山东临沂 276000
摘要：随着时代的不断变化，进一步推进我国工业化进程，工业厂区也越来越多，大型工厂对园区厂房的建设质量和其功能性也提出了更高的要求。在此背景下，现阶段我国工厂建设单位要不断完善产业园区的厂房设计，提升我国厂房建设技术能力。而钢结构设计是时下较为流行且质量保障较大的厂房建设类型，并随着新型材料和新兴技术的发展，钢结构厂房得到进一步发展。因此，在未来的若干年里，钢结构设计厂房将是我国工业厂房的主要设计方向，不断开拓创新完善其技术将是相关建设企业的主要研究类型，为我国工业化发展提供源源不断的动力。
关键词：钢结构；工业厂房设计；现状；改造措施
引言
现阶段，为了成本控制多数工业厂房采取钢结构模式，然而，实际使用中发现钢结构设计依然存在一些问题和不足，严重影响到了工业厂房的安全、稳定运行，对此必须重视工业厂房钢结构设计。
1工业厂房钢结构设计的现状
1.1整体布局
在实际应用过程中，在园区厂房内部结构进行分布时要按照图形设计进行合理分配，保障内部各个空间合理协调。但是现阶段，我国钢结构的工业场地建设往往布局并不合理，在建设过程中没有做到空间比例协调，大多数情况下都是将厂房空间随意划分，导致厂房空间利用极为不合理，出现房间面积分布不均等现象。
1.2内部结构
传统的园区工业厂房往往是通过钢筋混凝土结构建厂，相对传统的混凝土结构工业厂房，首先在厂房的受重和承载量上来讲，新型的钢结构厂房载重量承受上就有很大程度上的提升，所以钢结构厂房的各个结构件之间的合理设计就是极其重要的了。不过现阶段我国钢结构工业厂房仍然存在许多空间设计当中的难题，在实际应用中钢支架设计不均匀，墙体尺寸也达不到要求等问题。
1.3成本造价
成本造价问题不论在传统的砖混结构、钢筋混凝土结构还是现阶段钢结构的厂房设计，都是极其重要的，是建厂企业不得不忽视的一个问题，所以钢结构设计在实际应用中也要注重其造价的合理控制，然而，时下大部分建厂厂家仍不能对钢结构设计造价进行控制，甚至出现厂房在建设完工之后出现造价过高或者重新返工的问题。
2钢结构工业厂房设计改进措施
2.1荷载设计
钢结构工业厂房设计的重要前提是荷载设计。在钢结构厂房设计中必须要保证荷载取值的准确性，其取值影响着钢结构工业厂房可靠程度。荷载设计时，还要考虑到本钢结构工业厂房的实际使用情况。比如有吊车梁的工业厂房，荷载设计时就要考虑动荷载的影响。同时，荷载设计的取值还与厂房周围气候有关，设计时要考虑环境气候的影响。
2.2柱的设计
钢柱截面包括型钢截面和组合截面。这两种截面在钢结构厂房中的设计需要根据实际情况来进行选择，并需要同时满足厂房的建设、工业的生产和经济利益三个方面的需求。型钢截面受到型钢种类和型号限制，与受力所需的面积相对应的很少，用料较多，但其加工省时省工，施工成本相对较低。组合截面的截面形状和尺寸根据构件受力性质和受力大小设计成合适的截面，钢材利用充分，节约钢材，但增加了加工成本，费时费工，施工成本相对较高。所以在钢柱设计时，要综合考虑各方面因素。
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2.3节点设计
钢结构设计时要考虑节点因素，如果钢结构节点设计不准确，就会造成设计出的节点与现实不符，使得钢结构构件在现场无法拼装。节点的连接方式对整个建筑的安全性有着不可忽视的影响，所以一定要根据结构传力特点的不同选择合适的连接方式，一般可以选择刚接、半刚接和铰接三种连接方式其中的一种。钢结构节点设计时，要考虑钢结构连接是采用焊缝连接还是采用螺栓连接。焊缝连接由于不需要附加连接板等零部件，在钢材上无需开孔，破坏原结构性能，其构造简单，制造方便，生产效率高，密封性能好。但焊接过程中，钢材受到不均匀高温和冷却作用，导致钢结构产生焊接残余应力和焊接残余变形，这样会影响到钢结构的承载力、刚度和使用性能，很容易发生低温冷脆现象，焊缝处也可能出现气孔、夹渣等缺陷。螺栓连接安装方便，便于拆卸，但要在钢件上打螺栓孔，拼装时还需要螺栓孔对准，不仅增加了工作量，螺栓孔还会使构件截面削弱，同时相互螺栓连接的板件还需要互相搭接或者是另外加拼接板连接，比较费钢材。实际钢结构节点设计都需要考虑，用哪种连接形式比较经济。
2.4防火设计
钢材在温度达到300℃以后，强度逐渐下降，在450-650℃时，强度几乎丧失，结构失去了承载能力。因此，钢结构的耐火性很差。钢结构厂房的防火设计非常重要。钢结构进行防火的目的是将钢结构的耐火极限提高到规范规定极限范围，防止钢结构在火灾中迅速升温发生结构失效。是根据火灾的危险程度进行防火设计，首先要明确火灾的危险程度，并确定其对应的防火等级，根据防火规范的要求进行防火设计。目前，钢结构防火保护主要采用截流法和疏导法这两种方法。截流法的工作原理是指在构件表面设置一层保护材料，火灾产生的高温会先传给这层保护材料，再通过保护材料传给构件。截流法又可分为喷涂法、包封法、屏蔽法和水喷淋法这四种方法。钢结构工业厂房常采用喷涂法。喷涂法是在钢构件表面喷涂一层含隔热材料和化学助剂的防火涂料，以提高钢构件的耐火等级。这种施工可以不受到钢构件几何形体限制，施工操作比较方便。防火设计还可以进行安全出口和紧急疏散通道的设计，火灾发生时要有安全出口、疏散通道帮助人员逃生。
2.5防腐设计
钢材易于锈蚀，因此钢结构防腐设计非常重要。钢材中含有铁原子，铁和氧气在空气中会生出四氧化三铁，也就是我们说的砖红色的铁锈。钢材在潮湿的环境中，特别是在有腐蚀介质的环境中更加容易锈蚀。实际工程中，我们通常采用油漆或者是镀锌来加以保护钢构件。比如说，在钢结构的表面涂防腐的材料。由于该材料输水性好，能够有效地阻止水蒸气对钢结构的腐蚀，同时其电阻性好，还能阻止空气中的阴离子对钢结构的腐蚀，从而能够起到很好的防腐蚀效果。需注意合理控制防腐层的厚度，外部以150～200μm为宜，内部只需100μm即可。但是在钢结构工业厂房使用期间还需要定期维护。因此，钢结构的维护费用比钢筋混凝土要高。油漆或者是镀锌的方法不能根本解决钢材的锈蚀问题，研究一种方法根本解决钢材的锈蚀问题任重而道远。现在，国内外正在研究各种高性能的涂料和不易锈蚀的耐候钢。如果能研制成功，这样能解决钢材的锈蚀问题，可以省去钢结构的维护费用。
结语
现阶段，我国工业化得到了迅速发展，工业工厂无论在规模上、高度上、横向跨度上都不断改变，为了满足工业工厂质量和功能上的日益增加，相关工厂建设企业应不断选取高稳定性、高性价比、可持续利用的建筑材料，而将钢结构框架运用在工业工厂建设当中是极其合适的，它不但提升了工业工厂的质量同时也增加了工业工厂的功能性，为我国工业工厂建设行业提供了新渠道，从而提升了我国工业工厂的建设能力。
参考文献
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[4]马宇.工业厂房钢结构设计的现状及改进措施研究[J].工业,2016(5):104.
论文作者:孙欣欣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/12
标签：钢结构论文; 厂房论文; 工业论文; 截面论文; 钢材论文; 荷载论文; 锈蚀论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;