摘要：随着建筑行业工程的规模不断扩大，人们对于工业建筑工程中的钢结构设计和安全施工问题已经越来越重视，在工业建筑工程中，钢结构作为工程建设中一项十分重要的组成内容，其设计水平的高与低对于工程建设质量有着直接的影响，因此在对钢结构进行设计的过程中，必须要综合工业建筑实际情况，做好实地考察工作，提高设计的整体水平，保证设计内容能够在一定程度上满足工程建设的实际要求。
关键词：工业建筑；钢结构；设计
引言
工业建筑的建设主要是以工业加工生产为目的，大规模的工业生产离不开其配套的工业工厂。厂房的建设已成为工业建筑业的一个重要分支。通过进一步完善厂房的建设，更好地实现各类生产环节的高效实施。结构设计是工业厂房建设相关环节中最关键的部分。这一环节的有效实施直接影响到厂房的施工质量。
1钢结构简介
1.1钢结构的概念
目前，钢结构作为工业建筑工程中主要的工业建筑结构类型，它具备刚性强、强度硬、不易变形的优点，因此被应用在大型工业建筑和承载力要求较高的工程中，这种钢结构与工程力学的假设要求更加贴近，它在实际使用中不仅韧性较好，而且具备承受较大载荷的能力。而如果在工业建筑工程中，想要使得建设工期和建设质量得到提高，那么钢结构的质量就非常关键，因此，必须在钢结构的生产中，确保生产设备具备较高的精密性和密闭性，这样才能确保钢结构的强度和质量满足工业建筑要求。
1.2钢结构稳定性设计的特点
（1）钢结构的设计具备多样性的特点。钢结构是否稳定，主要取决于钢结构的设计，这重点指的是钢结构中的受力点。因此，在设计钢结构受力点时，必须重视钢结构受力点的设计问题，从而确保钢结构的稳定性。此外，由于在实际使用钢结构时，钢结构的变形问题会由未受压部分转为受压部分，从而严重影响钢结构的整体稳定性；（2）钢结构的设计具备相关性特点，在设计工业建筑钢结构时，不同的结构部分会相互吻合，如果某一个部分出现设计不当的问题，将会直接影响其他部分的稳定性，导致钢结构的整体稳定性下降；（3）钢结构的设计具备完整性特点，钢结构由不同部分构成，不管钢结构中哪个部分出现变形或者其他问题，都会直接影响其他构成部分的稳定性。
1.3工业建筑结构中钢结构设计的重要性
目前，工业建筑工程中使用的钢结构，都是将钢板经过科学合理的加工工艺制作而成，一般钢结构主要分为轻钢和重钢两种，其中轻钢具备占地面小、自重轻的特点，多被用于跨度较小的工业建筑工程中。而重钢则刚好相反，它的自重较大、且优势较多，比普通常钢筋混凝土结构的工业建筑承重性要好，因此，在大型工业建筑工程中使用的较为广泛。在工业建筑结构设计中，钢结构的设计非常关键，它不仅关系着整个工业建筑工程的质量，而且直接关系着工业建筑行业未来的发展。由于钢结构设计的质量和稳定性是与钢结构制造企业有着直接关系，因此，不断优化钢结构的设计尤为重要。站在工业建筑结构设计的角度来看，在设计钢结构的过程中，要求设计师具备较强的空间想象力和设计水平，它的设计难度要远大于混凝土结构的设计，要求设计师必须具有丰富的设计经验，在设计中严格按照国家相关规定，并结合建设工程的实际情况进行设计，从而确保钢结构的设计质量满足实际需求。
2当前工业建筑结构中钢结构设计中存在的问题
2.1稳定性问题
如果在工业建筑工程的施工中使用的钢结构不稳定，则会造成施工项目倒塌，引起工程安全事故。导致这种事故的原因主要是由于设计钢结构的人员，在设计钢结构时没有考虑到钢结构实际能承受的负载，假如设计的钢结构吊装位置缺乏合理性，将导致网架与桁架每个杆的受力程度不一样，容易导致结构严重不稳定。因此，在设计和使用钢结构时，设计师必须和施工人员进行及时的协调沟通，并事先制定相应的对策，来防范钢结构出现失衡问题，这样才能确保钢结构具备较强的安全系数。
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2.2腐蚀问题
由于钢材发生腐蚀的机率非常大，因此，在钢结构的实际使用中，腐蚀问题时有发生，特别是外界环境的湿度特别大时，钢结构腐蚀问题就会非常的严重，如果钢结构被腐蚀，内部组件的承载能力就会大大降低，大规模安全事件的数量就会随之增加。因此，像钢结构混凝土性质的工业建筑物，由于钢结构发生腐蚀而导致的安全事故发生率高达40％以上。
2.3防火问题
钢结构的耐腐蚀性和耐热性都比较差，当工业建筑物的外部或内部温度在430℃以上时，钢结构的负载能力会直线下降。此外，钢结构的防火能力也普遍偏低，如果附近的工业建筑物发生大火，则会导致在建工程发生安全风险的机率直线增加，稍有不慎将会发生火灾。
3工业厂房的钢结构设计要点
3.1优化防火设计
防火设计是工业厂房工业建筑设计的重要方面。钢结构工厂和混凝土工厂有明显的差别，钢结构工厂具有高强度、高塑性、质量轻等优点，同时，也存在一定的结构缺陷。即温度的影响大，防火能力相对混凝土结构较差，这使得钢结构工业厂房如果未进行防火处理会面临巨大安全隐患。所以，需要针对其防火性能进行更加深入的优化与完善。一般需要通过合理的防火涂料在钢结构表面喷涂防火设计的优化，提高防火性能。同时还增加了绝热设计的内容。确保钢结构工厂的安全性，同时也会对防止钢结构的腐蚀有一定的作用。
3.2钢结构厂房的抗震性设计优化
在工业厂房工业建筑结构设计中，抗震是关键内容，尤其是对地震多发地区，确保工业厂房工业建筑结构的抗震性能尤其关键。抗震设计必须保证结构的质量和刚度尽可能地均匀分布。在整体布局中，要充分考虑受力平衡，减少变形不均匀，提高结构整体刚度。在工业厂房的抗震设计中，要体现整体设计，严格控制钢结构的连接，确保其稳定性不受任何冲击，防止结构在地震中的疲劳损伤。保证构件在屈服前进入塑性工作，避免其突然发生倒塌，充分提高钢结构的抗震性能。建立必要的支撑体系（斜杆支撑、竖向支撑等），以提高钢结构的整体稳定性，对于钢结构作为空间结构体系来说非常重要。能够提升在震动过程中的抵抗效果，避免因为震动发生单一杆件失连，而导致的坍塌。
3.3刚架系统和支撑的优化
在厂房刚性框架和支撑系统的设计过程中，应根据厂房设备的实际情况进行结构设计。充分了解设备的振动、高度、吨位、跨度和起重机等大型设备。对大型机械设备应严格按照施工规范进行结构设计，优化了在全厂具有支撑作用的垂直支撑结构，提高了整体支撑能力和抗压性能。设计时按照“强柱弱梁，强节点弱构件”的设计原则，对于需要安装大型机械设备的工厂，设计者应当按照有关规定，根据实际需要设计厂房的高度和支撑结构。在厂房屋顶设计中，为了保证屋顶结构具有良好的防水排水功能，必须严格按照设计要求，综合考虑屋顶的坡度和沟槽的形式，对于屋顶支撑系统的优化，它的可靠性和稳定性是它的核心，增加斜支杆的连接来确保钢架的稳定性，并且由于南北地区降雨量的差异，屋顶的坡度设计也有明显差异。因此，在设计过程中，根据实际情况的不同，采用有针对性的合理设计。
结语
优化工业厂房的工业建筑结构设计，具有十分重要的意义。设计的质量直接影响到厂房的安全性和可靠性。根据工厂的实际需要，在满足工业生产活动的同时，努力优化工厂结构的设计。
参考文献：
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[3]方振清.工业厂房工业建筑结构设计优化研究[J].智能城市，2019，2（05）：41.
论文作者:王一星
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/14
标签：钢结构论文; 工业论文; 工业建筑论文; 厂房论文; 结构设计论文; 稳定性论文; 建筑工程论文; 《基层建设》2019年第31期论文;