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摘要：随着社会经济的迅猛发展，工业厂房的需求也日益加强。工业厂房是进行生产的重要场所，因此要确保建造过程中的房屋质量满足现行规范的要求。由于目前的工业厂房在结构的设计和使用过程中仍存在着很多严重影响人们的生命财产安全相关的问题，因此本文将分析在结构设计中使用钢结构的优点，为钢结构厂房的相关设计提供一些参照依据。
关键词：钢结构设计；工业厂房；结构设计
引言
工厂是企业重要的生产场所。工厂的质量与工业生产的效率和工作人员的安全有关，应给予足够的重视。钢结构厂房以其优越性逐渐取代了传统的砖混结构厂房，并得到了广泛的应用。钢结构工业厂房具有抗震性能好，重量轻的特点。它的结构性能会影响企业的生产活动。因此，迫切需要优化钢结构的设计。
1钢结构厂房设计的优势
1.1经济性
钢结构具有强度高及稳固的特点，与传统的建筑结构相比，单位重量的钢结构能够承受更多的荷载，建造时，可以减少材料的用量，且钢结构价格便宜，可以减少修建工业厂房的成本，减少支出，提高企业的经济效益。
1.2良好的抗震性
钢结构的韧性和可塑性较高，因此在遇到地震灾害时抗震效果更好，高质量的抗震能力可以有效地减少地震灾害。关于动态负荷，钢制的构造物也因质量优良，往往能承受8级地震而广受欢迎，也容易在发生地震的地区加强普及。
1.3环保性
钢结构具有可回收利用的特点，避免了厂房拆除造成的浪费和残留物对环境的污染。同时，钢结构在使用过程中不会产生污染物质，是环境友好型建筑。所以，使用钢结构工业厂房具有很强的环保性。
2钢结构在工业厂房结构设计中的注意事项
2.1防腐设计
就目前来看，我国很多大空间工业厂房的钢结构因为防腐意识缺乏，后期维护不当，钢结构腐蚀严重，厂房安全性存在一定隐患。常规钢结构防腐蚀设计可采用下列方案之一或其中几种方案的组合：防腐蚀涂料；通过各种工艺形成的锌和铝等金属保护层；阴极保护措施；耐候钢。考虑到介质在环境中的腐蚀性，环境条件，施工和维护条件等因素，钢结构车间的防腐设计一般要涂防腐漆。用于钢结构防腐的涂料，钢结构表面的除锈等级以及用于防腐的钢结构的结构要求等，必须符合《工业建筑防腐设计规范》的要求和《涂装前钢材的表面锈蚀等级和除锈等级》规定，防腐涂料必须具有良好的附着力，对焊接的影响很小，并且必须通过国内权威机构对锌的第三方检验报告底漆干膜的含量和耐老化性测试。针对不同环境要求的防腐涂层方案只能在设计批准后才能应用。在对钢结构进行涂装之前，必须彻底清除组件表面的毛刺，锈蚀，氧化皮，油污和附着物，并且必须通过喷砂，喷丸等方法彻底除锈。除锈后的钢表面须经过检查并合格。涂漆应在规定的时间内进行。
2.2防火设计
在钢结构中，钢结构的防火性能可以说是比较好，在150℃的温度之下还能够保持着自身的稳定性，但是在实际的工业生产行为当中，温度是远远高于150℃的，因此，在设计的时候，前提是需要考虑对钢材的加工方面的选择。当温度达到250℃的时候，钢材的特性将会发生天翻地覆的变化，容易呈现出脆性。
因此，相关的设计人员，必须要对钢材的处理和组合进行详细的说明，提高工业厂房在日后使用过程中的稳定性。常用的防火设计的做法是：在钢结构的外表添加一层外包层，通过外包层的高熔点来保护内部的钢材的稳定性。常见的方法为利用石灰水或者是石膏砂浆，再掺入一点石棉形成包浆的钢材的保护层，通过这种保护层的厚度形成足够的耐热性，提高钢材结构的稳定性。同时考虑到未来火灾情况，钢材本身的空间就可以更好的及时充水，从而在一定的程度上可以防止火情的扩大。通过这种方式，可以在很大的程度上提高厂房的结构的防火性。
2.3稳定性设计
工业厂房除了需要满足使用功能之外，更重要的是要满足基础功能。其中稳定性（抵抗共振）的设计是少不了的。钢结构厂房的自振频率与厂房内大型振动设备相近时，会大概率发生共振的现象，导致结构的不稳定性。因而，要排除这种情况的发生，就需要设计一个可以抵抗这个不稳定的结构。这个结构的设计主要有3种方法。第一种是设备与钢结构连接的设计，可以通过优化钢结构构件的连接方式，释放设备附加给钢结构的振动应力。第二种是提高钢结构的抗侧力，增强钢结构本身抵抗共振强度的能力，这样可以在一定程度上减小钢结构的侧向变形。第三种就是在较长的多层钢厂房中，设置抗震缝，避免出现整个厂房位移过大而倒塌的情况。因此，在这种设计的过程中，还需要考虑多种情况的综合，将安全性提升到规定的要求。
2.4灵活优化钢结构设计
在钢结构设计中，根据建筑项目的具体需求，灵活调整设计内容。在设计阶段融入成本控制理念，有利于提升建筑项目的经济效益。同时，坚持整体结构不变，局部调整的设计思维，将优秀的钢结构设计作为模版，根据具体情况调整具体内容，这样既可以保障钢结构设计的科学性，满足建筑项目需求，又可以提升钢结构设计效率，保障钢结构设计质量。同时，“创新”也是钢结构设计不可忽视的元素，在掌握结构设计需求、标准要求的前提下，充分发挥专业能力，打造既实用又新颖的钢结构设计方案，例如，根据支撑框架层高与柱距的相对关系，采用十字交叉与人字形2种支撑形式。为兼顾建筑功能要求，支撑一般布置在未设窗、未设门、不影响生产通行的位置处。支撑的平面布置尽量使结构在平面上刚度分布均匀，以减小扭转效应。在兼顾均匀的前提下，尽量将支撑布置在建筑物周边并远离质心与刚心，以实现较大的抗扭刚度。
2.5确定厂房柱网布置
在进行钢结构厂房设计之前需要对场地条件和总图进行充分了解，并根据工艺生产的需求确定柱距。在设计的过程中，要尽量避免将柱子布置在场内道路范围内。首先，在进行设计时，需要首先了解工艺操作要求的最小宽度是多少，以便于进一步地降低钢结构厂房的重量，从而减少对于钢材的使用消耗。柱距的选择也没有必要坚持传统的模数，可以在超过或减少基本柱距的柱子上，按照工艺基本要求进行合理的布置，从而减少计算量和构件种类。其次，关于柱间距的设计，对于那些轨顶标高不高，且不是特别大的钢结构厂房，我们的柱间距可以选择为6-8m左右，而具体的数值则根据工程的变化和数据进行优化选择。同时，柱间距的选择还需要考虑到施工和建筑场地的条件和使用要求。不同柱网布置对应的厂房耗钢量的关系，需要在初步的设计阶段，便通过各部门的专业沟通，合理地控制工程预算，进而估算不同柱间距的整体耗钢量。
结语
综上所述，钢结构材料在工业厂房的设计中具有非常多的优势，这些优势主要还是针对旧材料的使用来说的。但是，在整个结构设计的过程当中，设计人员就需要着重的注意钢结构的一些外在可能会出现的因素，如防腐性、抗震性、抗热性等，通过把这些细节进行完善，提升设计出来的工业厂房的质量。
参考文献
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