摘要：随着现代化工业生产的飞速进步，在工业厂房结构设计中，对钢结构的设计应用越来越频繁，也越来越受认可。本文在对钢结构设计的优劣势进行论述的基础上，分析了钢结构设计过程中需要注意的细节，希望对从事相关工作的设计、施工人员以帮助和参考。
关键词：工业厂房；钢结构；结构设计
1 前言
结合最近几年我国工业发展的态势，国内外各类钢结构设计技术和加工工艺的出现，很大程度上促使其在建筑设计领域有了更为充分的应用。不过钢结构设计虽然具有一定的优势，但也存在些许问题和不足，只有充分认识其优劣势所在，才有可能在后续的厂房结构设计中，对其采取更为有效的利用。
2 钢结构设计的优势和劣势
2.1 钢结构设计的优势
（1）钢结构开间较大
目前国内大部分工业厂房的设计规模较大，而钢结构因为本身可以承载大跨度的设计要求，故而被多数厂房设计者所选择、所应用。与传统的混凝土结构相比，钢结构的设计跨度更大。这种有别于传统，带有一定突破性质的性能，促使钢结构可以实现超过150米的横向及300米的纵向温度区段，能够满足大部分工业厂房建设过程中在温度变形方面所提出的要求。
（2）钢结构的重量相对较小
钢结构质量较轻，有效解决了混凝土结构所具有的抗震性低、工艺繁琐等缺陷。由耐腐蚀性较强的冷轧镀锌钢板所制造的钢结构，不仅提升了钢结构在使用和施工过程中的耐腐蚀效果，更延长了其本身的使用寿命，保障了其所应具有的功能和價值。
（3）钢结构可以有效提升施工效率
工业厂房所选择的钢结构部件，是通过机械化和高强度所制造出的金属构件来实现生产的，因此其质量在未投入使用前已经得到了充分的保证。当生产出来的钢构件按需从生产基地运输到施工现场时，现场操作人员只需要按照相应的步骤说明将构件进行组装，其过程简单而又轻松。如此操作很大程度上降低了工业厂房的施工周期，且简化了施工程序，在保障构件质量的同时，更提升了厂房整体的施工质量，有助于其在最短的工时内完成施工，早日投入使用，获得更多的经济效益。
2.2 钢结构设计的劣势
钢结构设计的优势较为明显，但问题也同样存在，比如防火性能的参差不齐，就是一个非常现实的问题。目前钢结构的防火性能普遍不理想，尽管其所具备的优秀性，促使其广为建筑领域的业内人士所认可，但是这些不足同样需要关注和重视。
通常情况下，在为钢结构所实现的工业厂房中，其主体缺少钢筋混凝土或一般混凝土所具有的隔绝性，常常导致其在火灾发生的第一时间因为缺乏保障，而让厂房遭受生命财产损失。另一方面，钢结构也存在着耐腐蚀性不理想的情况，比如因为使用时间过长而出现的锈蚀，如果没有在第一时间采取有效措施，那么腐蚀情况会蔓延，最终影响到钢结构的质量和厂房的安全。
3 钢结构在工业厂房设计过程中的问题要点
3.1 防火设计
通常情况下，钢结构的防火性并不理想，当钢材部件受到100摄氏度以上高温的冲击时，随着厂房内温度的不断升高，钢材极有可能出现抗拉强度降低的情况，促使其塑性不断变大;当温度持续上升到250摄氏度时，钢材的抗拉强度又会出现提升，但塑性又会反之下降，甚至出现蓝脆的情况;当温度超过250摄氏度，钢结构会发生徐变;当温度达到500摄氏度时，钢材的强度会严重降低，甚至出现坍塌的情况，所以对于设计者要关注工业厂房内的防火设计，防止后续事故的发生。
3.2 防腐蚀设计
一旦钢结构常年置于暴雨和潮湿天气当中时，其就有可能因为受潮而遭受腐蚀。一旦钢结构被腐蚀，其不但会破坏钢结构整体横截面，促使其日渐压缩，还会导致钢结构的表层出现大量的锈坑，破坏钢结构的整体性。
为了有效避免这类情况的出现，最为常见和有效的处理方式就是在钢结构的表面涂抹一层防腐剂，生成防腐层，让其本身所具有的疏水性、致密性以及附着力较强、电阻较大的特征，来实现对空气当中氯离子、水蒸气等的有效隔绝，进而起到保护钢结构的作用和效果。
3.3 其它问题
虽然钢结构在当下的建筑行业中被广泛应用，但还是会不可避免地有疑难旧症或新问题出现。但是这些小问题往往会被设计人员忽略，导致难以保证钢结构设计的质量。因此，应针对钢结构设计中可能存在的安全隐患和问题进行研究和分析，并找出引发这些问题的原因，早发现、早解决，实现有效控制钢结构设计的质量。在建筑中，设计人员必须要意识到问题的严重性，即使钢结构设计简单，用料易得，在设计过程中也会不可避免地耗费大量的财力、人力和物力。现今，由于自身缺少专业的设计人员，专业知识缺乏，导致个别建筑企业会将钢结构设计进行外包，这样在钢结构设计的过程中不仅会增加费用，而且会出现很多隐藏的风险。
4 建筑结构设计中钢结构设计问题的解决办法
4.1 有效预防钢结构腐蚀
钢材料的化学性质活泼，并且在应用于具体的建筑设施后长期与外界环境接触，导致钢材料发生缓慢的氧化反应，造成严重的钢结构腐蚀。为了最大程度地避免钢结构腐蚀，在进行钢结构设计时就应该充分考虑针对腐蚀的预防措施。在目前的钢结构设计过程中，要在提升建筑的景观性基础上，强化钢结构的抗腐蚀性能，设计人员需在具体的方案中提出对于钢结构材料进行喷锌或喷铝施工，使锌、铝等活泼金属与空气发生氧化反应形成的致密氧化物附着于钢结构表面，将钢结构与外界环境隔离，从而有效提高钢结构的防腐性能。但在具体的施工作业过程当中，施工人员在对钢结构进行喷铝、喷锌工作之前，应当在钢结构表面涂抹电阻大、附着力好的保护材料，避免喷锌、喷铝的过程中发生电化反应，对钢结构造成腐蚀。
4.2 针对构件进行全面的科学设计
钢结构建筑设计工作中的一个重要项目就是构件设计，保证构件设计与钢结构总体应力平衡需求相符，构件的形制以及材料，甚至构件的安装方式等都必须做好应力平衡设计以便能够提升构件在整个设计结构中的作用，为钢结构的稳定性优化提供保障，在钢结构设计中，通常都会对构件以及主体结构进行统一材料选择，以保证在应力平衡中做好力学传导与扩散，提升钢结构的总体平衡性与稳定性，钢构件材料的强度性能必须达到国家规范要求，对于钢构件的截面需求进行全面分析与处理，保证钢构件的总体实用效果。
4.3 加大对设计过程的监督力度
钢结构设计质量不合格的很大一部分原因是设计者自身不够严谨，没有对钢结构的质量问题有足够的重视。所以加强对设计人员的监管是很有必要的，可以使其意识到自己工作的重要性，保证设计更加合理，结构更加稳固。随着建筑业的发展，不同功能的建筑所需要的钢结构也愈发复杂，设计难度也逐渐加大。为了保证能设计出更加科学合理的钢结构，设计师就要以建筑的特点为基础，在原有的框架上不断地优化完善，再预先列出设计中可能出现的各种问题，准备好应急方案。钢结构设计人员方面，在设计过程中需加强与建筑设计师的沟通，了解建筑的基本要求与结构，根据建筑的特点来优化钢结构框架，进行科学合理的改良，两者相互结合以达到提高建筑质量的目的。除了企业自身，国家也应该出台相关政策，加强对建筑行业的监管力度，适当地增加考试难度或考核流程，保证设计人员全方面的综合素质。
5 结束语
总而言之，为了保证建筑质量，钢结构设计师的责任十分重大，所以在实际的实际过程中一定要格外细心，从而保证在有优秀设计的同时可以应对一些突发问题。
参考文献：
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