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摘要:随着工业的不断发展，厂房的建设数量逐渐增多，其中钢结构厂房的比重也在增加。为了适应工业的发展需要，要加强钢结构厂房结构的设计工作，使钢结构厂房建设更加合理。接下来，我们就从支撑体系布置、抗震设计、防火设计等方面来探讨一下钢结构工业厂房结构设计。
关键词:厂房结构设计:钢结构
1.钢结构的特性.
1.1钢结构的优点
如今钢结构的零部件都是批量生产，钢结构的安装机械化水平极高，事先设计好的钢结构模型能很快地拼接好，这大大减少了施工时间;钢结构自重较轻，这方便了施工人员的运输和安装;此外，它的承重能力和抗震能力极强，地震发生时它相对于混凝土更具可靠性，不会轻易倒塌;从经济因素考虑，钢结构强度高，可塑性强，可循环利用，这大大降低了工业厂房的建设成本。同时钢结构厂房是厂房中比较普遍的一种，这种厂房具有很多的优点，造型非常关观、色彩较为鲜艳、建筑体型多样化、工程造价较低、建设周期较短、机械化程度较高、安装施工较为简便、平面布局灵活易改造。并且钢材本身材质重量轻，材质密度均匀，实际受力与力学计算模型较近似，易于计算处理。
1.2钢结构厂房的特点
1)厂房内部一般都比较宽敞，高度都会高于普通住房，而钢结构跨度大的特点刚好满足了这一方面的需求;另外其自身重量比较轻，体积适中，施工人员可随意拼接出各种不同的造型，能建设出不同形状的建筑，比如北京鸟巢，如今它已经是我国的标志性建筑。
2)目前我国的重工业厂房大部分都是钢结构建成的，这主要是由厂房特殊的需要所决定的。厂房多用于机械制造设备的放置，加工器械组装，这通常要求无障碍的宽广空间，纵向的钢柱往往可以保证相当长的间距，这一点对于创建厂房空间是十分必要的。在合理的结构规划下，纵向钢柱间距可以达到20 m。
3)吊车作业通常是钢结构厂房中最基本的操作，大量的吊车使用量和较高的吊车使用频率对吊车的质量提出了严苛的要求。为了使厂房达到较好的使用情况，尽可能的选择承载能力较大的吊车类型，一般情况下，重级工作制即可满足绝大部分厂房需要。
4)钢结构，具有很强的承载能力，一般在厂房的设计建造中通常会使承重构件具有较大的横截面积，这进一步提高了钢结构的承载能力。较强的可塑性使钢结构承重在几何学方面有很大的提升，最为基本的三角形钢结构已随处可见。
2.钢结构厂房设计不足之处.
作为一个结构设计师必须要做到的就是根据企业用户的需要对厂房结构进行整体设计，对厂房的柱网、跨度、气楼、吊车形式等进行详细规划，以满足实际使用需要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先是柱网跨度，确定柱网跨度时，必须要了解生产工艺、设备的布置，生产线的数量、吊车的吨位及使用频率等，而不是一味的追求结构的用钢量最小，不满足生产使用要求，即使厂房造价很低也是最大的浪费，其次是内部结构，由于钢结构厂房内部有柱间支撑，柱列上有电缆桥架、管道支架等，某些构件承受的荷载也随之加大，对敏感结构厂房自身的受力情况合理规划是设计的重点和难点，厂房内部结构设计不足表现为:钢支架分布、气楼形式不合理，柱间支撑位置影响内部物流通道，造成地震力加大，刚度不均匀。另外由于对生产工艺、吊车的外形尺寸了解不够，造成厂房内吊车吨位、数量、形式(单梁吊、双梁吊、半门吊)、安装吊车所留的净空高度等不合理，从而影响生产使用或造成较大浪费最后是成本造价，工业建筑设计必须充分考虑成本造价高低，这是决定企业收益大小的关键。工业厂房设计方案基本上决定了后期施工的成本投资，成本控制失效是厂房设计常见的弊病例如钢结构厂房在空间结构设计上不科学，柱脚形式、选用不当，厂房使用性能不达标，引起返工返修次数增加等，这些都会增加造价。
3、工业厂房钢结构设计准备工作.
3.1结构判断
在设计准备阶段，设计人员应根据企业提供的资料信息进行分析、判断所要设计的厂房是否适合采用钢结构，根据设计经验发现并不是所有的工业厂房都适合钢结构形式，若盲目地选择钢结构设计，会给建筑造成一定的安全隐患。
2.2结构评估
结构评估是通过建立相应的力学模型来分析构件截面的具体参数，钢结构厂房的结构预估是对梁柱支撑的断面参数进行分析和设定，然后再确定钢梁是否选择槽钢、轧制、焊接H型钢等截面。
2.3结构分析
工业厂房钢结构分析是很重要的流程，结构评估完成以后，设计人员则可分析厂房的钢结构是否符合施工要求，可以对重要的参数再次进行核对，分析工程周期、总剪力、结构变形、安全隐患等。
4、工业厂房钢结构设计中应注意的问题.
4.1厂房的钢结构设计与工艺设计相协调钢结构工业厂房是企业生产区域的一个模块，厂房都是为生产服务的。厂房结构设计不符合要求常表现为:支架分布不合理，墙体厚度、高度、宽度指标不足等。钢结构的形式包括空间桁架、框架、平面桁架、轻钢、索膜、网架、塔桅等，设计师应根据企业的建厂条件和具体要求选择结构，对于悬挂荷载偏大的应选择网架结构，从而减小建筑荷载。此外，厂房结构选型还可以通过采用不同的材料来做支撑结构，具体选择应根据其使用要求，合理选择焊接钢管、无缝钢管等材料来满足结构需要。无缝钢管具有中空截面，可以用作输送流体的管道;钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭等强度时，由于其质量较轻，用于厂房结构可增强钢结构的稳定性。因此，在厂房设计中首先要满足工艺要求，结构设计也一定要满足工艺条件，特别是在方案设计阶段，设计人员应多参与工艺协调，多了解工艺布置，以便减少设计和施工不必要的麻烦。而一些企业在进行钢结构厂房设计时，没有从大局上把握设计思路，造成厂房占地位置划分不合理或企业生产区域的面积不能充分利用。
5、结语
钢结构设计是一项非常复杂的工作，在严格遵守有关设计规范的前提下，既要满足建筑的安全性、适用性和耐久性等可靠性要求，还要考虑平面布局和结构选型合理性，以及荷载取值的准确性。通过几年的工程实践，笔者有以下几点体会，往往在设计方案选择时会产生一些矛盾，设计规范的条文不可能覆盖到每一种情沉，设计人员需考虑多方面问题，在分析和比较中寻找更合适的方案。总之，做好工业厂房钢结构设计的关键在于弄清楚各种概念、结构选型要合理、结构计算要准确，施工图的设计应与现场施工相结合，施工安全和质量必须严格按规范和要求进行执行。只有这样，才能呈现安全、经济、适用的作品。
参考又献:
[1]顾纪清.实用钢结构施工手册网上海:上海科学技术出版社，2005.
[2]鲍广绩钢结构施工技术及实例网北京:中国建筑工业出版社，2005.
[3]蔡红军，蒋凤鸣，董辉浅谈钢结构厂房设计[[J]中国科技信息，2010 (19).
[4]耿云峰.论钢结构工业厂房的设计与施工[J]今日科苑，2008 (20).
论文作者:藕洋 肖琨
论文发表刊物:《江苏科技报》2016年12期
论文发表时间:2017/4/5
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