史春艳
中国华西工程设计建设有限公司沈阳分公司，辽宁 沈阳 110000
摘要：近年来，钢结构在建筑结构中的应用越来越多，其在材料性能、材料价格以及施工效率等方面具有较多的优势。但是，在钢结构厂房的施工过程中，还存在非常严重的质量问题。出现这些情况主要是由于施工单位过于重视工程的施工进度，忽视了对工程质量的控制，使钢结构厂房施工在质量方面出现了非常多的问题。混凝土结构的防火性能高于钢结构的防火性能；因此，在设计钢结构时，必须考虑到防火措施，设计有针对性的措施。根据实际情况和不确定性，选择合理可行的防火措施。
关键词：工业厂房；钢结构设计；优化改进措施
引言
本文针对工业厂房结构设计中钢结构设计方法进行分析和研究。工业厂房钢结构的应用在很大程度上简化了工业厂房的结构，提高了工业厂房结构的舒适程度，具有更大的经济效益，利用空间的效率，因此，在设计未来的工厂结构时，必须保证其设计工作的可靠性和可行性，确保钢结构充分发挥作用。
1多层钢结构厂房特征
相比于一般钢结构而言，多层钢结构厂房有着较为明显的优势。多层钢结构厂房在满足原材料堆放的同时，也能符合生产设备布置要求，甚至在很大程度上能够满足生产功能的要求。对于多层钢结构厂房来讲，其荷载承受能力介于2.5kN/m2～20kN/m2之间，较一般的钢结构而言，其承受能力明显提升。钢结构厂房不但有悬挂荷载要求，而且有集中荷载要求，在受荷情况方面，复杂程度较大。集中荷载主要基于设备生产过程，源于震动荷载及满载重量；悬挂荷载主要基于工艺管线及运输设备。多层民用钢结构的楼板拥有平面持续性，在结构平面布置方面，具有一定的对称性和规整性。基于生产工艺要求，多层钢结构厂房往往存在一系列的现象，如楼面开洞与错层等。基于此，楼面缺乏一定的完整性，若发生地震，则极容易出现扭转的现象。此外，基于楼面错层现象，会形成短柱组效应。相比于民用钢结构，在生产工艺方面，多层钢结构厂房有着较为独特的要求，通常情况下，层高相对较高，一般处于4m～8m之间。另外，钢结构厂房往往有着较为广阔的内部空间，因此柱网相对较大，一般处于6m～18m之间。对于钢结构厂房来讲，以上这些都是其主要特点，在具体设计时，需要借助不同的方法进行全方位分析，以此在确保顺利生产的同时，达到安全、稳定的要求。
2工业厂房钢结构设计及优化改进措施
2.1构件运输以及堆放情况
构件在运输或堆放过程中非常容易出现变形，如死弯或者缓弯。出现这种情况的原因包括：1）构件在制作过程中，由于焊接而出现变形，一般表现为缓弯；2）构件在运输过程中由于碰撞而出现变形，一般为死弯；3）构件的垫点存在不合理的情况，比如，上下层垫木不垂直，堆放场地出现沉陷的情况，这些都会使构件出现死弯或者缓弯变形的情况。为了进一步对这些情况进行解决，可以采取以下这些措施：1）构件出现死弯变形时，一般会使用机械矫正法进行处理，即使用千斤顶或其他的工具进行矫正，或者辅以氧乙炔火焰实施烤后矫正，这些工具的选择都需要根据结构的刚度情况进行，一般首先考虑使用工具进行矫正，以氧乙炔的烘烤为辅。2）结构出现缓弯变形时，可以使用氧乙炔火焰进行加热矫正。一般采用大型的氧乙炔火焰进行枪烤，在火焰烘烤过程中，线状加热大多会在刚性较大或者变形量较大的结构当中；三角形加热常在厚度较大以及刚性较强的构件中应用。
2.2简化技术处理
在对结构进行设计时，对于设计人员来讲，应充分把控建筑材料的选择，同时明确结构体系，这样才能尽可能确保厂房的可靠性，以便充分发挥厂房设计使用功能。基于设计成果，应积极发挥钢结构的优点；在建筑材料使用方面，应确保用量的合理与科学。通过全方位分析，不但能确保钢结构拥有支撑作用，而且能发挥维持作用。基于此，设计人员应对有关内容进行充分分析和选择，如厂房使用功能及设计参数等。此外，设计人员应充分了解相关的理论知识，针对厂房设计方案进行全方位的选择，以保证施工顺利进行。
2.3加强设计的管理
工业厂房的建设是工业生产和管理的一个重要组成部分，工业厂房设计的合理性和科学合理性是正在进行的工业厂房建设的重要要求，在这种情况下，结构材料的强度和耐久性是保证工厂安全和合理性的重要条件，钢结构是工厂最经济、最实用的建筑材料，广泛用于车间、职工宿舍的生产。钢结构本身有许多独特之处，特别是在安全要求方面。无论是承包人、设计人还是设计师，都必须加强监督措施。在评估项目资格时，必须进行全面综合的评估，取消设计不合格的设计人员的权利，对伪造设计师处以严重惩罚。例如在安装过程中的焊接工艺上应当加强管理。工业厂房钢结构中需要大量焊接工程，但由于焊接条件复杂，在施工中很难保证焊接质量。为了保证钢结构中焊接质量，工人必须严格遵守焊接工艺，以达到焊缝设计要求。按照相应的焊接规则，对套管、屋架、梁等做好焊接。应采用一级和二级焊缝，无咬伤，无缝隙，无裂缝，焊后应进行焊缝第一级无损检测。
2.4构件拼装后发生扭曲
构件拼装后发生扭曲主要是由于节点角钢或钢管之间不吻合，缝隙较大，或者拼接工艺不合理。为了对这些情况进行解决，可以采取以下措施：1）关于节点处型钢不吻合的情况，可以使用氧乙炔火焰进行烘烤或使用杠杆加压法进行调直，然后再次进行拼装。如果拼装节点的附加型钢（也可称之为拼装连接型钢）与母材之间的缝隙超过3mm时，需要使用加紧器或卡口卡紧，然后使用点焊进行固定，再实施拼装，这样可以避免出现构件的扭曲情况。2）拼装构件时，需要设置相应的拼装工作台，比如，在现场进行拼装时，需要将构件放置在硬度较高的场地上，并使用水平仪进行抄平。拼装过程中，构件全长需要拉通线进行找平，和设计尺寸相符后，才可以进行焊接。
2.5拼装焊接变形
出现拼装或焊接变形情况的原因主要包括：1）焊接过程中，焊件加热或冷却不均匀；2）焊缝金属在凝固和冷却中，体积出现收缩，导致焊件出现变形。3）钢结构的刚性会对变形起到一定的影响，因此，钢结构刚性不同，焊后变形也会不同。为了解决上述的情况，可以采取以下措施：1）为了解决焊接变形问题，可以在焊前实施相应的装配，将工件向焊接变形相反的具体方向预留偏差；2）使用合理的拼装顺序和焊接顺序,不同的工件对应不同的顺序，收缩量大的焊缝要先焊，长焊缝需要采用对称焊、跳焊以及逐步退焊等方法；3）使用氧乙炔火焰加热法或者机械矫正法进行矫正。
结语
综上所述，在对钢结构进行设计时，应格外重视抗震设计，积极参考优秀的设计案例，促使建筑抗震能力得到提升；若厂房结构较为复杂，可借助多种计算软件，开展相应的复核，进而保证设计结果更加真实、精准；对于设计人员而言，应有效把控设计环节，在满足相关标准的基础上，寻找最佳的平衡点，以便各方都能接受；对于钢结构厂房的设计，应在前期设计环节建立健全设计理念，充分发挥钢结构的优点，特别要有效把控设计要点。
参考文献
[1]曹宇星.多层钢结构工业厂房结构设计要点概论[J].四川水泥,2019(7).
[2]胡应林.多层钢结构工业厂房结构设计要点概论[J].建材与装饰,2019(6).
[3]刘英.多层钢结构工业厂房结构设计[J].工程技术研究,2018(7).