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摘要：最近几年，我国厂房的结构设计中，最为常见的是钢结构设计。钢结构的厂房设计操作简便、质量轻、抗震和承载性能好。但应用钢结构于厂房的建设中，也存在着一些问题，本文将就钢结构厂房的优势特点、设计重点以及注意事项进行简单的探讨。
关键词：钢结构；厂房结构；设计研究
随着科学技术的不断发展进步，在进行厂房设计时，我国逐渐采用钢结构来取代之前的混凝土结构。钢结构厂房同混凝土结构厂房相比，不仅施工方便、施工周期也较短，厂房自重轻，对于环境的破坏力度小。然而相关的工作人员在设计钢结构厂房结构时，还要重视一些问题。
1钢结构厂房结构设计的优点
1.1重量较轻
首先，钢结构建筑在厂房设计与建设进程中，比传统的混凝土结构的质量更小，这一优势极大地缓解了厂房地基承载的压力。其次，钢结构的厂房结构比混凝土结构的厂房结构抗震性能更好。最后，钢结构厂房的使用寿命更长，钢体结构是由防腐蚀高强冷轧镀锌钢板制造的，在钢体使用和施工过程中，极大地提升了其抗腐蚀性，劣势性冷弯薄壁钢结构的建筑工艺比较复杂，在住宅建设工程中十分适用。
1.2开间较大
由于我国当前的绝大多数厂房的设计规模都较大，那么满足大跨度的钢结构设计便广泛应用与厂房结构设计当中。同传统的混凝土结构形式相较而言，钢结构的跨度较大，最大可达48m。在梁高相同的情况下，钢结构的实际开间比混凝土结构大一半以上，布设柱网的灵活性得到了有效的提高。此外，这一优势使得钢结构厂房能够达到150m的横向温度区段长、300m以上的纵向温度区段长，满足了相关规定中对于厂房建设要达到的不舍变形要求。
2钢结构厂房结构设计中的设计重点
2.1结构布置
钢结构厂房结构设计中的一大难点便是结构布置，因为钢结构厂房的结构布置不仅要满足厂房实际需求，还要把握控制好尺寸。比如一钢结构厂房在进行结构设计时的柱距是8~9m，门式钢架的距离范围为6~9m，构建的数量在结构布置时的影响较大，因此，为了不对钢结构厂房的整体造成影响，要合理控制构件数量；该厂房的门式钢架跨度范围为21~24m，根据现场的实际情况，可以因地制宜制定门式钢架的跨度，但最大不超过36m；厂房的整向与水平方向的荷载要使用构件连接，与此同时，相邻钢架的连接工作也由此类构件负责；该钢结构厂房纵向上的受力加注到钢结构支持体系当中，在相对应的温度区段来设计厂房屋盖的横向支撑，以便从空间上来提高厂房结构的稳定性。
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2.2分析受力
假如在设计钢结构厂房的结构时，屋面条件布满活载的话，这就要从安全角度来分析钢结构厂房的受力情况。而在分析受力时，需要遵守荷载效应组合，以下是几点设计时需遵循的规则：①在做厂房结构受力分析时，同时考虑积灰荷载、雪荷载；②分别考虑雪荷载、活荷载，在二者之间选择受力值最大的一个来作为结构设计的标准；③区分设计地震荷载、风荷载，根据相关规定，钢结构厂房的竖向荷载标准值为0.5N/㎡；④在钢结构厂房当中进行施工检修时如积灰荷载、雪荷载、活荷载之类的荷载无法参与自动荷载设计；⑤需根据国家的相关荷载标准来安排使用多辆吊车。
2.3保温隔热设计
在进行钢结构厂房结构设计过程中，一项重要内容就是保温隔热设计，这是确保整体厂房结构安全的重要基础。一般情况下，钢材料的导热性能可达到50W/m•℃，所以必须要做好保温隔热设计。在设计过程中，可以通过将钢材料的热阻计算出来，从而对钢材在结构中的设计与使用进行控制。通常来说，徐江热阻值设计得足够大，方可以发挥出最佳的保温隔热效果。由于我国地方不同，其气候条件也不同，其具体传热系数以及温度取值也有所差别，所以必须要科学规划保温隔热的设计方法。
2.4抗震设计
工业钢结构厂房结构设计的重要一环便是厂房的抗震设计，特别是在一些地震等地质灾害频发的区域，为了使钢结构厂房拥有良好的安全性与抗震性，必须要加强钢结构厂房的抗震设计。在进行设计时要使钢结构的布置对称均匀，钢结构的传力应当有效明确，切实提高钢结构厂房的抗震能力，减少地震震动对于钢结构厂房的破坏。
2.5防火设计
建筑钢材拥有一定的耐热性能，长时间受到100℃的辐射热时并没有多大的强度变化，但当温度超过150℃时就必须要用隔热层来进行保护。因为钢材的耐火性能不好，因此要采取防火措施来保护重要的结构。目前来说，大多采用在钢结构表面涂覆防火涂料的方法来提高钢构件的耐火极限，保证钢结构厂房的防火标准达到国家安全标准。此外，钢结构厂房结构的设计人员需要从多个角度来全方位的分析设计，做好相应的防火设计工作，例如合理地设计厂房安全出口与经济疏散楼道，以便当厂房出现火情时可以紧急疏散工作人员，尽量减少火灾对于群众生命财产的破坏。
2.6防腐设计
因为有的钢结构要长时间的暴露在大气环境之中，因此容易受到空气的腐蚀作用。当钢结构厂房的钢结构长时间的处于环境潮湿的地方，或是厂房里头有腐蚀性的物质时，钢结构就更加容易出现腐蚀的情况。厂房的钢结构腐蚀不仅使钢结构的表面出现锈坑，还会导致钢结构的整体截面缩减，破坏钢结构的稳定性。
所以，为了有效防止或遏制住钢结构的腐蚀情况，目前大多采用涂防腐蚀剂在钢体表面充当防腐层的办法。这类防腐层的疏水性和致密性较好，且拥有附着力强、电阻较大的优点，能够有效隔绝大气环境当中的氯离子、水蒸气的腐蚀，从而达到保护钢结构不受腐蚀的目的。
3进行钢结构厂房结构设计时的注意事项
3.1注意厂房结构的支撑系统
由于钢结构厂房不同的功能导致其支撑系统的设计也是不同的，钢结构厂房结构设计的工作人员要考虑厂房的结构、跨度、振动表现等因素来强化厂房结构支撑系统的实际应用。此外，如果钢结构厂房还配备了吊车或振动设备时，必须要为厂房设计纵向形式的水平支撑体系来支撑钢结构厂房结构的稳定与安全。
3.2注意厂房结构的变形缝的设计
通常来说，钢结构的工业厂房变形缝设计有沉降缝、伸缩缝、防震缝三种。不管是哪一种变形缝，都要综合考虑工业性厂房的质量要求。以伸缩缝的设计为例：一旦厂房面对温度急剧变化的情况时，温度应力会影响楼层结构，导致变形问题的出现，墙面、层面等收到拉裂破坏。因此，为了避免厂房上部结构过度变形，钢结构厂房结构设计的相关工作人员要以基础项面为起点，在两个温度区段分格的上部结构来进行变形缝的设计、设置，便于在温度变化时，上部结构会沿着水平方向产生形变。
4结语
综上所述，钢结构厂房的结构设计工作关系着该厂的未来发展和工作人员的生命财产安全，对于钢结构的厂房建设而言是十分重要的。作为钢结构厂房结构设计的工作人员，要了解并重视其设计重点和注意事项，在实际设计过程当中，因地制宜，选取最佳设计方案，以便保障厂房的安全性与实用性，为我国工业发展尽自己的一份力量。
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论文作者:王丽薇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：厂房论文; 钢结构论文; 钢结构厂房论文; 荷载论文; 结构论文; 结构设计论文; 温度论文; 《基层建设》2018年第3期论文;