装。在设计完成的钢结构文件中，所使用钢材的型号和规格、链接材料的钢号或型号，建筑结构的使用周期等必须标注明确。
1.2 钢结构厂房的优点
在当前的厂房设计施工的过程中采用了钢结构作为主要的原材料，是因为钢结构有以下优点：一是因为可以采用工业化大批量生产的方式对钢结构原材料进行加工，同时，使用的机械设备能够在施工现场进行及时的拼装，可以有效缩短厂房的施工周期，节约建设成本，提高施工企业经济效益。二是与钢筋混凝土相比，钢结构材料强度比较高，质量比较轻，所以在厂房的实际施工过程中，不但能够有效减少建筑结构所带来的荷载，还可以有效提高厂房结构的可靠性和稳定性。钢结构经过防腐蚀措施处理后，可以极大提高防腐蚀能力，保证厂房在使用的过程中，不会因为外界环境因素的干扰而降低钢结构的可靠性、稳定性和耐腐蚀性能。三是钢结构材料强度高，成本较低，能够回收反复利用，可以确保厂房的施工建设过程节能减排，减少能耗，节约资源，促进社会经济的持续发展。
2、钢结构厂房设计技术与细节处理
2.1 钢结构厂房的隔热保温与防火处理
钢结构的导热性能非常高，通常的钢结构导热系数一般为50w（m.℃），遇到的热量温度超过100℃时，就会降低钢结构的抗拉强度，同时增加了钢结构的塑性；如果遇热温度超过250℃时，钢结构的抗拉强度还会增加，塑性反而降低，产生蓝脆现象；当遇热温度超过500℃时，钢结构的强度会变得很小，能够导致钢结构坍塌。因此，钢结构的外界环境温度超过150℃时，就必须采取隔热防火措施，以对其进行更好的保护。施工过程中，一般采取在钢结构的外部包裹混凝土、耐火砖或防火板材，有的也采取涂刷一层厚防火涂料。
2.2 钢结构厂房的立面设计处理
工艺布置对钢结构厂房的立面设计起着决定作用，通常设计时是只要满足施工工艺要求，力求立面恢宏简洁，节点简单一致。彩色的钢结构能保证厂房从外表看来色彩丰富，外形轻盈，与传统沉重单一的钢筋混凝土厂房相比优势明显。在设计轻钢厂房的过程中，如果使用冷色调或跳跃性色彩，在重要的出入口、收边泛水、外天沟等位置做重点突出，不但能够丰富厂房的立面效果，还能更加彰显厂房的现代化的恢宏气势。
2.3 钢结构厂房的支撑系统处理
在设置钢结构厂房屋盖的支撑系统和柱间的支撑系统时，必须依据钢结构厂房的吨位、实际振动设备、结构形式、跨度、高度、柱网设置和吊车的设置等实际情况。通常情况下，屋盖结构中没有檩条的情况下，支撑系统设置在垂直方向上，在没有檩条的厂房结构中，屋架和屋面板必须开展焊接施工，确保上弦起到支撑作用。但在钢结构厂房的实际设计中，因为受施工条件的限制，再加上安装施工的要求，就要把上弦在横向方面的支撑系统布置在屋架上弦部位和天窗架上弦位置，如果钢结构厂房的屋架间距超过12米时，或存在重量很大的振动设备和吊车时，就必须在纵向设置水平的支撑系统，以确保钢结构厂房的安全。
2.4 钢结构厂房屋面设计处理
在设计钢结构厂房的屋面过程中，设计的主要内容是如何进行防水。技术要点是主要有三个，首先是屋面的坡度大小，其次是天沟是哪种形式，最后是单坡屋面的长度大小。要依据屋面工程的相关技术标准进行技术设计，但是很多的钢结构厂房屋面的坡度大都处于2%-3%，与实际的要求相符合。但是，钢结构原材料的性能、细节处理技术、节点如何处理等，在实际施工中设置屋面坡度为5%更科学合理。在我国的北方，由于冬季积雪较多，就要增大厂房的屋面坡度，在设计钢结构厂房的单坡屋面长度的过程中，必须对区域内实际的降雨量变化及温度变化进行考虑。通常情况下，钢结构厂房的单坡屋面长度设置在70米以内，就能够提高钢结构厂房的性能，延长使用寿命。如果长度超过70米，就必须对其进行针对性的处理。目前，有2中设计方案在钢结构屋面设计中广泛应用，一种是使用的材料是双层彩色的钢板，这种钢板中有保温棉，防水性能良好，缺点是温度变化非常大，不能有效解决热胀冷缩的问题；另一种是使用保温层、卷材防水层、隔汽层等复合而组成的钢屋面系统，这种材质柔性较强，对热胀冷缩问题改善效果较为显著。
2.5 钢结构厂房的防锈处理
外界潮湿的环境会对钢结构厂房带来腐蚀问题，如果外界空气中含有腐蚀性较强的介质，就会导致钢结构更严重的腐蚀。钢结构被锈蚀后，不但会减小构件的截面积，还会在钢结构的表面产生严重的锈坑问题，在构件受力集中时，就会严重的损坏构件。所以，必须高度重视钢结构的锈蚀问题，在技术处理时，要考虑地区环境条件的实际情况和厂房是否存在侵蚀介质等因素，布置厂房总图，选择科学的施工工艺，严格选择原材料，同时开展科学的施工，以保证钢结构厂房的施工安全和使用安全。一般情况下，采用在钢结构表面涂防锈漆的方式进行防腐处理，涂漆的厚度和层数依据钢结构的图层性质和环境实际条件。处于室内的钢结构表面涂漆厚度在0.1毫米，两道底漆、两道面漆，保证钢结构不被腐蚀。
3、结束语
设计钢结构厂房和细节处理过程中，在严格要求钢结构厂房的稳定性、强度、耐久性、抗震性外，还必须采取科学的保温防火与防锈蚀技术，提高钢结构厂房的稳定性能，延长使用寿命。
参考文献：
[1]张淑琼.钢结构厂房设计应注意的几大问题浅析[J].科技与企业.2012（02）
[2]魏启方.试论钢结构厂房工程的施工管理与控制[J].中国高新技术企业.2013（18）
[3]李彬.浅析钢结构门式刚架厂房的设计[J].科技与企业.2013（22）
[4]范利鹏.研究钢结构厂房设计[J].科技与企业.2013（03）
摘要：本文简要介绍了钢结构厂房，详细阐述了钢结构厂房设计技术与细节处理。
关键词：钢结构厂房；设计技术；细节处理
无论是在民用建筑领域还是工业建筑领域，钢结构凭借自身的优势快速占领了整个的建筑市场。钢结构的主要特点有施工速度快、抗震性能强、荷载高、自重轻、刚度强，但是其自身也有容易被腐蚀、防火性能差等诸多缺点，因此，为了更好的建筑领域发挥钢结构的功能，必须对其进行设计优化和技术处理。
1、钢结构厂房介绍
1.1 钢结构厂房遵循的设计原则
要依据建筑工程的实际情况，对钢结构厂房进行设计规划，必须对原材料进行合理选择和严格把关，要对结构方案和厂房的构造措施进行科学设计，钢结构厂房必须要符合结构构件在安装、运输、使用的整个过程中对稳定性、强度、刚度的要求标准，必须选择防腐蚀性能强、防火性能好的钢结构，要优先选择使用符合标准要求的钢构件，避免在使用过程中重新制作，重新安装。在设计完成的钢结构文件中，所使用钢材的型号和规格、链接材料的钢号或型号，建筑结构的使用周期等必须标注明确。
1.2 钢结构厂房的优点
在当前的厂房设计施工的过程中采用了钢结构作为主要的原材料，是因为钢结构有以下优点：一是因为可以采用工业化大批量生产的方式对钢结构原材料进行加工，同时，使用的机械设备能够在施工现场进行及时的拼装，可以有效缩短厂房的施工周期，节约建设成本，提高施工企业经济效益。二是与钢筋混凝土相比，钢结构材料强度比较高，质量比较轻，所以在厂房的实际施工过程中，不但能够有效减少建筑结构所带来的荷载，还可以有效提高厂房结构的可靠性和稳定性。钢结构经过防腐蚀措施处理后，可以极大提高防腐蚀能力，保证厂房在使用的过程中，不会因为外界环境因素的干扰而降低钢结构的可靠性、稳定性和耐腐蚀性能。三是钢结构材料强度高，成本较低，能够回收反复利用，可以确保厂房的施工建设过程节能减排，减少能耗，节约资源，促进社会经济的持续发展。
2、钢结构厂房设计技术与细节处理
2.1 钢结构厂房的隔热保温与防火处理
钢结构的导热性能非常高，通常的钢结构导热系数一般为50w（m.℃），遇到的热量温度超过100℃时，就会降低钢结构的抗拉强度，同时增加了钢结构的塑性；如果遇热温度超过250℃时，钢结构的抗拉强度还会增加，塑性反而降低，产生蓝脆现象；当遇热温度超过500℃时，钢结构的强度会变得很小，能够导致钢结构坍塌。因此，钢结构的外界环境温度超过150℃时，就必须采取隔热防火措施，以对其进行更好的保护。施工过程中，一般采取在钢结构的外部包裹混凝土、耐火砖或防火板材，有的也采取涂刷一层厚防火涂料。
2.2 钢结构厂房的立面设计处理
工艺布置对钢结构厂房的立面设计起着决定作用，通常设计时是只要满足施工工艺要求，力求立面恢宏简洁，节点简单一致。彩色的钢结构能保证厂房从外表看来色彩丰富，外形轻盈，与传统沉重单一的钢筋混凝土厂房相比优势明显。在设计轻钢厂房的过程中，如果使用冷色调或跳跃性色彩，在重要的出入口、收边泛水、外天沟等位置做重点突出，不但能够丰富厂房的立面效果，还能更加彰显厂房的现代化的恢宏气势。
2.3 钢结构厂房的支撑系统处理
在设置钢结构厂房屋盖的支撑系统和柱间的支撑系统时，必须依据钢结构厂房的吨位、实际振动设备、结构形式、跨度、高度、柱网设置和吊车的设置等实际情况。通常情况下，屋盖结构中没有檩条的情况下，支撑系统设置在垂直方向上，在没有檩条的厂房结构中，屋架和屋面板必须开展焊接施工，确保上弦起到支撑作用。但在钢结构厂房的实际设计中，因为受施工条件的限制，再加上安装施工的要求，就要把上弦在横向方面的支撑系统布置在屋架上弦部位和天窗架上弦位置，如果钢结构厂房的屋架间距超过12米时，或存在重量很大的振动设备和吊车时，就必须在纵向设置水平的支撑系统，以确保钢结构厂房的安全。
2.4 钢结构厂房屋面设计处理
在设计钢结构厂房的屋面过程中，设计的主要内容是如何进行防水。技术要点是主要有三个，首先是屋面的坡度大小，其次是天沟是哪种形式，最后是单坡屋面的长度大小。要依据屋面工程的相关技术标准进行技术设计，但是很多的钢结构厂房屋面的坡度大都处于2%-3%，与实际的要求相符合。但是，钢结构原材料的性能、细节处理技术、节点如何处理等，在实际施工中设置屋面坡度为5%更科学合理。在我国的北方，由于冬季积雪较多，就要增大厂房的屋面坡度，在设计钢结构厂房的单坡屋面长度的过程中，必须对区域内实际的降雨量变化及温度变化进行考虑。通常情况下，钢结构厂房的单坡屋面长度设置在70米以内，就能够提高钢结构厂房的性能，延长使用寿命。如果长度超过70米，就必须对其进行针对性的处理。目前，有2中设计方案在钢结构屋面设计中广泛应用，一种是使用的材料是双层彩色的钢板，这种钢板中有保温棉，防水性能良好，缺点是温度变化非常大，不能有效解决热胀冷缩的问题；另一种是使用保温层、卷材防水层、隔汽层等复合而组成的钢屋面系统，这种材质柔性较强，对热胀冷缩问题改善效果较为显著。
2.5 钢结构厂房的防锈处理
外界潮湿的环境会对钢结构厂房带来腐蚀问题，如果外界空气中含有腐蚀性较强的介质，就会导致钢结构更严重的腐蚀。钢结构被锈蚀后，不但会减小构件的截面积，还会在钢结构的表面产生严重的锈坑问题，在构件受力集中时，就会严重的损坏构件。所以，必须高度重视钢结构的锈蚀问题，在技术处理时，要考虑地区环境条件的实际情况和厂房是否存在侵蚀介质等因素，布置厂房总图，选择科学的施工工艺，严格选择原材料，同时开展科学的施工，以保证钢结构厂房的施工安全和使用安全。一般情况下，采用在钢结构表面涂防锈漆的方式进行防腐处理，涂漆的厚度和层数依据钢结构的图层性质和环境实际条件。处于室内的钢结构表面涂漆厚度在0.1毫米，两道底漆、两道面漆，保证钢结构不被腐蚀。
3、结束语
设计钢结构厂房和细节处理过程中，在严格要求钢结构厂房的稳定性、强度、耐久性、抗震性外，还必须采取科学的保温防火与防锈蚀技术，提高钢结构厂房的稳定性能，延长使用寿命。
参考文献：
[1]张淑琼.钢结构厂房设计应注意的几大问题浅析[J].科技与企业.2012（02）
[2]魏启方.试论钢结构厂房工程的施工管理与控制[J].中国高新技术企业.2013（18）
[3]李彬.浅析钢结构门式刚架厂房的设计[J].科技与企业.2013（22）
[4]范利鹏.研究钢结构厂房设计[J].科技与企业.2013（03）