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摘要：随着我国社会经济的迅速发展，工业经济有了飞跃式发展，大跨度、大柱网和大吨位重型厂房越来越多，为选用钢结构提供了大量的机会。由于钢结构具有强度高、塑（延）性好、自重轻、施工工期短、制作方便、节能环保、构件可重复利用、地基基础费用省等优点，近些年来，在国内外钢结构新工艺、新技术的发展和推广的基础上，加上高强板材、高效防火、高强防腐涂料在工业建筑中被大量的应用，从而使钢结构在工业建筑领域得到较快的发展。
关键词：钢结构；工业厂房；设计
一、引言
经济的发展，工业化程度的提高，促进了工业厂房的建设，同时人们对厂房建设的要求也越来越高，不仅要求其厂房结构具有极强的灵便性和抗震能力，还要有着一定节能环保功能。因此目前，我国在对工业厂房设计的过程中，都是采用钢结构材料作为工业厂房的主要结构。以下就钢结构工业厂房设计中得应用进行简要分析。
二、工业厂房设计中钢结构设计的重要性分析
在实际的工业厂房设计过程中，钢结构设计是至关重要的组成部分，其主要是指将钢结构设计蓝图到钢结构产品的演变过程，对于现代钢结构制造业的可持续发展有着关键性的影响。从工业厂房结构设计的的性质来看，其中存在的钢结构设计不仅具有几何成分，更具体表现了技术性的相关因素。因此，这就对设计人员的专业知识能力提出了较高的要求，设计者在对工业厂房结构设计中钢结构进行设计时，必须严格遵守建设方的设计蓝图要求，其实结合工程项目的施工进度及安装技术要求，充分掌握工程图纸中的设计要点，通过蓝图中的平面线条构建出一个完整清晰的立体结构，以此来保障钢结构设计的高质量。除此之外，设计师还要切实遵守工业厂房结构设计中钢结构的设计规范，真正了解到建筑的荷载工况、构造要求、结构受力特点等方面的基本要求。只有这样，才能设计出合理的连接节点形式，使其能够满足于国家规定的标准要求。与此同时，设计人员还需要加强对工业厂房结构设计中钢结构设计中关键部位的优化设计，从根本意识上认知到工业厂房结构设计中钢结构设计的重要性，以此来不断提高工业厂房结构设计中钢结构设计效率与质量，促使工程施工的顺利实施。
三、工业厂房钢结构应用的优越性
1.钢结构材料在使用的过程中强度比较高，投资成本也比较低，而且还可以多次的回收利用，这就使得钢结构工业有着良好的环保节能功能，为我国社会经济的可持续发展打下了扎实的基础。
2.将钢结构材料和混凝土结构材料相比，钢结构材料有着自重轻，强度高等方面的特点，因此在实际应用的过程中，不仅可以大幅度的降低建筑结构在使用中所产生的荷载，还有效的提高了厂房结构的可靠性。而且钢结构在使用时也有着较强的耐腐蚀性能，这也使得工业厂房结构在使用是不会受到外界环境因素的影响，其结构的稳定性和耐久性出现问题。
3.钢结构构件加工、制作的产业化，是整个结构工程中最完善的。在工业厂房施工的过程中，几乎所有的构件都可以由钢结构加工厂集中加工生产之后进行现场拼装和安装。这样的生产模式，使得钢构件的质量控制具有其他结构类型很难实现的可行性，结构的可靠性大幅增加，从而大大提高了整体结构的使用效率，避免了设计与施工上的浪费。
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4.同样是得益于钢结构制作与安装的高度工业化，相比较其他结构形式，钢结构建筑的施工周期更短，并且受天气等因素的影响也更小，使得项目周期更加可控，而这就为工业厂房的如期投产在最大限度上提供了保障，从而大大降低了工程投资成本，这个优势是工业建筑项目中最为重要，也是其他结构形式所不具备的。
四、工业厂房钢结构设计应用
1.保温隔热与防火设计
钢材具有非常好的导热性能，其导热系数达到50 W/（m·°C），对于钢结构建筑，如果不进行保温隔热处理，势必会造成大量能源浪费和消耗，同时还要满足工艺环境的要求和使用舒适性要求。
当钢材温度在100°C以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250°C左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250°C时钢材出现徐变现象；当温度达500°C时，钢材强度将几乎完全丧失，这会造成钢结构整体倒塌。因此，钢结构表面采取隔热及防火措施是非常必要的，做法一般有两种：①在钢构件外包耐火砖，混凝土或硬质防火板材。②采用厚涂型防火涂料，厚度按《钢结构防火涂料应用技术规程》计算。
2.钢结构的支撑体系设计
由于钢结构体系本身的结构特性，稳定性是钢结构设计中一项非常重要的控制参数，而支撑体系则对维持钢结构体系及单个结构构件的整体稳定性起着至关总要的作用。因此在钢结构的设计过程中，应尤其注意，要根据结构的整体及局部受力情况，严格遵守国家的设计规范及相关技术规程，在建筑中设置各类支撑，以维持各构件的侧向稳定性。
但值得注意是，由于工业建筑的使用特点，其内部往往需要安装大量的生产设备，如吊车，冲锻机，自动化输送线等；又大量分布着公用专业的介质干线及使用点，如蒸汽、燃气等气体介质，冷却水、纯水等生产生活用水以及强弱电线缆等；此外还有工业建筑中经常使用的大型物流门的提升机构，都需要占用大量的空间。这些都给支撑的设置位置提出了更加苛刻的要求。
因此，结构设计师在钢结构工业厂房的设计过程中，需要格外注意支撑体系的设计环节，在保证的结构安全可靠性的原则下，以满足建筑使用功能为，合理设置各类支撑的安装位置和连接节点形式，以避免安全隐患和后期安装施工中的空间干涉问题。
3.抗震能力设计
在钢结构厂房施工建造前，应对结构的实际抗震性做综合考虑，有利于解决日后复杂多变的地质问题。设计厂房结构时力求刚度与质量呈均匀分布，并应用钢结构固有的受力性来降低横向结构的变形程度。同时还要尽可能实现钢结构对强度的要求，以确保杠杆不会失稳，从而有效提高整个钢结构厂房的安全性和稳定性。在发生地震的情况下，会出现低周疲劳影响，在设计过程中应充分考虑到其对厂房造成的影响。设计抗震性对于钢结构厂方来说具有至关重要的作用。
此外，工业厂房又有着使用荷载工况较为复杂的特点，输送结构的可变荷载、移动荷载和生产设备的循环往复作用都很常见，钢结构建筑自重较轻，因此对荷载较为敏感。结构工程师需要根据各相关专业所提供的资料，厘清荷载的种类和工作状态，再据此对结构体系做出合理的抽象简化，进行精确的计算，并考虑钢材在往复荷载作用下的疲劳效应，才能够设计出安全、高效、合理、美观的精品工业建筑工程。
五、结束语
随着我国社会经济的发展，各种工业厂房的建设日益加快，采用何种结构形式和结构布置应该综合考虑生产工艺，经济技术等因素的影响，既要考虑经济因素又要满足使用要求。钢结构形式的工业厂房无疑具有其他结构形式所不具有的显著优势。以上对钢结构工业厂房设计进行了简单分析，为设计人员提供了一些参考依据，以便应用于以后的相关设计。
参考文献
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[3]季涛.大型钢厂工业厂房钢结构施工的若干技术问题[J].西安建筑科技大学，2009（06）.
论文作者:杨明昕1,鲁志娟2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：钢结构论文; 厂房论文; 结构论文; 工业论文; 中钢论文; 结构设计论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;