中国建材国际工程集团有限公司 上海 200063
摘要：钢结构的建筑在现代化工业中广泛运用，伴随着工业厂房的规模不断提升与扩大，在对其进行设计的环节中，需要不断提高大空间工业厂房结构的安全性与稳定性。本文将主要分析钢结构设计概述、钢结构设计优势、现存问题以及针对性优化改进措施，希望对有关人员有所帮助。
关键词：大空间工业厂房；钢结构设计；优化措施
现阶段，钢结构被较为广泛地运用在建筑行业中，钢结构的建筑作为新型节能性质建筑，与我国城市建设需求相符合。钢结构的工程具有较高的优越性，可以将传统厂房砖混结构替代，直接关系到建筑工程的质量，受到较为广泛地运用。大空间的钢结构工业厂房有自重相对较轻以及抗震性较高等特征，其钢结构设计性能将直接与企业单位各项生产活动。对此，需要重视大空间工业厂房钢结构设计。
一、钢结构设计概述
大空间工业厂房钢结构设计关键是在原本设计基础之上，运用BIM技术软件建立起钢结构的模型。主要在钢结构模型进行建立的环节中，需要重点重视对设计内容内运输作业、土建作业、机电作业、安装作业以及排水作业等进行联系，对基本要求进行分析【1】。最后制作出满足施工要求的设计报表以及钢结构的具体图纸。简单来讲，对大空间工业厂房钢结构设计（图1 某钢结构设计图）的时候，主要是对原本钢结构设计实施二次的加工处理。钢结构的设计,主要是对施工工期、施工流程、施工材料采购以及施工安全性等各种内容实施有效化控制。加之，为了能够对钢结构进一步设计，对钢结构建筑的安全性能、适用性能、节能性能以及环保性能进一步完善。对钢结构实施模块化制造的时候，需要合理、科学地对钢构件实施分段、分节设计。与此同时，更需要运用有效与科学化的分割模式，确保施工可以满足大空间工业厂房钢结构基础需求。
.png)
图1 某钢结构设计图
2、钢结构厂房设计优势
2.1、便捷性
钢结构生产技术与其特征可以促使钢结构建筑建造更为便捷。和传统结构设计相比较，运用钢结构对工业厂房进行施工，可以显著降低施工难度与设计难度，提升工程施工的质量与效率。
2.2、经济性
钢结构稳固性与强度相对较高，和传统类别建筑结构相比较，单位钢结构重量受承受较多荷载力。在实施建造的过程中，能够降低材料的使用。加之，钢结构价格更为便宜，能够降低修建环节的投入成本，降低成本的支出，提升企业施工经济效益。
2.3、环保性
钢结构还具有可回收与运用的特征，可以规避厂房拆除导致浪费状况以及残留物质会对环境造成污染问题。与此同时，钢结构在运用的环节中，并不会有污染物质产出，作为环境友好型的建筑结构。对此，在运用钢结构对大空间工业厂房进行设计的时候环保性能较高【2】。
2.4、空间利用率相对较高
钢结构便于拼接与组合，因为其自身特征，所占用空间将远小于其他的结构。对此，设计计划和方案更为灵活，其可变性的潜力相对较大，在提升空间运用率层面上优势较大。
3、大空间工业厂房钢结构设计问题
3.1、单层多跨钢结构非常容易变形
单层多跨的钢结构厂房与传统类别混凝土为主要的材料厂房相比较，具有可回收、重量轻、施工周期较短以及节能环保等优势。但是，在设计环节中，运用对单层厂房钢架所具有的动力学特点实施分析发现：多跨钢结构振型大体为平面之外的，刚度相对较小。一般状况下，结构稳定性不强，刚度相对较小，受力若是超出结构承受最大范围，钢结构会出现扭曲、移位、变形以及弯曲等各种问题。该种问题会严重威胁到厂房中从业人员安全性，以及设备是否可平稳性运行。该种问题作为设计工作人员于单层类多跨钢结构内关键性问题，关系到工程整体稳定性与使用安全性【3】。
3.2、格构柱整体与局部的一致性不强
单层类多跨钢结构厂房一般都是运用格构柱整体与连续铺设实施整体厂房支撑。大半部分厂房设计工作人员在对结构布局进行设计的时候，需要重视格构柱间距离，将厂房中人行通道、通风管道以及热力通道等实施设定。但是，因为厂房结构的设计不能够一直完全的死板与规律，通道管道与局部问题铺设会导致格构柱的位置与距离出现变化，造成格构柱的整体与局部状况不一致。这不但会利于钢结构后期的管理与维护，还会导致厂房整体结构不是十分的合理。
4、大空间工业厂房钢结构设计及优化改进措施
4.1、控制预埋精度
预埋件作为钢结构和混凝土基础性连接的关键性构件，需要对其精准度进行针对性控制，确保施工质量可以显著提升。特别是对预埋地脚螺栓类精准性构建进行质量控制的过程中，更是施工环节内关键性工序【4】。为了可以规避预埋件有偏移状况亦或是标高不够精准等问题，需要施工企业单位在完成预埋件之后，在混凝土浇筑之前，要求监理工程技术人员对预埋螺栓精度实施确认与测量复检。保障标高与纵横轴线各类检查合格之后，才可以对混凝土实施浇筑工序。与此同时，在初凝结束之前，还需要专业技术人员实施复检，保障埋设具有较高的精准度。
4.2、设计围护
外板厚度在不同区域有明显不同，其基材最小厚度一般在0.476mm左右，其中沿海的区域需要依照风压大小对厚度进行精准计算。内板厚度多类型基材厚度一般在0.376mm。压型的钢板长度能够依照需求分成工厂制作以及现场制作。对北方寒冷的区域，需要运用组合类采光板，其螺钉长度需要依照檩条、固定座版型与墙梁厚度实施精准地计算，对双层板屋面的保温棉之下，能够不将支撑考虑其中【5】。
4.3、控制焊接质量
钢结构工程内一般都是运用焊接与螺栓进行连接。因为高性能的钢结构化学成为内碳元素比较少，其韧性相对较高，高性能的钢和普通的钢材相对比，焊接性能较优。对不同类别钢构件要注意依照特征与实际状况运用不同类别的焊接模式与焊接材料。在焊接的环节中，不可规避的被焊接构建出现焊接变形与焊接应力，会有不同程度地对焊接结构性能进行影响。对此，在焊接连接的时候，需要选择出合理化焊接模式、焊接顺序、焊接条件以及预热等各类公益措施，从而将焊接的变形较好地控制在合理范围内。
4.4、设计防火、防腐
在对大空间工业厂房进行设计的过程中，火灾作为关键性问题，钢结构部件若是在火灾高温状况下，容易造成崩塌状况，导致施工人员出现伤亡。需要和其有关的设计工作人员提升钢结构部件所具备的耐高温性，保障若是出现火灾的时候，厂房多设计出的耐火时间中不会由于钢结构部件出现变形，造成结构出现崩塌状况。钢结构自身具有较高的活跃性，钢结构的厂房施工与建设的过程中，非常容易被附近环境所影响。对此，为了可以保障结构具有较高的防腐性与防火性，需要将钢结构的零部件表面涂装、运输与储运过程中都保障包装具有较高的完整性，提升结构所具有的防火与防腐蚀性【6】。
结束语：
综上，在对大空间工业厂房钢结构设计的时候，需要重点对厂房钢结构进行分析，在问题中探究优化与升级钢结构设计的措施，确保大空间厂房的稳定性与安全性较高，保障人员与设备的安全。
参考文献：
[1]袁石钢.大空间工业厂房钢结构设计及优化改进措施在新疆地区应用[J].中国房地产业,2020,(15):61.
[2]刘克昭.大空间工业厂房钢结构设计及优化改进措施[J].工程建设与设计,2019,(18):1-2.
[3]卢晰.探究大空间工业厂房钢结构设计及优化改进措施[J].砖瓦世界,2020,(6):106,108.
[4]刘华明.大空间工业厂房钢结构设计及优化改进措施[J].建筑工程技术与设计,2019,(35):724.
[5]余雄鑫.大空间工业厂房钢结构设计及优化改进措施[J].建筑工程技术与设计,2020,(4):794.
[6]李彬,史剑峰.钢结构在工业厂房结构设计中的应用[J].城镇建设,2020,(4):322.