关键词：大空间；厂房；钢结构；设计；措施
1导言
在当前阶段,钢结构在建筑行业应用更为广泛,钢结构建筑是新型的节能型建筑,符合我国城市建设要求。钢结构工程以其优越性逐渐替代了传统的厂房砖混结构，得到了广泛的应用，决定着建筑物的质量。钢结构工业厂房具有良好的抗震性能以及自重较轻等特点，其结构性能影响着企业的生产活动，因此，优化钢结构的设计迫在眉睫。
2钢结构深化设计相关概述
钢结构深化设计,主要是在原有设计的基础上,利用BIM软件所建立的钢结构模型。旨在钢结构模型建立过程中,需要重视设计内容中土建、运输、安装、机电、排水等作业的联系与基本要求。最后形成满足施工需求的钢结构图纸、设计报表。简单来说,钢结构深化设计是将原有的钢结构设计进行二次加工。钢结构深化设计,是为对施工流程、工期、材料采购、施工安全等内容进行有效控制。此外,为使钢结构深化设计,完善钢结构建筑的适用、节能、安全、环保性能。需要在钢结构进行模块化制造时,合理对构件进行分节、分段,同时采用科学、有效的分割方式,满足建筑体系对钢结构的基本要求。
3钢结构厂房设计的优势
3.1便捷性
钢结构的生产工艺和自身特质使钢结构建筑的建设更加方便快捷，与传统的结构设计相比，使用钢结构建造工业厂房能极大地降低设计和施工的难度，提高工作效率。
3.2经济性
钢结构具有强度高及稳固的特点，与传统的建筑结构相比，单位重量的钢结构能够承受更多的荷载，建造时，可以减少材料的用量，且钢结构价格便宜，可以减少修建工业厂房的成本，减少支出，提高企业的经济效益。
3.3环保性
钢结构具有可回收利用的特点，避免了厂房拆除造成的浪费和残留物对环境的污染。同时，钢结构在使用过程中不会产生污染物质，是环境友好型建筑。所以，使用钢结构设计工业厂房具有很强的环保性。
3.4空间利用率高
钢结构方便组合和拼接，由于自身特点，所占用的空间远小于其余结构，所以，拥有更灵活的设计方案，可变性潜力巨大，在提高空间利用率方面具有很大的优势。
4钢结构厂房的结构设计问题
4.1单层多跨钢结构容易变形
单层多跨钢结构厂房和传统的混凝土为主要建设材料的厂房相比，具有重量轻、可回收、节能环保、施工周期短等优势，但是设计过程中通过对单层厂房的钢架动力特征进行分析会发现，多跨钢结构的振型基本都是平面以外的，刚度较小，通俗地来说就是结构不够稳定且刚度较小，受力一旦超过结构承受的最大范围，钢结构就会发生弯曲、变形、移位、扭曲等情况，这严重的威胁了厂房内部工作人员的安全和设施设备的平稳运行，该问题是设计人员在单层多跨钢结构中需要面临的重要问题，事关整个工程和后续投入使用的安全性。
4.2格构柱整体和局部不一致
单层多跨钢结构厂房大多利用了格构柱的整体、连续铺设进行整个厂房的支撑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆且大多数厂房的设计人员在结构布局设计的过程中都会使用双肢格构柱之间的距离设定厂房的通风管道、人行通道、热力通道等，但是由于厂房结构设计不可能是完全规律、死板的，布局问题和通道管道的具体铺设会造成格构柱位置的变化和距离的变化，这就导致了格构柱整体和局部不一致的情况，这不仅不利于后期维护管理，也使得整个厂房的结构趋于不合理。
5大空间工业厂房钢结构设计及优化改进措施
5.1预埋精度控制
预埋件是钢结构与混凝土基础连接的重要构件，对其相应的精度控制将有助于提高施工的质量。尤其对于预埋地脚螺栓这种构件的精度和质量控制，则更是施工过程中需要非常重视的一项工作。为了避免预埋件位置偏移、标高不准确等问题，应在施工单位的预埋件完成后及浇筑混凝土前，请监理工程师对预埋螺栓的各类精度进行测量复检和确认，对纵横轴线以及标高的各项检查合格后，方可进行混凝土的浇注，同时在初凝完成以前还需要对其进行再一次的复查，保证其埋设的精确度。
5.2围护设计
外板厚度会在各个地区不同，其基材最小厚度大约为0.476mm，在沿海地区应该依据风压的大小来对厚度计算。内板厚度的多种板型基材厚度大约为0.376mm。压型钢板长度可以依据需求分为工厂制作、现场制作。在工厂制作的板，只能在运输和安装等因素，其长度不能高出15m，现场制作长度不能高出50m。选择采光板，一般设置时应用整体式采光板，点式布置时应用组合式采光板。在北方寒冷的积雪地区，应用组合式采光板，螺钉长度要求依据固定座、檩条、版型及墙梁的厚度来计算，对双层板屋面保温棉下可以对支撑不考虑。
5.3做好地震作用的计算
单层多跨钢结构厂房的结构设计过程中通过分析地震作用可以结合底部剪力法、振型分解反应、时程分析法等科学计算方法进行计算，将地震的危害和厂房的抗震能力进行科学的计算转化成为具体的数值，通过反应谱、地震影响系数、数据采集、分析统计结果等具体的操作流程，加强厂房的抗震能力设计，重点在于减少地震对厂房的影响，保障厂房后期运行的安全和应急作用。
5.4焊接的质量控制
在钢结构工程中的应用绝大部分是焊接和螺栓连接。由于高性能钢的化学成分中碳元素相对较少，韧性较高，高性能钢与普通钢材相比，具有较好的焊接性能。对于不同的钢构件需要注意根据实际情况和其特点采用不同的焊接材料与焊接方式。在焊接过程中不可避免被焊接的构件产生焊接应力和焊接变形，将不同程度地影响焊接结构的性能。所以在焊接连接时应合理选择焊接方法、条件、顺序和预热等工艺措施，尽可能把焊接变形控制到规范范围内。对于焊接时产生的缺陷，如裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合、未焊透、形状缺陷等问题时，需要采取相应的措施进行及时处理，可根据实际情况通过补焊或重新焊接等方式进行处理。
5.5防火防腐设计
在工业厂房设计时火灾是最重要的问题，钢结构部件在火灾高温的情况下容易出现崩塌情况，造成人员伤亡。要求与之相关的设计人员来提高钢结构部件的耐高温性能，确保出现火灾时，厂房在设计耐火时间中不会因钢结构部件变形导致崩塌，导致钢结构部件在火灾时出现问题。钢结构自身有着一定的活跃性，钢结构厂房在建设和施工中，较为容易受到附近环境的影响，比如说钢结构同空气中潮湿水蒸气、风沙泥土之间彼此改变，进而对化学性质进行改变，降低了承重性能同稳定性。为了有效降低腐蚀对于钢结构性能造成的影响，在设计时应该采取合适的防腐蚀措施和技术，比如说对出厂钢结构性能产生的影响，在进行设计时应该使用合适的防腐蚀措施，对出厂钢结构零件表面进行防锈涂装、储运、零件运输整个过程中完整包装，在较为干燥环境进行存储，对钢结构部件锈蚀部件情况进行定期检查，第一时间补刷已经受到破坏的涂层，实现提升钢结构抗腐蚀性能的提升。
结束语
综上所述，钢结构工业厂房具有优美的外观、建造成本低、建造时间短的优点，被工业企业广泛运用。要求从结构选型、细节的控制等诸多方面进行考虑，可以在最大限度上确保取值的科学性，从设计的角度分析，应该进行总结，弥补存在的不足，依据工业建筑的需求施工，确保钢结构工业厂房的质量。
参考文献
[1]李丽丹.大跨度工业厂房钢结构施工分析与方案[J].电工技术，2019（08）：131-133.
[2]吴炳,瞿畅,徐魏魏,等.悬臂式货架钢结构设计与仿真[J].起重运输机械,2018(12):129-132.
论文作者:钱航
论文发表刊物:《城镇建设》2019年22期
论文发表时间:2019/12/16
标签：钢结构论文; 厂房论文; 工业论文; 过程中论文; 性能论文; 单层论文; 结构论文; 《城镇建设》2019年22期论文;