近年来，我国工业发展十分迅速，工业生产规模不断扩大，工业建筑逐渐增多，钢结构厂房的设计为工业建筑开辟了新的发展方向。钢结构厂房的优点在于施工操作简单、施工周期短，能够有效控制建筑成本，同时可以实现结构的大跨度设计，使得厂房造型更加美观。但是，钢结构材料的耐火性较差，并且在防火分区上具有一定难度，对厂房的火灾问题难以进行及时有效的应对，因此，加强钢结构建筑的防火设计成为工业厂房建筑的重点和难点问题，相关设计人员要充分结合钢结构厂房的特点，积极探索有效措施，提升钢结构厂房的消防能力，保障内部生产安全。
钢结构厂房是一种指以钢材为主要承重骨架的建筑。钢结构厂房采用单跨、多跨形式，有单层、多层、高层等结构。大多数钢结构厂房的屋面采用彩钢板，常见的彩钢板有单层彩钢板和夹芯彩钢板，夹芯彩钢板是在两层彩钢板之间以岩棉、聚苯乙烯等为芯材的彩钢板。钢结构厂房具有明显的优势：一是钢材料强度大，适合承重和跨度较大的构造;二是，钢结构施工较为简单，节省施工成本，缩短施工周期;三是钢结构体系符合绿色环保理念，具有较强的循环利用价值。
钢结构厂房虽然优点很多，符合现代化工厂的发展需求，但是其最大的缺点是耐火性差，火灾扑救比较困难，所以钢结构厂房火灾容易造成大面积蔓延。火灾中钢结构建筑构件会出现变色、弯曲变形、局部倒塌、大面积倒塌等现象，并且都遵循物理学的力学原理，即倒向失去支撑的方向，对工业生产造成严重的经济损失，同时威胁员工的生命财产安全[1]。因此，钢结构厂房要加强消防设计，提升整个建筑的防火能力，保障工房内的各项生产活动顺利进行。
钢结构厂房在消防设计中设计防火分区，能够在火灾发生时，将火灾控制在一定范围内，组织火灾蔓延，减少经济损失，还能够保护人员安全，具有十分重要的意义。
防火墙的设置能够通过隔离控制阻止火势蔓延，在一般的民用建筑中获得了广泛应用，将其应用于钢结构厂房消防设计中，虽然有一定作用，但是弊端更为明显。钢结构厂房内部主要是生产机械设备、生产原料以及工业成品，这些物资的摆放严格按照相关的生产流程，方便流水线作业，因此各个工作区域之间具有密切的联系，防火墙的设置在一定程度上会造成生产线的中断，不利于工业产品的生产管理，因此，需要相关设计人员进行全面、综合的分析[2]。
通常而言，大部分民用建筑采用防火卷帘或防火门来实现防火分区的设计，但是在钢结构厂房消防设计中存在一定的不足。钢结构厂房具有跨度大的特点，采用防火卷帘设计，会增加安装成本，造成资源浪费，同时由于厂房空间较大，防火卷帘难以得到全面、有效的控制，容易产生卡槽等问题。例如，钢结构厂房中如果设置一个20米宽的防火卷帘，如果出现停电或操作失误问题，由于结构较大，人工难以实现控制，使得火灾得不到有效控制，对员工安全和企业财产造成威胁[2]。
自动喷水灭火设计主要是通过大量的水资源来浇灭火灾，需要建立专用消防水池。钢结构厂房一般空间设计较大，自动喷水灭火面临一定困难。在钢结构厂房整个车间的各个部位，都需要安装自动喷水灭火装置，扩大防火分区的面积，但是在实际的应用中还具有以下两点问题：一是自动喷灭火系统的相关设计规范规定高度超过8米的建筑不鼓励安装闭式喷头，但我国大部分钢结构厂房高度在8米以上;二是对于一些防火等级较高的建筑难以满足防火分区面积要求，例如丙类三级单层钢结构厂房面积为9000平方米时，自动喷水灭火装置防火分区最高面积为6000平方米，难以满足防火要求[3]。
在钢结构厂房消防设计中，独立水幕具有良好的应用空间。独立水幕消防设计的优点在于：与防火墙相比，不用隔离生产流水线，就能够实现防火墙的效果，同时摆脱了厂房跨度的约束，具有良好的隐蔽性，不影响正常的生产活动，并且在火灾发生时能够快速反应，实现钢结构厂房的防火分区工作。根据现场实际的应用情况分析，独立水幕还是存在一定缺陷：首先，独立水幕在防火过程中需要大量的水源储备，水池造价成本较高;其次，厂房局部发生火灾后，独立水幕进行作业，很可能使得周围的设备受到水流冲击，造成设备损坏，因此，在实际的消防设计中，还需要结合具体情况进行分析。
在钢结构厂房消防设计中，对钢结构喷涂防火材料，能够起到良好的消防作用。我国目前钢结构防护涂料包括薄蛐汀⒑裢啃土街郑在火灾发生时，防火涂料吸热膨胀发泡，进而发挥隔热效果，表面钢结构受热变形，从而达到良好的防火保护作用，同时还能够起到一定的装饰作用[3]。钢结构还可以进行外包防火层处理，可以通过现浇成型和表面喷涂两种方法进行外包操作，其中现浇成型主要采用混凝土材料，可以用钢丝网或者钢筋来加强，提高外包层的强度，有效避免混凝土收缩造成的裂缝;表面喷涂法主要是对钢结构进行喷涂石灰水或者石膏砂，在喷涂过程中加入珍珠岩或者石棉，增加强度。
钢结构厂房事项消防功能的关键还在后期的管理，相关企业要加强安全责任制度建设，让各个层级的部门签订安全责任书，明确各个部门的消防责任，并采取有效的奖惩机制，调动员工消防安全工作的积极性和创造性;构建自上而下的安全防火委员会，完善相关的领导部门和辅助部门，不断优化消防工作领导办法，贯彻落实“隐患险于明火，防范胜过救灾”管理理念，发挥领导部门的带头作用，协调好各个部门的消防安全检查工作;针对钢结构厂房内的重点部位，要安排经验丰富、素质过硬、操作熟练的消防人员，加强消防巡检工作，从而构建完备的消防管理组织体系，为企业的安全生产提供可靠保障。
预防性消防安全检查工作仅仅依靠消防人员的力量是不够的，还必须加强消防安全宣传，提高钢结构厂房内所有工作人员的消防安全意识。企业要以激发员工学习热情和工作积极性为根本宗旨，采用丰富灵活、实效性强的宣传形式，提高宣传效果，例如，定期在公告牌上张贴消防安全标语和注意事项，在企业的官网上不定期更新消防安全管理知识，还可以通过建立企业QQ群、微信群进行宣传教育，让消防人员交流工作经验，为其他部门人员提供指导。企业可以通过案例丰富消防安全宣传内容，通过组织全员经验交流会议，总结和分享本单位或其他单位的防火救灾事件，从中分析经验和教训，让员工切实体会到消防安全检查工作的重要性。
钢结构厂房还需要提高预防性消防安全检查水平，及时消除安全隐患，避免火灾事故的发生。首先，坚持“四个结合”，即重点抽查与平时检查相结合、指导性检查与监督性检查相结合、常规性检查与季节性检查相结合、综合治理与专项治理相结合，针对重点消防部位和关键时期提高预防性安全检查力度，提高钢结构厂房的防范和控制火灾的综合能力;其次，坚持“三个参与”，企业要积极主动的参与消防产品的资质审核和质量检测、厂房改造和扩建工程项目审核、重大项目消防安全设计预审等工作中，并加强咨询，提供指导，有效避免和控制先天性火灾隐患。
总而言之，钢结构厂房的消防设计指一项系统而复杂的工作，需要相关单位结合生产企业的实际情况以及厂房的规划需求，进行科学、合理的设计，生产企业也要积极配合做好消防安全管理工作，从而保障钢结构厂房的消防性能。
[1] 孙红梅.轻钢结构厂房消防设计探讨[J].现代经济信息，2015（24）：290+292.
[2] 熊希.钢结构厂房消防设计若干问题[J].江西建材，2016（15）：20+23.
随着我国工业的发展，大跨度空间结构的需求不断增加。钢材作为轻质高强的材料满足了大跨度空间结构的需求并因此成为应用广泛的材料。轻钢结构厂房具有造价成本低、跨度较大、自身重量轻、建设周期短、造型美观等特点，在现代工厂建设中得到了普遍的应用。但是，轻钢结构建筑据别较低的耐火等级，而且对防火分区提出了较高的标准，这些都是轻钢结构工业厂房建设所需要考虑的问题。
网架、钢柱等结构是轻钢结构厂房中比较关键的组成部分，组成了厂房的承重部分，对于轻钢结构厂房外表面通畅选择镀铝锌钢板或者彩色铝锌钢板。通过对厂房建设防火规范进行研究发现，轻钢结构厂房柱、梁的耐火时间最好在15分钟到30分钟，但是其耐火等级相对比较低，仅达到四级且尚不能满足丙类厂房的最低耐火等级。为了解决厂房耐火等级低这一问题，在进行厂房建设时可以建筑物柱、梁的表面增设一层厚度约2cm 厚的LY 防火隔热涂料或约1.5cm的LG 防火隔热涂料作为保护层，因为该涂料的耐火时间超过了半小时，最高可达两个半小时，从而使耐火等级达到三级，并符合规范要求。但是同时需要对轻钢结构厂房防火涂层的重量进行合理的控制。
目前大部分工业要求厂房采用大空间、大跨度的布置形式，这会提高结构的通透性，而且为机器的设置和工作提供了便利。我国的建筑设计防火规范为了将火灾控制在有效范围内，需要对防火分区给予有效的划分，此外还要按照规定合理规划防火分区的面积，最大不得超过三千平。但在实际生活中我国轻钢结构厂房占地面积较大，大多数都超过了五千平方米，远远超过规范所允许的最大面积。在普通的民用建筑中防火分区较易实现，比如在楼梯、门口、大厅等处采用防火卷帘、防火墙、防火门、防火水幕等技术措施进行防火分区，或者设立自动喷水灭火设备，从而大大提高建筑面积。但是其在大跨度轻钢结构厂房中实现起来比较困难。
轻钢结构厂房通常选用流水线的作业方式，因此厂房中的所有设备都是有序的加工线。此时就需要做好防火墙的设置，其不仅会造成生产线的中断，还会导致原料、产品等的运输困难，最终导致生产活动受限，工厂利益受到损失。
在进行民用建筑设计过程中，防火卷帘在防火分区中得到了广泛的应用，但是大部分工业厂房中防火卷帘不是十分合适。首先，轻钢结构的设计跨度较大，在进行操作时极易导致卷窗卡在滑槽里，很难进行防火卷帘的收放。其次，防火卷帘的使用需要高昂的费用，从生产成本的角度考虑，工厂业主不会采取这种方式进行防火分区。
需要将自动喷水灭火装置安装到整个车间的各个部位，这样可以将防火分区面积适当的扩大一倍，从而符合防火规范标准。但是在实际应用过程中，还存在以下两个方面的问题：（1）《自动喷灭火系统设计规范》中提出，如果大空间建筑物超过8m，一般不鼓励使用闭式喷头。我国单层轻钢结构车间的高度大多都超过了8米。（2）如果将自动喷水灭火装置安装到了整个车间内部，此时可以将防火分区面积适当的扩大一倍。但是有的丙类三级单层轻钢车间面积达9000m2，即使使用了自动喷水灭火装置防火分区的允许面积只是从3000m2扩大到6000m2，但仍小于9000m2，也就是说扩大一倍的防火分区面积仍不能满足轻钢车间的要求。
在厂房消防设计中最常采用的方式是用独立的水幕作为防火分隔。用独立水幕做防火分隔虽然不会将车间截成两半，也不会产生大跨度防火卷帘的麻烦，但是在现场应用过程中，单独的水幕分隔同样存在一定的缺陷。（1）独立水幕对水的需求量较大，而且水池造价成本高。例如，一个跨度为36m的水幕，其所需供水量为2L/ms，如果持续2小时的消防过程，则会使贮水量达到518m3，此外，室内外消火栓同样需要贮水量，由此可见独立水幕的使用需要大量的水，不仅造成水资源的浪费，而且贮水量太大也必将导致消防水池的成本提高。（2）在独立水幕启动时，由于水流的冲击作用可能会给生产设备造成不同程度的损失，有时仅在车间内局部出现小范围的火灾，借助水枪或灭火器就可以解决，但是有些轻钢结构厂房却启动了独立水幕进行灭火。这种做法也许会造成更大的损失，因此在启动独立水幕时应当严格掌握水幕的启动时机，避免失误动作造成严重损失。因此，在对车间独立水幕进行设计时，一般使用人工手动启动，这样可以提高独立水幕的运行效率。（3）独立水幕无法定期进行维修，无法进行试水检验，从而不能确保整个水幕系统的稳定性。在轻钢结构厂房设计工程实践过程中，一些厂房业主为了工厂更够早日投产，大多都是先安装生产设备，再安装消防设备。在水幕安装完毕后没有办法进行试水，无法掌握独立水幕的实际喷水情况，只有在火灾发生时才能进行试水，但这却起不到预先防火的作用。因此试水的问题仅能采用先进技术给予适当的解决。例如，在设计水幕的过程中，可以将试水阀门和试水管安装到消防泵房水幕泵的出水管上，这样可以提高水幕泵的检查效率。但是，对于车间上方的水幕喷头与水幕管是否喷水或阻塞无法进行及时的测试。
根据《建筑设计防火规范》大面积的轻钢结构厂房可不设置室内消火栓，但根据室内消火栓设置场所的条文解释，对于具备一、二级耐火等级的厂房，因为内部储存的可燃物比较少，及时出现火灾也不会造成较大的经济损失。例如，如果火灾面积低于100m，而且不会造成较大损失时，在轻钢结构厂房内部可以选择不设置消防给水设施。如果果丁、戊类轻钢结构厂房内部，储存大量可燃物时，如木箱包装机器、淬火槽、纸箱包装灯泡等，需要将消防给水设施安装到室内。但是丁、戊类轻钢结构厂房一、二级耐火等级建筑物并没有进行十分明确的界定，这就导致设计人员理解及把握程度不同，从而在进行建筑物设计使用时较多可燃物的情况。
《建筑设计防火规范》中对四级耐火等级厂房的防火间距进行了规定，要求其保持在18m左右。因此，耐火等级为三级，生产类别为丙类的轻钢结构厂房可以安装一个18m宽的防火隔离带。但是生产设备上经常会放有一些可燃物，例如生产时使用的原料和橡胶传送带等，如果出现火灾，需要停止机器运转，并借助水枪或者灭火器等控制火灾。但是目前我国建筑消防规范并没有提到这种做法，所有在轻钢结构厂房设计中并没有得到实际的应用，
综上所述，随着建筑行业的发展，轻钢结构厂房由于其耐火等级较低、建筑面积较大、火灾危害性较大等问题为建筑消防行业带来了挑战。因此，需要对消防技术进行改进，以便更好的适应时代步伐，重视轻钢结构厂房消防基础上的问题，尽力找到经济性与安全性两者之间的平衡点，采取相应的防范措施，保障我国工业厂房的消防安全。
[1]唐桂斌.轻钢结构厂房消防设计的若干问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（30）.
[2]刘国兴.轻钢结构厂房消防设计的几个问题[J].建材与装饰， 2013（27）：265-266.
钢结构已经成为现阶段工业厂房设计中主要采用的结构形式，与传统的厂房结构设计相比，它具有跨度大、重量轻、质量高、施工周期短、柱网布置灵活以及工艺便于衔接等优点，但同时钢结构厂房也在抗震性、耐热性、稳定性以及耐腐蚀性等方面存在着一定的缺陷，所以在对其进行设计的过程要采取科学有效的措施，避免钢结构自身的缺陷给厂房可能造成的隐患，促进钢结构作用的更好的发挥，提高钢结构厂房的使用效果。
应用钢结构建设厂房具有以下几个方面的特点：①在实际施工过程中具有较快的安装速度，而钢结构的组成零件可以进行大批量工业化生产，应用设备实施给料、焊接和开孔等作业，并及时处理好表面结构，有利于实际建设中的拼装施工，在一定程度上可以减少施 工周期。②钢结构与混凝土结构相比较，混凝土结构具有较为复杂的建筑工艺，且不具备较强的防震能力，而钢结构因自重轻，不但能够弥补这些缺陷，还可以有效降低了地基承载力。③钢结构系统通常会应用具有较高强度的材料，而钢结构厂房因投资成本不高，且拆迁便利，所以可以反复回收利用，避免了材料的浪费，对环境起到很好的保护作
由于工艺布置的需要，多层厂房通常都会使用到较大的空间，结构一般会选择框架结构，在工艺条件允许且层数较多的状况下也可选择框剪结构。钢结构厂房设计对其结构布置 的要求是要对称均匀地布置柱网，并使厂房的质量中心与刚度中心接近，达到降低厂房空间的扭转作用的目的。钢结构厂房的结构体 系需要具备规则、简捷以及传力明确的特点，防止凹角、收缩以及现应力集中或者由于竖向过多而导致的内收或外挑等现象的出现， 提高竖向刚度的稳定性。而在多层厂房中，由于其柱距方向尺寸小，柱子多、跨度方向尺寸大，柱子少的特点，所以一般对其采用横向控制的方式，实现纵横向的抗震能力的一致，提高钢结构厂房的抗震性能，促进钢结构厂房设计的经济性和合理性。在布置结构过程中应满足以下两个方面的要求：①布置柱网时尽可能呈对称均匀状，让建筑物的刚度和质量相吻合，有利于建筑物空间扭转作用的降低，建筑结构系统要传力明确，满足简捷规律的结构原则，②防止发生应力集中、竖向外挑或内收、变形四角以及突变收缩等情况，尽力减少刚度突变现象。
钢结构厂房的节点设计对整个设计具有重要的影响和作用，钢结构设计就是由杆件设计和节点设计组成的，在对钢结构厂房的节点进行设计的过程中要坚持安全和经济的原则，使其符合施工安装水平的要求，为了增强其结构的抗震性能，要弱化构件的设计而强化节点的设计，所以钢结构的节点设计在一定程度上决定了其安全性，钢结构厂房的节点设计要使其达到传力可靠、受力明确、结构简单的目标和特点，在对其进行具体设计的过程中，要把杆件内力增加10％，而对于内力较小的杆件，要求其连接焊缝的长度要大于 120m，在施工时不能任意增加杆件的截面，以实现节点构造的安全，在对钢结构的节点进行设计时，要科学合理的布置焊缝，使其与杆件的形心相对称，减少焊接应力和焊接变形，实现其受力的合理性。在构件安装中采用现场焊缝的布置，提高焊缝施焊的效率和质量，不仅为后期的质量检查提供了便利，还能减少焊缝在立体交叉处的过度集中。
在设计钢结构厂房过程中，要充分考虑到空间工作、整体刚度、承载力以及传递纵向水平力等多方面因素，以避免杆件发生较大情况的变形，防止压杆失去固有的稳定性，实现整体结构的安全性、可靠性和稳定性。在设计安全的支撑体系时，可按照厂房结构的具体形式、车间吊车的建立厂房实际高度跨度、温度区域长度以及振动设备等内容来布置，注意要和建筑物的水平支撑点相吻合【2】。
钢结构厂房的防火性能一般都比较差，所以要对其做好防火隔热的设计，明确建筑生产火灾的危险性分类，并确定合理的厂房耐火等级。厂房生产的火灾危险性可以根据 《建筑设计防火规范》分为甲、乙、丙、丁、戊五种类型级别，比如，如果明确某项厂房工程的耐火等级为二级，那么就应该根据二级耐火的要求对厂房进行防火涂料的涂刷。在具体的设计过程中，为了实现安全经济的目的，要在考虑钢结构厂房构件的耐火极限的前提下，经过科学地比对选 择出最合理的防火保护方法。另一方面，钢结构厂房设计对厂房的防火分区要进行合理的划分，严格控制住每一个防火分区的面积以及疏散人口数量与疏散距离。钢结构厂房的设计要提高对疏散人员因素的重视，综合考虑钢结构厂房的特点与内部人员的密度，着重设计疏散宽度、疏散距离以及安全疏散路线，为了在火灾发生时，厂房内部的人员能够迅速疏散到安全区域，要在钢机构厂房设计中设置一些疏散指示标志，保证人们的生命财产安全 。
对于钢结构而言，直接暴露在空气中会发生锈蚀现象。而当空气中存在侵蚀性介质或处于潮湿环境时，锈蚀现象会更加严重。当钢结构发生锈蚀现象时不仅会降低构件有效截面积，还会使钢结构产生锈坑。当结构产生应力集中现象时，会发生结构过早破坏现象。为此，应对钢结构防锈蚀问题予以足够重视，并根据厂房内侵蚀介质情况从总图布置、工艺布置以及材料选择等方面选择相对应的措施，确保钢结构厂房的结构安全 。对于一般的钢结构厂房而言，多使用防锈底漆与面漆来进行防蚀，并根据外部环境与涂层性质来决定涂装层数与厚度。对于普通的室内钢结构而言，在大自然介质作用下，应将涂层厚度控制在100um。对于露天的钢结构而言，应将漆膜厚度控制在150u m～200 um之间【3】。在酸性环境中，应使用氯磺化防酸漆。对于钢柱柱脚的地面以下部分而言，应使用强度在C20以上的混凝土包裹，确保其保护层厚度大于50mm，包裹范围应高出地面150mm以上。
综上所述，在设计钢结构厂房时，应选择与之相关的主要设计标准，真正实现厂房结构的合理化，并实行精确的计算，保证各项资料的准确性，最后将钢结构厂房的设计和实际施工相结合，在不同程度上均可以有效降低施工的难度，以达到最佳的建筑效果。
【1】李志勇，戴建琪．探讨在厂房中门式刚架轻型钢结构的设计思路【J】．四川建材，2009，(O6)：54-56．
【2】赵永江．轻型门式钢架厂房结构设计要点探讨【J】．中国城市经济，2011，(O9)：167-168．
近年来，随着我国社会主义经济的迅猛发展，对厂房建筑也提出了更高的要求。而钢结构具有环保、自重轻、施工效率高、耐抗震以及高承载力等多方面优点，因此广泛应用于厂房的建筑施工中，钢结构对建筑领域来说有着至关重要的作用。
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随着社会的发展，技术的进步，在厂房的设计中，钢结构凭借它具有自重轻、造价低、施工周期短、工厂化程度高、现场工作量小、可回收绿色环保、综合效益高等优点，已经成为一种重要的结构形式。因此研究钢结构厂房设计的科学、合理就显得尤为重要。
1.1 在实际施工过程中具有较快的安装速度，而钢结构的组成零件可以进行大批量工业化生产，应用设备实施给料、焊接和开孔等作业，并及时处理好表面结构，有利于实际建设中的拼装施工，在一定程度上可以减少施工周期。
1.2钢结构与混凝土结构相比较，混凝土结构具有较为复杂的建筑工艺，且不具备较强的防震能力，而钢结构因自重轻，不但能够弥补这些缺陷，还可以有效降低了地基承载力。
1.3钢结构系统通常会应用具有较高强度的材料，而钢结构厂房因投资成本不高，且拆迁便利，所以可以反复回收利用，避免了材料的浪费，对环境起到很好的保护作用。
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钢结构厂房是指采用钢板和热扎、冷弯或焊接型材，通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的国际流行的门式刚架轻钢结构体系形式。
门式刚架钢结构厂房在国内技术成熟，受到用户普遍接受和认可，成为目前国内发展速度最快的一种钢结构形式。门式刚架钢结构厂房可以做成大跨度，大空间，便于内部灵活布置和使用。（钢结构厂房采用门式刚架体系其单跨度甚至可达到80米。多跨可达到180米甚至跨度更大）钢结构厂房主要是用在不承受大载荷的承重建筑。采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门形刚架支承，C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的门式刚架钢结构体系。
钢结构厂房在全球范围内，特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用。钢结构厂房可广泛应用于工业厂房，净化车间，仓储库房，超市，会馆展厅。
钢结构厂房设计特点：钢结构厂房自重轻，强度大，跨度大，空间大。设计先进，采用最先进的设计方法，充分发挥钢材抗震性好、抗冲击性好、刚性好、变形能力强的特点。而且还可以重复再利用，可以节约大量钢材。结构新颖、简洁、轻巧，占用面积小，使用面积大，有效扩大了建筑物的内部空间，彩钢夹芯复合板，金属压型板等新型墙体屋面材料围护，更显示出建筑的时代感。安装快捷，构件标准，制作精良，施工安装简便、快捷、安全
由于工艺布置的需要，多层厂房通常都会使用到较大的空间，结构一般会选择框架结构，在工艺条件允许且层数较多的状况下也可选择框剪结构。在布置结构过程中应满足以下两个方面的要求：①布置柱网时尽可能呈对称均匀状，让建筑物的刚度和质量相吻合，有利于建筑物空间扭转作用的降低，建筑结构系统要传力明确，满足简捷规律的结构原则；②防止发生应力集中、竖向外挑或内收、变形凹角以及突变收缩等情况，尽力减少刚度突变现象。
建筑物若处于地震区域，那么伸缩缝就属于统一体，因此当建筑物发生较长状况时，应在施工过程中每间隔40米就建设一道800毫米一个1400毫米宽的后浇带。此外，温度均会对建筑物的底层、顶层和山墙等部位造成严重影响，应合理调整配筋率，适当加厚建筑面的隔热保温层，建造结构合理的架空层，以便逐步形成通风面，达到减少设置防震缝和伸缩缝的目的。
多层钢结构厂房因设备复杂、货物重，因此提出竖向运输的要求，而竖向运输均在电梯间实现。采用钢筋混凝土实施建造，会使电梯井筒具有过强的刚度，所以在建造过程中应全面考虑到建筑物受电梯井筒的偏心力影响，在设计结构时尽可能不要在建筑物的端部与角部设置电梯井筒。多层钢结构厂房因跨度方向的尺寸较大，所以相对的柱子较少，而柱与柱之间相距方向的尺寸较小，因此具有较多的柱子。通常情况下均会使用横向框架进行掌控，使得横向与纵向的抗震能力基本上均相一致，除了有利于抗震之外，还能够使设计更加合理化和经济化。
在设计钢结构厂房过程中，要充分考虑到空间工作、整体刚度、承载力以及传递纵向水平力等多方面因素，以避免杆件发生较大情况的变形，防止压杆失去固有的稳定性，实现整体结构的安全性、可靠性和稳定性。在设计安全的支撑体系时，可按照厂房结构的具体形式、车间吊车的建立、厂房实际高度跨度、温度区域长度以及振动设备等内容来布置，注意要和建筑物的水平支撑点相吻合。
在建设钢结构厂房时，其防火能力普遍较差，若钢材受热超出100℃，钢材的实际抗拉强度会随着温度的不断升高而迅速下降，塑性则会逐渐增大。当钢材受热温度达到250℃时，会稍微提高钢材的实际抗拉强度，但塑性却成降低状态，发生蓝脆现象。若钢材受热温度达到250℃以上时，即会产生徐变情况。若钢材受热温度高达500℃，钢材强度就会呈负极降低状态，最终导致钢结构塌落，所以在设计钢结构的耐热能力时，应做好充足的了解，并进行多次反复试验，以确保结构的安全性和可靠性。
在对钢结构厂房做抗震设计时应注意：首先，在厂房建设前要充分考虑加强其结构的抗震性，以应对复杂多变的地质变化，虽然钢材在重力刚性等条件上有抗震的优势，但是在总体布置方面也要力求安全最大化，要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，使其受到外力作用时，可以将作用力均匀抵消，这样就不会加剧作用力在刚性弱的地方聚积，给安全造成威肋，同时还要多采用刚架和横向结构，利用钢结构的受力性来减少横向结构变形。
其次，在建设过程中要充分考虑杠杆失稳的问题，钢结构在强度上可以充分满足建设需要，所以要在支撑系统上多做文章，提高厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要。
最后，在地震作用下，存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计，应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。
综上所述，在钢结构厂房设计的过程中，我们应严格按照和采用相关的设计标准，同时随着钢结构设计技术的日趋成熟，设计师也要紧跟时代步伐，坚持与时俱进。只有这样，才能设计出结构合理，经济环保的钢结构厂房，满足经济建设发展的要求。
[1]刘荣来.钢结构厂房设计技术总结.内蒙古煤炭经济.2011-03-15
[2]白新玲，陈耀华.浅谈门式刚架轻钢结构设计中的若干问题[J].黑龙江科技信息，2011，（11）：98-100.
[3]赵永江.轻型门式钢架厂房结构设计要点探讨[J].中国城市经济，2011，（09）：167-168.
钢结构厂房由于其质量轻、柱网布置灵活、适用范围广、施工周期短等显著特点，近十几年来在我国各行各业中得到了大量的应用。本文通过笔者对近些年所做工程的总结，列举钢结构厂房设计中诸多细节,阐述其合理的计算方法与构造措施,意在提供一种设计思路。
屋面荷载的取值应按照屋面做法、是否吊顶及用途等严格按照国家规范正确合理取值。以下仅对屋面恒、活、雪、风四种荷载进行讨论。
1) 对于恒荷载，要统计屋面板、檩条、拉条、水平支撑、悬挂管道、吊顶等。下面表2.1~2.2中是笔者对近年来所做工程实例屋面恒载的统计，供读者参考：
2) 对于屋面活荷载,《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102:2002）（以下简称《门刚规程》）中第3.2.2条明确规定：当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取0.5KN/m2。在下面注中又有：对受荷水平投影面积大于60 m2的刚架构件屋面竖向均布活荷载标准值可取不小于0.3KN/m2。《钢结构规范》（GB50017-2003）（以下简称《钢规》）中第3.2.1条也有类似的规定。钢结构厂房一般符合此条件，可以采用0.3 KN/m2。但在屋面构件计算时活荷载取值要≥0.5 KN/m2是比较合理的，否则遇到超载情况，就要出安全问题。现在的设计市场竞争太激烈，有的刚架梁和屋面檩条用的太小，明显有克扣荷载的情况，容易留有安全隐患，因此应该引起设计人员的注意，绝不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。
3）对于屋面雪荷载，《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012（以下简称《荷规》）第7.1.2条规定：基本雪压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的雪压；对雪荷载敏感的结构，应采用100年重现期的雪压。条文说明中解释对雪荷载敏感的结构主要指大跨、轻质屋盖结构。而轻型钢结构厂房一般大都属于大跨度的轻型屋盖结构，雪荷载经常是控制性荷载，在极端雪天气下容易对结构造成整体破坏，后果特别严重，故基本雪压要适当提高，采用100年重现期的雪压，2012版本荷载规范相应的比GB50009-2001版本规范要严。此外，由于高低跨、檐沟下沉、屋面有女儿墙处等特殊情况容易导致的雪荷载的不均匀分布，应根据具体情况确定雪荷载的分布和合理取值。
4）对于风荷载，《荷规》第8.1.2条规定：基本风压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的风压，但不得小于0.3KN/m2。同时规定对风荷载比较敏感的结构，基本风压的取值应适当提高，并应符合有关结构设计规范的规定。条文说明中指出，大跨钢结构属于对风荷载比较敏感的结构，其基本风压取值并未给出具体数值，建议按照50年重现期的基本风压提高10%。
对于钢梁的上翼缘，通常有两种种取值计算方法。a.取用上翼缘的横向支撑的节距，通长按照檩距的倍数取用，如1.5m檩距，支撑节距可取3.0m、4.5m、6.0m；b.当屋面刚度较好，与檩条连接可靠时，考虑屋面实际存在的蒙皮效应，可取用3.0m。但对于有桥式吊车、悬挂吊车的刚架及大跨度的刚架，建议不取用3.0m为宜。
对于钢梁的下翼缘其计算长度通常取用隅撑间距。由于隅撑通常与檩条上翼缘横向支撑节点相连，取隅撑间距即横向支撑间距为钢梁下翼缘的计算长度。
当有桥式吊车时，刚架柱平面外计算长度分别取用上、下柱间支撑各自上下节点间的距离。
无桥式吊车时取用柱间支撑与柱连接点间距离，即柱全高；也可适当考虑墙梁与墙皮的蒙皮效应，取用3.0m，此时应加强墙板间的刚度及其与墙梁的连接牢固措施。
出于对厂房的工艺设计及使用用途等方面的考虑，有时使用方要求厂房内附带局部夹层或整层夹层，且夹层大部分采用组合楼板。此时应注意, 钢梁不论是否考虑组合梁作用都应分别对使用阶段与施工阶段的不同工作状态进行计算。使用阶段混凝土板可视为与钢梁可靠连接的侧向支撑,可以不计算钢梁整体稳定;施工阶段未浇筑楼板混凝土前或混凝土未达到70%设计强度前,应以钢梁实际长度作为平面外计算长度,验算施工荷载下的整体稳定。
由于《门刚规程》第4.5.4条规定“门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑”，导致目前几乎所有的轻钢厂房清一色采用圆钢，甚至在8度抗震区也采用。而《门刚规程》第4.5.5条规定“当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，柱间宜采用型钢支撑”，《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（以下简称《抗规》）第9.1.17条及9.1.23条中分别规定屋面水平支撑及柱间支撑均宜采用型钢。笔者建议当在抗震设防烈度≥7度、吊车起重吨位≥5t以及风荷载较大时均应采用型钢支撑。
柱间支撑必须符合《抗规》9.1.23条的交叉支撑斜杆的最大长细比的规定，并应经纵向抗震计算确定其截面大小。
一般钢结构厂房选用的檩条属于冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效。设计中，人们往往会忽略强度计算要用净截面，忽略了钉孔的削弱。这种削弱一般可达到6~15%，对小截面的檩条来说影响很大。如果强度计算不用净截面，那么实际应力将高于计算值，荷载稍大时，檩条就要出问题。因此，檩条设计强度时一定要按净截面计算。
拉条的设置有两种方法。一种是在檩条的上下翼缘附近设置，同时约束上下翼缘，保证檩条自身能够组成一个整体稳定体系；另一种做法是仅在檩条的上翼缘附近设置，此时应采取措施，使檩条在风吸力组合作用下，其下翼缘受压时稳定计算能够满足，比如屋面采用压型钢板时，用自攻螺钉、螺栓、拉铆钉及射钉与檩条连接牢固可靠，且基板材面厚度不小于0.6mm。若屋面板不能阻止上翼缘失稳时，则应设置双层拉条或采用刚度大的型钢檩条。
目前,辅助设计软件的普及大大提高了设计效率。由于现在的设计软件自动化程度非常高，对软件“有输入即有结果”，若非对软件非常熟悉了解，盲目的信任软件对设计工程来说，有很大的安全隐患。因此，应了解程序的假定，正确运用软件并利用力学知识独立地核查计算结果，避免误用软件造成设计错误。这是设计人员必须认线结束语
钢结构厂房设计的关键是应做到概念设计，思路清晰，构件选用合理，结构计算准确，能够多方位思考，反复比较方案性能，做出性价比最佳的工程。
70年代前，我国的钢产量较低，限制了基本建设用钢量。当前，我国的钢产量已名列世界前茅。在1997年4月召开的中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会97’年会上，提出了“积极、合理、较快速地发展建筑钢结构”的任务，这对充分发挥钢结构的优越性和综合经济效益，促进我国经济发展是很重要的。
根据工艺要求，厂房采用单层双跨轻钢结构刚架梁。6.0m开间，18.0m一跨，厂房内设置两台5T电动单梁桥式起重机，吊重高4.5m，牛腿离地高度7.3m。结构平面图见图1。
本工程地质条件较好，0.8m杂填土，0.15-0.40m耕（表）土，0.40-4.10m粘土、粉质粘土。粉质粘土层承载力标准值210kpa，可作天然地基持力层。
开关有限公司现有的机加工车间和油漆车间均为钢筋砼结构。在结构选型设计时，对轻钢结构厂房和钢筋砼厂房的经济技术比较提供真实的依据。钢筋砼结构方案采用两跨18m的单层排架结构，造价1064 元/m2，施工工期至少一年。如果采用钢筋砼结构厂房，建设投资需304万元，建设总工期16个月（包括设计），在2001年5月份才能竣工投产。这与业主要求的总投资不要超过200万元，工期在“两改”工程中开关柜大规模生产2000年6个月份拉开序幕之前竣工投产有距离。
2.基于钢筋砼结构厂房有诸多不足，经过方案比较采用轻钢结构方案。首先，从工期上讲是可行的。设计2000年1月底完成，3月20日基础施工完成，25日钢结构安装单位进场，4月20日轻钢结构安装完成，5月25日工程完工。其次，通过造价测算，综合造价715元/m2（含地基处理、地坪、独立基础、内墙、轻钢结构、照明、动力）。轻钢结构仓库技术经济参数见表1。
3.根据以上工艺要求及经济技术方案比较，选定轻钢结构厂房是较为理想的方案。该厂房单层两跨，建筑面积2826m2，跨度为18m（“五州第一跨”的嘉兴电厂干煤棚结构跨度为103.5m）。双跨刚架梁柱，共计14榀，柱距6.0m。檐口离地高度10.3m，屋脊高地高度11.05m，屋面坡度1：12。屋面采用天蓝外钢板的聚氨脂夹芯屋面板，选用卡普隆采光带间隔布置，每跨屋脊设置天窗通风。厂房平面布置6扇4.2*4.8m（宽*高）的铝合金卷闸门，2扇0.9*2.1m（宽*高）小门。仓库四周标高1.2m以下砌240砖墙，内粉水泥砂浆，外粉1：1：6。
内力计算将空间力系按平面简化计算，取某一榀刚架为一个计算单位，钢柱与独立基础用地脚螺栓连接埋入地底0.30m，不能视为铰接。弯矩图如图2所示。
1.刚架形式选择 根据弯距图，弯矩最大点发生在刚架梁柱接头处及梁跨中。结构部件采用优化设计，截面与弯距大小趋于一致，整个主刚架如图3所示。结构使得材料选用较为合理。
设计时考虑到施工时整榀刚架制造、运输、安装的难度，故把整榀刚架（分解成3根柱，8根梁等11段）进行单元分解。施工安装时用高强螺栓连接。
2、檩条、墙梁的选择 本工程排架柱距为6.0m，檩条梁采用Q235钢制作的卷边槽钢，檩距1.8m左右。
3、围梁选用 围梁的作用：传递相邻刚架及吊车行动分配来的荷载，使之成为整体结构。根据计算，采用Φ89*4钢管梁，其强度、稳定性均能满足要求。
1、厂房面积较大，独立基础达50个，主要受力地脚螺栓达252个，为使众多的螺栓平面误差控制在±3mm，垂直误差控制在±5mm，在施工中应注意以下几点：（1）采用测量仪器测量放样，每两榀及数榀刚架之间反复交叉测量校验控制，从而确保独立基础中心位置之间是直角。（2）制作2块8mm厚定位钢板，，地脚螺栓加焊两道固定筋，这样保证了每只独立基础内的每支地脚螺栓位置的相对精确。
2、安装队伍的选择 通过邀请有资格的施工队伍进行招投标，这样不仅找到了一家有经验的施工队伍，而且在总费用下浮了10%。
3、制造、安装验收标准及质检范围 厂房土建、钢结构施工、制造安装规范仍参照我国颁布的规定执行。刚架结构的首次表面防腐处理采用密闭喷丸，焊缝采用x射线）因为装配车间设置气楼，空气流通较好，调节了厂房室温，改善了工人的工作环境。（2）地坪采用水磨石面层，防止了地面灰尘的生成及扬起，保证了产品质量。（3）经济条件许可，墙板也能采用复合夹芯板，避免雷雨季节由于雨点打在墙板上产生巨大的噪音。
钢结构建筑色彩多样，大方美观，隔热隔声阻燃，耐大气腐蚀，工程造价低，建设周期短，空间利用率高，因而得到了尤为广泛的应用。正是因为独特的钢结构建筑体系，在很大程度上使得钢结构厂房的防雷设计与普通框架结构、砖混结构的建筑物防雷设计有着一系列明显的差别，再加上不同的厂房有着不尽相同的使用性质，甚至许多厂房还有着爆炸和火灾等危险因素的存在，所以，在钢结构厂房的防雷设计当中，应当切实的按照其特点，采取科学有效的防雷措施。
建筑物防雷设计工作的首要问题就是确定建筑的防雷等级，相关设计人员应当对厂房的重要程度、气候条件、地区差异、雷击所导致的破坏程度以及爆炸危险环境等影响因素进行综合考虑，同时通过计算预计雷击次数综合确定防雷等级。《建筑物防雷设计规范》中明确的规定了建筑物的防雷分类，对于工业厂房，应当对其具有爆炸、火灾等危险环境与否加以确定。按照所使用的产出品、中间产品和原料是否为易爆易燃物质，贮存、生产过程及生产工艺时候存在易爆易燃物质泄露等加以确定。对于工业厂房的危险等级，应当按照各项相关设计规范确定防雷类别。通常可以将甲类可燃固体环境、甲类可燃液体环境及甲类可燃气体环境划分成第一类防雷建筑，而小型的甲类可燃固体环境、甲类可燃液体环境及甲类可燃气体环境则划分成第二类防雷建筑，第三类防雷建筑包括乙类可燃固体环境、乙类可燃液体环境及乙类可燃气体环境。当厂房中对第一类防雷建筑、第二类防雷建筑、第三类防雷建筑加以兼备时，则应当根据第3.5.1及3.5.2条的《建筑物防雷设计规范》中具体规定划分防雷分类。
1）设置避雷针及避雷带。在设置接闪器方面，通常在厂房容易受到雷击部位对避雷针及避雷带进行设置，同时在建筑物屋面按照防雷等级形成规定的建筑物避雷网络，接闪器除了采用混凝土构件以内的钢筋以外，还可以使用扁钢或者圆钢避雷针、避雷带，有时为了不影响厂房的美观，还可以采取暗设避雷的措施，这时应当将避雷带的截面适当的加大；2）金属屋面的接闪器。根据相关设计规范，除了防雷建筑的第一类以外，通常金属屋面的接闪器应当为其自身的屋面，并且必须满足：金属板下面如果存在易燃物品，则其铁板厚度要不低于4mm，铜板厚度要不低于5mm，铝板厚度要不低于7mm；金属板下面不存在易燃物品时，则其厚度应不低于0.5mm；金属板无绝缘被覆层；金属板之间如果为塔接，则其塔接长度要不低于100mm。与此同时，1mm厚的聚氯乙烯层、0.5mm厚的沥青层及薄的油漆保护层并非为绝缘被覆层。一般钢结构厂房的屋面为彩钢夹心板以及彩钢压型板，绝大多数均采用条或者自攻螺栓进行连接，整体的结构钢柱与金属屋面之间能够形成较好的电气通路。
引下线的主要作用是在接地极中导入雷电流，按照规范要求可知，采用暗敷时扁钢界面要不低于80mm2，圆钢直径要不低于10mm。往往扁钢截面以及圆钢直径越大，那么其效果便会越理想。另外，设置越多的引下线，那么每根引下线所流过的雷电流便会越小，对电子设备及感应范围的影响越小，引下线数量的增加也有助于屏蔽效果的增强，所以，在设计过程中，除了与引下线间距的规范要求相满足以外，还应当将引下线的数量适当的增加，这对设备的防护非常有利。从钢结构厂房的结构特点而言，不管是钢梁与钢梁之间，还是钢梁与钢柱之间，都已经有天然的电气通路形成，在引下线的泄雷电流效果、截面积、屏蔽作用对线路或者金属物的反击保护、厂房的施工难度、等电位等诸多方面，将结构钢柱设计成引下线有着突出的优势。对于钢结构的厂房，根据柱距对恰当的钢柱进行选择后，将屋面接闪器与钢柱进行电气连接，只需把钢柱下端连接接地装置，便能够使全部钢柱均成为引下线接地装置
箱型基础、独立基础、条基、桩基和筏板等形式是尤为常见的钢结构厂房结构基础。在设计接地的过程中，往往选择基础以内钢筋网进行自然接地，同时运用40×4镀锌扁钢制成环形接地网或者接地体。当采取的是人工接地体时，那么扁钢要不低于25×4，圆钢直径要不低于10，正是因为在混凝土基础内敷设人工接地体，因而有着导电性能高、抗腐蚀性强及不易机械损坏等一系列优点。在连接基础与钢柱方面，比较常见的有平板式、外包式和杯口型等，通过进行结构专业沟通可知，不管采用的是怎样的方式，在专业设计结构的过程中，必须综合性的考虑钢柱方便移动及施工，尽可能的避免基础钢筋网与钢柱的接触，也就是基础钢筋网与钢柱不能形成电气通路，其实这往往背离了电气设计的期望，所以，在设计接地时要尤其注意接地网与钢柱之间良好的电气贯通。同时，切勿忽视钢结构厂房接地设置所具备的特殊性，也就是接地螺栓与基础钢筋本身不具备电气连接，所导致的后果为整个钢结构厂房缺乏有效的接地网，因此，可采取有针对性的补救措施，也就是利用40×4的镀锌扁钢形成等电位环网，过钢柱时镀锌扁钢应当可靠的与下侧柱底板进行焊接，这样镀锌扁钢便能够充当接地线以及接地极的角色。
总而言之，在钢结构厂房的防雷设计过程中，设计人员应当对钢结构自身所具备的优势加以充分的利用，尽可能的确保厂房防雷的最优化和简单化，并且及时的与结构专业进行沟通，加强全面的了解，从而制定出理想的设计方案。
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在建筑中选择钢结构具有很多优点，比如说强度较高、重量较轻和施工速度较快的特点。这种技术优点很多，所以使用面很广。在钢筋混凝土建筑以后，钢结构建筑在建筑发展中得到了广泛的应用。
前文所叙述的是钢结构作为一种结构形式在设计及施工中的优势,下面着重探讨一下钢结构工业厂房所具有的优点。钢结构工业厂房的主要优点在于:首先,在施工速度方面:钢结构构件可以工厂化批量生产,施工简单,安装快捷,大大缩短施工周期；其次,钢结构工业厂房在自重方面:可减轻建筑物结构质量约30%,特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方,其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；最后,从环保方面考虑:钢结构体系属于环保型绿色建筑体系,钢材本身是一种高强度高效能的材料,具有很高的再循环价值,并且不需要制模施工。
地基的强度问题主要包括:地基承载力不足或地基丧失稳定性,斜坡丧失稳定性。地基变形问题主要是指软土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等地区过大的变形和不均匀沉降。地基的破坏通常有三种形式:整体剪切破坏、冲切剪切破坏和局部剪切破坏。
按照最不利荷载组合设计的柱子,由于荷载同时出现的概率很低,在正常工作条件下,实际应力低于设计应力很多,柱的安全储备相当大,出现破坏的可能性很小,发生柱整体承载能力不足的而导致破坏的情况很少。工业厂房的柱子常发生如下破坏(柱肢变形、柱肢体有切口、格构式柱子腹杆弯曲和扭曲变形、柱头与吊车梁支撑牛腿处焊缝开裂、柱子垂直倾斜,围护结构连接节点损坏,吊车轨道偏位),将会影响生产。
首先钢屋盖承重构件是由壁薄、细长的杆件组成,截面形状复杂,节点应力集中又有偏心；其次设计屋盖系统时计算荷载、计算简图较正确,且接近计算极限状态,结构构件的承载力安全储备最小,对超载、温度和腐蚀作用十分敏感,容易因为偶然因素而失效,再加上制造、安装和使用过程中出现的各种影响,钢结构屋盖成为钢结构厂房破坏中最严重的部分。钢屋盖发生破坏包括屋盖倒塌、桁架杆件断裂(包括与节点板连接断开)、屋盖挠曲超标准、杆件弯曲、节点板弯曲或开裂、屋盖支撑屈曲等类型。
吊车梁系统是钢结构工业厂房的重要组成部分,包括吊车梁、制动结构、吊车轨道和连接。吊车梁受力复杂,且吊车的垂直力和侧向力具有动力特征、冲击和疲劳作用,比起屋盖系统吊车梁的计算简图、计算方法与实际情况差异更大、不定性更多,结构的耐久性和可靠性最低。
屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车设置及吨位大小、振动设备情况等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑,在无檩体系中,大型屋面板有三点和屋架焊接,可起到上弦支撑作用,但考虑到施工条件限制和安装需要,无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵向水平支撑。屋面设计的重点是防水。屋面防水设计涉及屋面坡度、天沟形式、单坡屋面长度等因素。根据5屋面工程技术规范6的规定,屋面坡度最小为5%。但在实际工程中,一些外资钢构公司屋面坡度经常做到3%,甚至2%。考虑到目前国内钢构厂家技术力量、节点的处理、材料性能方面参差不齐,人们将屋面坡度控制在5%。在积雪较大的地区,坡度应适当增大。
单坡屋面长度,主要取决于工程所在区域的最大温差以及降雨所形成的最大水头的高度。根据收集的资料和工程设计经验,单坡屋面长度宜控制在70m以内,若超过70m,需做专题研究、特殊处理。经过调研了解,目前市场上常用的钢结构屋面做法有两种:①双层彩色压型钢板内夹保温棉,使用量很大,但温差大、单坡长造成的彩钢板热胀冷缩问题很难解决。②复合柔性钢屋面系统,由屋面彩钢板内板、隔汽层、保温层、卷材防水层组成。由于最外层铺设柔性卷材,整个屋面为一个密闭系统,也不存在热胀冷缩的问题,造价较国内钢构厂家稍高。
温度变化将引起钢结构厂房变形,使结构产生温度应力,其大小与柱子刚度、吊车轨顶标高和温差有关。当厂房平面尺度很大时,为避免产生过大的温度力,应在厂房横向或纵向设置温度缝,将平面尺寸很大的厂房分成若干温度区段。温度区段的长度可根据钢结构设计规范执行。温度伸缩缝一般采用设置双柱方法处理,也可采用设置单柱方法处理,对纵向温度伸缩缝可在屋架支座处设置滚动支座,对横向温度伸缩缝可在框架梁与檩条连接处采用椭圆孔滑动方式或槽钢夹板滑动方式。
钢材具有非常好的导热性能,其导热系数达到50W/(m.℃),对于钢结构建筑,如果不进行保温隔热处理,势必会造成大量能源浪费和消耗,同时还要满足工艺性要求和舒适性要求。钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大；温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。因此,当钢结构表面温度处于150℃以上时,必须做隔热及防火设计,做法一般有两种:①在钢构件外包耐火砖,混凝土或硬质防火板材。②采用厚涂型防火涂料,厚度按5钢结构防火涂料应用技术规程6计算。
轻钢结构的建筑表现主要有以下4个方面的特征,即规模、线条、色彩和变化。彩色压型钢板使得轻钢结构建筑表现得丰富多彩,给人一种明显区别于传统钢筋混凝土建筑的耳目一新的感觉。在钢结构工业厂房的设计中,厂房的体型受工艺的约束,同时体型变化过于丰富会形成复杂的节点处理,从而提高工程造价。因此在设计中常用手法是采用跳跃性色彩和冷色调,重点突出主要出入口、外天沟、收边泛水等,既丰富了立面又体现了现代化工业厂房的恢宏气势。
传统的钢筋混凝土结构厂房,护墙体为砖砌体,外装修为涂料或面砖,辅以色带,由于混凝土屋面设置采光罩效果不理想,设计时通常在墙面设置大量的采光窗。但对于围护墙体为彩色压型钢板的钢结构厂房来说则不然。线条是表现轻钢结构建筑风格最独特的特征,匀称的线条或横或纵,使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感,体现了强烈的现代工业气息。若在墙面设置大量的采光窗,则破坏了墙面的线条造型,同时轻钢结构屋面可以大量使用屋面采光板,采光均匀,非常适合目前有色金属行业流行的联合厂房,既能保证建筑采光又不破坏墙板的线 结语
工业厂房结构的方案设计是整个设计过程中不可或缺的一环。所以，我们在进行多层工业厂房结构设计时，必须做到：设计概念清楚，结构选型合理，将施工图的设计与具体施工有机结合起来，结构计算要准确，并且在计算中要反复试算与调整截面，以达到最佳设计。从而确保提高工业厂房的结构设计效率，并为相关企业实现利益最大化提供保障。
[1]汪一均.钢结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
