关键词：钢结构；工业厂房设计；应用
前言
在工业厂房结构设计中应用钢结构形式，能全面提升厂房施工实用性、功能性，降低厂房施工成本，提升厂房使用寿命。钢结构在设计过程中要分析多项影响要素，整合施工作业各项要求，在满足经济性的要求下，保证钢结构厂房的安全性。
1工业厂房钢结构设计特点
在工业厂房结构中，对钢结构各个施工连接部分进行合理设计，使其取得较为显著的经济效益和质量效益。钢结构工业厂房与混凝土结构设计相比，能全面降低设计难度，提升厂房施工效率。钢结构设计应用经济性较为突出，在结构拼装过程中能节约较多的施工原材料，施工经济性较佳。这些是目前钢结构大范围应用的重要因素。工业厂房应用钢结构，在结构中可以设置较大的空间，可以满足不同的工艺要求，保证上部空间得到合理应用，进而对工艺设备进行有效控制，节约更多项目建设成本。钢结构属于利用率较高的建筑材料，在使用过程中能多次应用，其安装操作需要的人力、物力较少，拆除的钢构件能直接回收应用，循环价值较高、环保性较强。在工业厂房结构设计过程中，钢结构空间利用效率较高，在搭接过程中空间占用率较低，在设计中可变性较强。其空间构件具有多样化特征，对提升厂房后期建设空间利用率具有重要意义。在工业厂房建设中，钢结构应用也存在一些问题。例如钢结构材料防火性与耐腐蚀性有待提升，在厂房结构设计过程中要加强此方面的设计，全面提升钢结构应用价值，强化结构的耐久性与安全性[3]。
2钢结构的发展历程
我国早期钢结构的发展使处于铁制建筑物的水平，直至中华人民共和国成立之后，我国的钢结构才有了比较大的发展。随着我国社会经济的快速发展，在2000年以后，我国成为钢产量的大国，在建筑行业中对钢结构的应用也越来越多，尤其是在2008年奥运会的成功举办鸟巢，作为钢结构的主体建筑。也引起了一大批钢结构建筑热潮以及强劲的市场需求，通过鸟巢的带动，促进了我国钢结构建筑的快速发展。各种场馆，机场车站以及高层建筑都有钢结构的应用。随着钢结构建筑的快速发展与普及，我国钢结构的发展水平也得到了全面提升，各种先进的钢结构加工设备非常的全面，包括多头多维钻床，钢管多为相贯线切割机以及波纹板自动焊接床等这些现代化的钢结构，建筑机械能够确保钢结构设计、制造更加稳定。
3钢结构应用在厂房结构中的优势
第一点，钢结构价格相对便宜，能够为企业节约不少成本，再加上虽然其价格便宜，但是性能并没有因为便宜而大打折扣。钢结构容易加工，具有良好的性能，应用在厂房结构中的一些结构往往需要进行多次反复的加工，有很多材料多次加工后对性能造成很大的影响，但是钢结构几乎不会出现这方面的问题。再加上钢结构重量比较轻，在实际应用的时候容易操作，如果在结构部署的环节出现问题，有的结构被安装在了错误的地方，也容易对其进行拆卸和重新安装的工作，给施工人员减轻了工程难度，也在一定程度上提高了厂房的建造速度。其次钢结构承重能力强，在一般的建筑中应用到的钢结构大多都是管状的，而且实际用到的钢材并不多，只需要构建一个框架就可以完成一些承重任务，管状结构形成的空心同时也是安置一些电线的绝佳位置，既不会影响厂房的整体整洁感，也不会因为电线裸露在外而造成一系列的用电安全问题。后，钢结构还具有一个特别明显的特点，就是它不会像木材一样，因为受到机器振动等的影响，而产生掉落灰尘的现象，能够帮助保持厂房的卫生。钢结构的性能不会因为时间的流逝而受到影响，因此可以实现重复利用，不浪费材料，这也为企业节约了资源和成本。
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4工业厂房结构设计中钢结构设计的应用
4.1应用项目案例概述
该工程建筑面积是15288m2，长度196m，宽度78m，厂房结构采用门式钢架体系（24m+30m+24m），柱距7.5m，建筑檐口高度为12.4m。厂房车间内设吊车：24m跨5t梁式吊车4台，16t梁式吊车1台，30m跨10t梁式吊车3台，20t梁式吊车1台。依据厂房设计要求，结合施工现场环境，采用3D设计软件进行钢架设计。
4.2防火设计
在工业厂房设计中，钢结构与混凝土结构相比，容易受到温度变化影响，防火性能不强，因此需强化钢结构的防火隔热设计。在具体设计过程中，设计人员要对厂房火灾类型进行合理划分，制定防火等级，避免火灾隐患对结构稳定性产生较大影响，强化防火性能。在设计阶段，为了保障结构耐火性能得到有效提升，可以在钢结构表面涂刷相应的防火涂料。设计人员要优化火灾预防控制操作，对设计质量进行有效控制，比如对火灾逃离出口进行合理布置，能够及时疏散人员，降低火灾事故发生概率。
4.3防腐设计
长时间使用，钢结构会受到大气环境的影响，从而受到不同程度腐蚀与氧化作用。当工业厂房环境湿度较大时，会加速其氧化反应，导致钢结构腐蚀性更加明显。钢结构腐蚀之后，构件截面会变小，局部会出现不同程度的锈迹，导致钢结构主要受力位置应力集中，对结构应用性能影响较大。在设计过程中，设计人员要对厂房环境影响要素进行分析，制定合理的防腐设计方案，提升结构的抗腐蚀性。需要为钢结构涂刷相应的防腐涂料，保障外部环境中的腐蚀因素与结构不会直接接触，对结构起到有效保护作用。
4.4抗震设计
工业厂房结构设计中，抗震设计至关重要。如果厂房建设区域处于地震频发带，一定要做好防震设计，提升厂房抗震性，保障厂房结构安全性。在设计过程中，要对钢结构体型进行合理布置，提升结构传力性能，从而提高结构抗震性能。钢结构厂房屋架与钢柱、屋面板与屋架连接牢固，节点处理合理，避免结构节点连接问题导致事故的发生。对柱体与墙体高宽比进行调控，应用最佳的减震方式，提升工业厂房抗震性能。
4.5荷载设计与钢结构厂房工艺设计
工业厂房钢结构设计过程中，做好荷载设计极其重要。强化荷载设计能为后续钢结构设计提供有利条件，进而提升钢结构设计的稳定性。工业厂房能为工业生产活动提供相应场所，确保生产活动有序进行。钢结构厂房要和各个生产模块有效协调，墙体厚度和高度要能适应工艺设计指标要求。在钢结构布置形式中，可以采用平面桁架、网架、门式钢架等形式，设计阶段技术人员要按照厂房建设要求进行全面考虑，选择最佳的钢结构设计形式，在满足经济性的要求下，保障厂房整体性能。
4.6重视钢结构计算
工业厂房钢结构计算过程中，设计人员基本上都是采用结构设计软件进行计算，计算结果能为设计活动提供相应参数。其对不同软件计算情况进行对比，选取最佳截面，从而对工程成本进行有效控制。选取对应的荷载值时，要结合厂房建设地区自然条件进行分析，适度补充钢结构荷载能力。在构件全面设计过程中，要认识到净截面等结构参数对构件的影响。在节点设计过程中，要根据结构、环境等因素，选取合理的连接方式，这就要求设计人员对构件的连接位置进行合理的判断。
结束语
工业厂房钢结构设计工作应该依照相关法律法规要求制定，不断提升建筑的稳定性、安全性和可靠性。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]刘英.工业厂房结构设计中钢结构设计的应用分析[J].建筑技术开发,2018,45(16):16-17.
论文作者:李金龙
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第12期
论文发表时间:2020/4/3
标签：钢结构论文; 厂房论文; 结构论文; 工业论文; 性能论文; 结构设计论文; 过程中论文; 《建筑实践》2019年第38卷第12期论文;