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随着国民经济的发展，以及科研、制造、安装及项目管理水平的提高，钢结构厂房的安全性以及可靠性将会在设计层面得到进一步的提升；钢结构设计的质量是决定工业厂房安全性及可靠性的重要因素，因此要在考虑工业厂房工程实际情况的基础上展开钢结构优化设计工作；此外，在钢结构厂房的设计过程中要充分利用现有成熟的理论、相对完备的设计软件，并结合工业厂房投产后的实际情况，以达到在满足建筑物安全、适用的前提下减少钢材用量，从而实现降低工程造价及提高承建企业的核心竞争力，并能符合目前绿色建筑推广的趋势。尽管现阶段钢结构厂房项目的设计工作仍旧存在较多问题，但如果在设计阶段能够严格按照相关规范、规程的规定进行设计，并考虑到构件的制造及结构的安装能力，即可从结构设计的层面保证厂房的设计质量及经济指标，使工业厂房的设计满足技术先进、经济合理、安全适用。
一、钢结构的防腐设计：
长期以来沿用的是《工业建筑防腐蚀设计规范》中的防腐蚀措施，已不完全适应目前建筑钢结构即要有防腐功能又要有良好的装饰性能的要求。2009年国家住房和城乡建设部颁布了《建筑钢结构防腐蚀技术规程》，该规程结合近年来的建筑钢结构的应用特点及遇到的问题，对钢结构的使用环境、腐蚀等级、油漆防腐、表面镀金属类材料防腐等措施进行了明确的界定；按照相关条文执行，便能满足常见的建筑钢结构厂房的防腐要求。
但是需要特别注意的是，在专业的分工上，结构的防腐蚀由结构专业负责，防火则由建筑专业负责；但在构件的防护做法上，通常是先做防腐，再做防火；所以要确保防腐涂层与防火涂层的相容性，结构专业与建筑专业要认真的协商解决涂层的配套问题。
结构工程师要关注防火涂料是膨胀型还是非膨胀型、是溶剂型还是乳液型或是水溶液型，特别要注意溶剂型防火涂料，避免与防腐涂层发生化学反应，造成溶蚀脱落现象；要关注膨胀型防火涂料是否为松散填料型，是否会聚集空气中的水蒸气，从而溶解环境中的腐蚀介质形成酸、碱液体以导致钢材腐蚀的加速。不相容的涂层要避免使用；使用会富集水分的防火涂料时，防腐涂层要防潮、防渗。
二、钢结构厂房中的防火设计：
在《建筑设计防火规范》颁布以后，钢结构厂房的防火规定更加严格；明确规定为：结构表面长期受辐射热达150℃以上时应采取防护措施。因此我们有必要按照规范，将厂房发生火灾的危险性等级明确界定，并采取符合耐火极限的相关措施以达到相应的梁、柱构件能够抵御相应耐火极限的高温。并且要把钢结构的防护放在重要的位置，选用经济、可行的防火方式。
三、内力分析及节点与模型的一致性设计：
①．由于钢结构厂房节点形式较多，与混凝土的常规构造做法也存在较大的差异，需要特别注意最终的施工图纸及构件的连接节点是否与计算模型的假定一致。如常见的混凝土柱钢屋面结构，这样的结构体系在结构设计当中界定为排架体系，即混凝土柱脚刚接，梁柱铰接，由于考虑到施工阶段便于调整钢柱的柱脚标高以及归并混凝土柱柱顶标高的数量，通常会将钢梁与混凝土柱的铰接节点设计成门式刚架的梁柱形式，也就是说在混凝土柱顶会增设一段钢柱，该钢柱与钢梁刚接，钢柱柱脚与混凝土柱顶铰接。
这样的结构形式需要注意以下几个关键点：
a．由于最终屋面钢梁的受力模式接近门式刚架，且柱脚锚栓不能抗剪，必须在钢柱柱底设置抗剪键。
b．该钢柱的长度直接影响到屋面钢梁的挠度，以及排架结构的平面抗侧力刚度的分布，所以在模型中，必须体现该钢柱的计算简图。
c. 该钢柱的节点在设计时，需要考虑到已有的土建节点是否会影响到地脚锚栓的安装空间。
②．高强螺栓的混用，钢结构工程中高强螺栓通常采用10.9s高强螺栓，节点连接形式根据需要设计成承压型连接或摩擦型连接，但《钢结构设计规范》明确规定：“高强螺栓承压型连接不应用于直接承受动力荷载的结构”；工程中经常出现：
a. 悬挂电葫芦的轨道节点采用了高强螺栓承压型连接，在设备运行中产生的震动易导致螺母的松动，这样的节点存在极大的安全隐患。
b.无任何动力荷载的门式刚架结构全部采用了高强螺栓摩擦型连接节点，造成制造进度缓慢，且由于摩擦面处理不到位，现场验收难以通过而导致的工期延误。
c. 摩擦面处理方式图纸与计算不一致：计算模型中选择的是较大的摩擦面处理方式，但在结构设计图纸中却是较小摩擦面的处理方式，造成结构设计的螺栓偏少，结构设计安全度严重不足。
四、钢结构荷载设计：
对于恒荷载、活荷载的界定除了必须满足《建筑结构荷载规范》的相关规定外，还要结合荷载的具体情况进行分析：对于单层钢结构厂方的屋面吊挂荷载，通常来讲，如果将屋面吊挂荷载统一按照活荷载考虑，从概念上讲没有问题，但这时必须将该吊挂活荷载与屋面的检修活荷载0.5KN/m2进行叠加，且必须考虑屋面活荷载的不利布置，导致设计偏于保守。
相对经济合理的做法是：将屋面吊挂荷载进行细分，固定的大管线(荷载在0.5KN/m以上的管线)及均布的消防喷淋荷载按照恒荷载考虑，其它不确定的管线按照活荷载考虑（可以与屋面0.5KN/m2进行叠加并考虑不利布置的影响）；为了避免将大管线及屋面喷淋荷载考虑成恒荷载导致的安全度偏低的情况，可以对该恒荷载乘以放大系数β,β=1.4/1.2，1.4、1.2分别是活荷载和恒荷载的分项系数。但对于屋面消防喷淋采用以上方法时需要注意，目前工业建筑中采用两种屋面喷淋，一种是湿式系统，一种是预作用系统；湿式系统由于在钢结构厂房正常使用期间是满水状态，近似的认为其荷载没有较大的变化，可以采用以上放大系数的方法按照恒荷载考虑。但预作用系统平时管内无水，在火灾发生时通过感应报警器消防喷淋内才充满水，所以严格的讲预作用系统的喷淋只有管道的自重可以按照考虑放大系数后按照恒荷载考虑，管内的水重是必须按照活荷载考虑的，为了方便操作，预作用系统的消防喷淋系统荷载按照活荷载设计即可。
由此可知，随着我国建筑工业化和绿色建筑可持续发展战略的推行，具备低耗能、易标准化生产、可再生利用、施工周期短等特点的钢结构建筑，在未来很长一段时间内仍会在工业建筑的建设中占领主导地位，并且随着BIM技术越来越广泛的应用，工业建筑的设计将在技术层面实现“零冲突”的宏伟目标。
2016-05-10 15:17:07来源：网络整理
