摘要：受钢结构自身应用优势较为显著的影响，被广泛应用于工业建筑领域，特别是我国工业建筑领域钢结构应用技术水平不断提高，得到越来越多技术人员的关注及重视。然而，从现阶段我国工业建筑设计施工钢结构应用水平来看，技术局限性较强直接影响设计及施工环节工作效率，而如何优化钢结构在工业建筑设计施工环节流程，是相关工作人员所面临的主要挑战。本文以钢结构为例分析工业建筑设计及施工应用钢结构的要点，就提出具体的优化实践措施进行深入探究，旨在为相关技术人员积累更多的施工经验提高设计方案及施工方案的有效性。
关键词：钢结构；工业建筑；设计施工；优化
引言
在当前的建筑工业中，钢结构建筑因为优势明显得到广泛的应用。随着我国工业建筑技术性的不断提高，结构性的不断完善，市场需求的进一步扩大，钢结构建筑工业已经成为新的发展趋势。但是，由于我国钢结构应用环境的局限性、应用技术的滞后性导致实际钢结构建筑较少。本文通过提高我国建筑行业钢结构在施工中的优化与应用为前提，对工业设计与建筑过程中对如何使用钢结构进行深入的分析。
1钢结构的优点
首先，钢结构材料强度高、质量轻。衡量质量轻重可以通过钢材的密度与强度的比值来确定。如钢材（1.7～3.7）×10-4m，钢筋混凝土18×10-4m，对比得出钢结构的质量轻。在荷载和约束条件都相同的情况下，钢结构的自重比钢筋混凝土自重小很多。比较跨度和荷载都相同的钢屋架与钢筋混凝土屋架，前者比后者轻2/3～3/4左右，若采用更轻的薄壁型钢，则更轻，比后者轻9/10。结构自重轻不仅可以降低运输费，还可以降低吊装费。其次，钢结构工业化生产程度高，施工工期比较短。钢构件只需要在加工厂大规模大批量生产，可以机械化制造。钢结构采用工厂加工、工地安装的施工方法。这样不仅缩短了工期，同时也可以降低工程造价，从而可提高经济效益。再次，钢结构的抗震性能比较好。在地震中，损坏最轻是钢结构建筑。这是由于钢结构自重比较轻和结构体系相对比较柔。当地震发生时，混凝土建筑容易开裂而粉碎性倒塌。钢结构建筑则不同，由于其的延展性能可减弱地震对建筑物的破坏力。钢梁和钢柱组成的柔性框架足以抵抗8度以上的地震作用，因此广泛应用于在抗震设防地区特别是强震区。然后，钢结构耐热性较好。钢材从常温到250℃，性能基本不变化，耐热性较好。最后，钢结构符合绿色建筑的可持续发展的要求。钢结构能合理利用资源和能源，对环境的污染较小，是绿色环保建筑。由于搅拌浇筑混凝土的手工湿作业，施工现场会产生大量的粉尘和噪声。钢结构不需要使用砂石、水泥等散料，可以避免扬尘、废弃物堆积和噪声污染等问题，也能有效地降低建筑垃圾。钢结构的材料基本上是钢材，可以全部回收，符合国家可持续发展的要求。在相同规模的建筑，钢结构施工中产生有害气体的排放量，却只有混凝土结构的65%左右。其施工过程能耗较低，隔热性能优越，在降低住宅碳排量方面具有明显的优势。
2工业建筑应用钢结构的现存问题
2.1使用周期问题
相较于传统钢筋混凝土结构，钢结构于跨度及荷载等方面均远远超过其性能，促使其被广泛应用于工业建筑领域，但是由于传统钢筋混凝土结构应用时间较长，造成部分建筑领域从业者无法短时间适应钢结构存在产生排斥心理或排斥意识的可能性。由此可见，工业建筑领域中钢结构尚未得到相关从业人员的认可及重视无法向客户广泛推广。同时，与传统钢筋混凝土建筑单一性堆砌材料相比，钢结构自身无法脱离较为周密的设计体系及健全的施工体系，但是我国工业建筑应用钢结构时间较为短暂且尚未形成健全的施工体系，存在较大发展空间。此外，工业建筑应用钢结构无法脱离相关辅助性技术，例如：保温及隔热配套等。
2.2成本造价
无论对于何种建筑来说，都应该考虑其成本问题，因此对于钢结构设计成本控制也是非常重要的，但目前的钢结构设计对于成本的重视度不高，导致设计过程中出现返工现象。在钢结构工业厂房设计过程中，有些设计人员只考虑用钢量的大小，没考虑实际钢构件的加工制造、运输及实际施工难易程度所引起的造价差距。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，设计人员对成本造价控制考虑的方面比较少，这有待进一步改进。
2.3易腐蚀
钢结构工业厂房的缺点主要表现为钢结构的厂房基础容易失稳、钢屋面容易破坏以及钢材腐蚀等。对于厂房基础容易失稳来说，主要为整体失稳以及局部失稳，由于钢结构受到一定压力的影响，其受压部位超过其承载能力，便会造成失稳。另外，地基路面的斜坡以及软土等，也会造成失稳情况的发生；对于钢屋面容易破坏来说，其截面的形状比较复杂，节点的应力集中会出现一定的偏移，进而造成其结构的破坏；对于钢材腐蚀来说，一些钢材裸露在外界环境中，由于空气湿度的影响，就会造成钢结构腐蚀情况发生。
3工业建筑设计施工应用钢结构的优化措施
3.1工艺选择
在实际设计的过程中，相关技术人员遵循实事求是的工作原则积极转变传统工作理念，加大对于工业建筑工程设计前期实地考察工作的重视程度，全面考察施工区域土壤性质、气候条件及地形地貌等指标做到因地制宜，确定钢结构施工所使用的施工材料及施工设备明确其数量及类型，选择适宜的施工工艺做好各个环节的技术交底工作，以符合工业建筑设计行业规范及技术标准为前提条件，提高施工材料的利用效率避免出现资源浪费现象。同时，做好设计方案细节变更登记工作详细记录钢结构相关设计参数，贯彻实施工业建筑钢结构应用标准，进一步提高工业建筑钢结构设计方案的可行性及可操作性。
3.2抗震设计
考虑钢结构工业厂房的安全要求，还需要对钢结构工业厂房进行抗震设计。我国是一个地震发生比较多的国家，因此抗震设计非常重要。只有钢结构工业厂房具有良好的防震性能，才有安全保障。钢结构工业厂房抗震设计主要原则是结构造型简单化，当结构比较复杂时可采用防震缝把结构分为几个单元。当不能采用防震缝时，应对薄弱环节处采取相应加强措施，使厂房在地震作用下具有整体振动的特点[6]。
3.3做好钢结构建筑安装工作
做好钢结构建筑物安装工作：①保证脚螺栓的坚固稳定性，使用正确地方法安装和埋设，中间要注意位置精度等问题，确保各个环节安全有序地运行。②保证在地脚螺栓的安装中，注意钢柱位置的变化，有效协调每一个工作环节，确保螺栓的安装精度，提高钢结构安全稳定性。③注意柱脚底板十字线与地脚螺栓中心线，做好地面清洁工作，调整好标高位置，固定安全螺母。④汪意钢结构施工中梁柱的安装位置，测量好梁柱之间的支撑精度，保证建筑质量的安全稳定性。⑤注意合理使用垫板，确保垫板位置精确无误，为后续施工环节起到优化的作用。⑥要科学管理，规范合理地堆放建筑材料。做到专人专管，确保建筑构件充足可用。对材料实行携单取货，适时清点。
结束语
综上所述，钢结构是一个新兴的行业建筑技术。它与其可靠的稳定性、良好的安全性、造型的多样性、建筑的合理性、工艺的先进性、极强的抗震性、工程的高效性为现代化建筑工业所倡导使用。同时严格遵循建筑行业相关规定和工程质量设计标准，提升现代化工业建筑工程质量，为业主提供一个结构合理且环境优美的居住空间。
参考文献：
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[3]刘二燕.轻型钢结构在工业建筑中的设计应用[A].《建筑科技与管理》组委会.2015年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会：，2015：2.
[4]路慧军.钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化思考[J].江西建材，2014（23）：17.
[5]马琴.浅析轻型钢结构在工业建筑中的设计与应用[J].科技创新与应用，2014（34）：249-250.
论文作者:魏巍
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/30
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