摘要：工业厂房是企业重要的生产场所,厂房的质量关系工业生产的效率和工作人员的生命安全,应得到足够的重视。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。
关键词：钢结构；工业厂房；结构设计；应用
1钢结构工业厂房的特点
新型钢结构房屋在承重和抗震上有着诸多优势，在实际施工中有着广泛的应用。钢结构框架工业厂房自身重量较轻，同近代的传统砖混或钢筋混凝土结构相比较，钢结构框架的工业厂房自身重量仅为其1/5，而且这种较轻的结构在实际应用中跨度较大，在科学的设计之下，厂房单跨跨度可高于30m，其跨度要求较高的工业厂房中显得特别重要。钢结构框架厂房本身自重较轻，钢材自身延性较高，钢结构工业厂房抗震能力强，尤其是地震频繁的地区，通常都采用钢结构建厂。钢结构厂房具有优良的防火灾防事故能力，钢结构自身化学活跃度低，抗腐蚀、抗老化性能优良，密封性能较好，不仅可以应用在工业厂房，而且可应用在冷库化工厂等地点。钢结构厂房拆装方便，施工环境友好，钢结构往往是在工厂整体加工制造，便于拆卸或者重新组装，便于回收再利用，对生产环境破坏度较小，是一种可循环利用材料。钢结构往往是在生产工厂整体组装制造，工业化建造速度较快，在现场建造过程中只需吊装及少量拼装就可建造完成。提高工厂建造进度，一座大型的钢结构框架工厂往往只需要1～2个月便可完工。钢结构建厂总体占地面积较小，可以为场地实用实用使用面积预留较大空间，从而有效提升厂房的使用空间。钢结构厂房可改装性较高，钢结构厂房通常为大跨度结构，内部空间充裕，使用上可根据实际需要对内部空间做好一定相应的分隔处理，便可实现不同的功能区间，满足相关使用要求。
2钢结构厂房设计的不足
2.1整体布局
设计厂房时,应注意整体布局,用整体观念考虑设计方案。钢结构厂房作为生产的场所,是企业布局的一部分,应将厂房要求和企业特点(如面积、气候等因素)一起考虑,使厂房与企业其他建筑协调存在。但是,许多设计者不能从大局考虑工业厂房的设计,使工业厂房与其他建筑的位置产生冲突或矛盾,例如,工业厂房与居住区距离过近,厂房生产产生的噪声或有害气体会极大地影响附近居民的身体健康和工作效率。
2.2精确度不够
在钢结构的设计过程中,荷载取值的准确性在很大程度上决定着钢结构计算设计结果的可靠性。但是,一些设计者在设计过程中不够严谨,荷载取值不够准确,导致支撑物安装位置不合理、墙体厚度不足等情况,影响了结构整体的稳定性。
2.3结构不合理
项目的造价与企业收益息息相关,工业厂房的建造在设计阶段基本确定了建造的成本,但是在实际设计中,有许多不注意控制成本的情况。例如,钢结构工业厂房设计不科学,需要安装承重结构的部位没有安装,不需要的部位反而安装了,这样会造成资源的浪费,严重时会造成厂房安全质量不合格,需要拆除重建,增加返工次数及项目的成本。
3工业厂房钢结构设计的改进措施
3.1檩条设计
檩条可以在墙架梁及螺栓进行有效连接的基础上，和刚架之间结合组成空间结构。一方面可以承担其屋面的荷载，另一方面也会把荷载合理逐渐朝向刚架转移。檩条截面高度同截面宽度要求控制在合理的范围内，恒荷载同活荷载一般是通过檩条进行承担，在这之中恒荷载为支撑总体、屋面及檩条的重量，但是活荷载则为风雪及积灰、荷载等。在设置檩条时，作为设计人员要求尽量促使檩条上翼缘卷边逐渐向屋脊转变，可降低屋面荷载偏心导致出现扭转影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，作为设计人员要求根据若干规定进行檩条同屋面连接，在确保檩条稳定性的基础上，应用自攻螺钉来连接。此种螺钉通常会应用绝壁橡垫圈，也会不断推进保证做好紧密连接，一旦应用桁架式檩条，就会同屋架上弦应用螺栓来连接。从施工具体情况来看，此种连接组合连接效果较好。在进行设置檩条拉条时，一旦出了单层钢结构侧向刚度偏大时，檩条对拉条的实际需求一般，檩条安装时出现扭转和变形问题来预防，作为设计人员通过设置拉条，使得檩条有着侧向支撑的功能，对钢结构稳定性有着一定的帮助，一旦檩条跨度低于4m时，作为设计人员就可以根据实际情况来设置拉条，高于4m，设计人员要求在檩条跨度中设置一道拉条，檩条跨度高于6m时，设计人员应该在檩条跨度的三分点位置设置两道拉条，当檩条跨度高于9m时，设计时依据轻型钢结构厂房结构荷载同檩条跨度来确定的拉条直径。
3.2撑杆设计
撑杆设计对工业单层钢结构厂房来说有着十分重要的作用，其功能为控制檐檩同天窗缺口地方边檩弯曲的方向。设计撑杆时，设计人员要求尽量应用角钢、方管及钢管等材料，保证拉条和撑杆连接以后，其连接处弯折，因此要求控制弯折程度在规定的范围中，尽量降低构件的局部弯曲。撑杆设计为斜拉条的话，不会有弯折发生，腹板边和弯折点之间的距离是10～15mm。
3.3风荷载设计
风荷载指的是空气在进行流动时，压强会在建筑物上造成压力，风荷载同时也被称之为风的动压力，风荷载的大小不仅同风速、地形之间有着密切的关系，也同建筑物的体型和高度有关。基于此，在设计刚架墙梁时，要求对墙梁可以承受的风荷载进行计算，计算墙梁截面风吸引功能下能否满足相关需求。
3.4横向和纵向设计的把关
横向和纵向的分析在进行多层钢结构工业厂房结构设计之前就应当提前做好。横向设计过程中，要重点将多层钢结构工业厂房使用功能进行分析，确保多层钢结构工业厂房能够符合企业生产的多样性变化。多层钢结构工业厂房结构的纵向设计，主要需要设计人员从安全性和稳定性角度出发，把控设计过程中的重点。另外，在进行多层钢结构工业厂房的节点和构件设计时，除了要考虑抗震性能和相关构造要求外，更应当考虑到施工因素的影响，根据构件是在工厂制作还是现场制作，采用不同的设计方法，从而确保节点和构件的设计性能正常发挥。
3.5合理设置变形缝
虽然钢结构建筑的变形缝设置限值与混凝土结构相比要宽松很多，但是在设计过程中，设计人员仍应将变形缝的合理设置重点把关，防止建筑应变形缝的设置不当，而导致质量问题的发生。工业厂房的规模一般都比较大，变形缝的设置不当或是施工不当，会对建筑的内、外部使用环境带来很大影响，比如：湿度、温度、变形等问题，严重的会导致生产设备受损甚至工厂停产。因此，设计环节中就应对对变形缝的设置合理分析，才能确保工业厂房的质量、安全和正常使用。
结论
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。
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论文作者:张影
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
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