尚明川
珠海格力电器股份有限公司
摘要：目前，我国工业水平在不断提升，工业建筑的数量也随之增多。在厂房建设的过程中，要从安全、质量、耐久等多个角度考虑和分析，保障工业建筑符合生产要求。传统建筑结构主要采用钢筋混凝土排架结构，质量、要求还有待提升。采用钢结构可以进一步提升厂房的强度，从而满足工业生产的要求。本文对钢结构工业厂房设计现状进行了分析，并提出了相应的改善措施。
关键词：钢结构；工业厂房；设计现状
在经济发展的过程中，制造业突飞猛进，钢铁的需求量和产量都随之增多。钢结构厂房具有较大的应用优势，所以建造数量不断增多。常见的钢结构厂房包括钢架轻型厂房、单层带重型吊架结构厂房等等。不断优化钢结构厂房的设计方式，满足更多建造需求，促进钢结构厂房逐步代替原本的钢筋混凝土排架结构厂房。在钢结构设计的过程中，仍旧有一些结构问题存在，针对这些问题应该采取有效的措施，促进钢结构的优势充分发挥。
一、钢结构工业厂房设计的现状
（一）设计理念问题
目前，我国钢结构厂房设计普遍采用两级完成的方式。首先，由专业的设计单位根据厂房要求进行结构设计，在确定了结构之后，再由专业的图纸设计单位对图纸进行二次设计。虽然环节并不多，但中间存在较多的问题。最常见的问题就是实际建设和规范要求不符，图纸中的标注不够明确。例如，图纸中标注的焊缝形式和相应的表示方法规范不符，造成图纸设计质量受损，施工人员无法充分理解设计意图，影响正常建设[1]。不仅如此，施工单位的水平有高有低，对图纸的理解程度也不同，在建造的过程中可能会出现各个节点质量参差，甚至工程整体质量不符合标准的情况。所以，在实际设计的过程中，一定要对设计理念进行规范，否则不仅影响质量，还会带来安全隐患。
（二）成本造价问题
要保障钢结构厂房的效益，必须要对成本造价进行分析。但从目前的情况来看，成本控制的效果并不好，在设计阶段也经常会出现返工的情况。设计人员主要对用钢量进行分析，忽略了实际钢构件在加工、运输等方面会带来的影响和成本造价。在设计的过程中，对成本考虑的较少，造成设计方案需要消耗较高的成本，影响钢结构厂房的整体效益。除了成本效益外，还应该对钢结构其他效益进行分析。在设计的过程中，应该从综合效益的角度出发，包括轻质抗震、外形美观、安装便捷等等。但很多设计人员忽略了一些效益内容，设计方案不合理，无法充分发挥钢结构的优势作用。
二、钢结构工业厂房设计的改善措施
（一）耐火性能分析
在工业生产中，火灾是最常见的安全问题。钢结构本身具有很多优势特性，可以应用在大跨度、高荷载的场合之中，而且该结构比较简单，施工周期较短，同时具有绿色环保的特点。但在耐火性能方面比较薄弱，虽然材料本身不具备可任性，但如果温度升高，其力学指标性能会随之发生变化，承载能力也会受到影响。通常，如果温度达到350℃，则会丧失1/3的性能强度；如果温度达到500℃，则会丧失1/2的性能强度；如果温度达到600℃，则会丧失2/3的性能强度。计算可知，在全负荷状态下，温度达到500℃，钢结构就会失去平衡稳定性。通常，火灾最高温度可以超过800℃，所以在15分钟之内，钢结构就会发生塑性变形，局部受到影响和破坏。与此同时，钢结构具有较强的导热性能，抗热能力会随之明显下降。在工业厂房设计的过程中，可能存在布局不科学、结构不合理等情况，包括没有进行有效的防火分区、缺少防火保护措施，造成厂房存在较大的火灾隐患。对此，采取对应的改善措施：钢结构厂房的整体架构如图1所示，在改善设计的过程中，应该对防火性能进行充分的考虑，主要从耐火性保护、防火分区两个方面入手[2]。主要对构件采取有效的耐火性保护措施，确保火灾状态下可以控制温度的上升，使其在一定时间内保持稳定，避免出现温度超高的情况，进而有充足的时间让人员、物资撤离。常用的耐火性保护措施有很多，包括防火涂料法、发泡防火漆法、外包防火等等。防火涂料法主要采用喷涂防火涂料的方式提升耐火性能，负荷较轻，具有较好的转能够使性，可以在小面积、复杂的结构中应用；发泡防火漆采用发泡剂、阻燃剂等材料制成，具有较好的防火性能。物理性能与大部分涂料相同，但在干燥后，漆膜本身不容易燃烧，如果发生火灾，可以延缓燃烧，防火性能较好；外包防火就是在钢中添加外包层。可以在表面喷涂石灰水泥，形成保护层后阻隔热量。也可以采用珍珠岩或石棉混合制作。
图1 钢结构厂房
防火分区也可以延缓火势蔓延，通常可以根据建筑物楼层划分，也可以根据车间功能区划分，同时也要根据规范设置自动灭火系统。如果根据楼层划分，应该将独立楼层分区联通，采用乙级防火门。厂房建筑面积普遍在5000㎡以上，所以应该设置防火区进行分隔，主要采用防火墙、防火门得动进行分隔；根据车间功能，可以分为办公、动力、生产三个区域，区域间应该采用防火门分隔。设计时，要对成本进行考量，所以通常采用防火门，因为防火卷帘的成本相对较高。
（二）制作技术应用
在没有特殊要求的情况下，必须要严格按照标准规范进行操作，确保测量、放样等工作的顺利落实。在建设的过程中，可能存在设计核心理念不合理、设计关键点不重视等问题，造成钢结构空间分派不合理、钢结构材料受损等问题。对此，在改善过程中，设计人员要做好图纸的规范工作，在图纸中详细标注各项信息，包括焊接工艺、测量方式等等。在测量放样结束后下料，根据规范要求进行拼板、切割等操作，并且做好检查审核工作，如果没有问题即可进行组装。在组装结束后，要进行焊接加工。图纸中应该详细标注埋弧焊接加工，确保施工人员可以正确施工，具体的标注方式如图2所示。在矫正完成后，进行主连接构件的下料，制作成型之后再进行组装。工作人员要对焊接缝进行检查，同时做好防锈处理。
图2 焊缝类型及其符号
在具体设计和实际操作的过程中，应该严格遵守设计规程，根据实际情况选择恰当合理的工艺技术，实现标准化生产。根据建设要求，通常需要采用数控切割机、起重机、埋弧焊机等机械设备，应该做好设备的管理，保障使用安全[3]。在制作的过程中，应该根据标准规范确定尺寸、规格，选择合理的加工方式，从工艺、技术、成本等多个角度进行考虑和分析，确保设计的合理性，促进钢结构厂房质量的提升。
结语：
综上所述，在现代工业厂房设计的过程中，可以采用钢结构进行设计。通常，钢结构设计中会存在图纸标注不明、成本控制欠佳等问题。对此，应该采取有效的改进措施，既要提升钢结构性能、质量，也要对材料、工艺、设备等成本进行控制，保障钢结构安全防火、稳定可靠。
参考文献：
[1]李勇.钢结构工业厂房设计的现状及改善措施[J].现代物业旬刊,2019(02):99.
[2]赵洋.工业厂房钢结构设计的现状及改进措施微探[J].建材发展导向,2019(21):11-12.
[3]李彬,史剑峰.钢结构在工业厂房结构设计中的应用[J].城镇建设,2020,000(004):322.