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摘要：工业厂房是工业建筑的重要组成部分，经过多年来的工业发展与进步，工业厂房的功能性有了较大的提升，厂房自身也有了更多的建筑形式与建筑结构。这些变化都是如今迅速发展的工业水平带来的。在厂房的建设中，钢结构因为自身承重力较强、造价较为合适等优势在工业厂房的搭建中拥有非常多的应用。对钢材进行科学的使用能够将工业厂房的寿命最大化，提高工业厂房的功能性。本文通过研究工业厂房在建筑与使用中发现的优缺点，得出了对钢结构工业厂房的功能、结构的优化方法。希望对于多层钢结构工业厂房的设计与建设提供一定思路上的帮助。
关键词：工业厂房；结构设计；建筑；要点；问题
引言
工业厂房因为自身较为丰富的功能性，在材料的选择上就有了较高的要求。如果选择了强度或重量不合适的材料就会对工业厂房的安全性产生影响。如今大多数工业厂房都采用钢制材料来进行搭建，钢自身拥有较高的强度，且钢的抗腐蚀能力、承载力都有较为明显的优势，能够很好地满足工业厂房的建筑需求。在钢制厂房的建设中，设计人员也要在应用钢材料的同时，将钢制厂房的结构进行优化，充分发挥出钢制厂房结构的稳定性，提高厂房的实用性与美观程度。因此，设计人员需要根据钢材的特性，设计出较低重量、较高强度、有较强抗震性的建筑结构，满足工业厂房的工业需求。
1、多层钢结构厂房的优点
传统的工业厂房建设中，经常会使用单层钢结构进行建设，但单层钢在功能性上有较大的局限，已经不足以满足如今逐渐复杂的工业需求了。而多层钢结构的厂房有着更大的负载量，并且能够进行更多的改造。因为多层钢的强度也能建设更大面积的厂房来满足工厂的大批量生产工作。同时，多层钢结构的厂房有更短的施工时间，能够让厂房更快的投入到工业制造中。在建筑中，多层钢结构的材料有较小的横截面积，在施工中能够减少墙体对厂房面积的影响。并且多层钢材料有着模块化的特性，在建筑中不会产生过多的废料，对于环境的影响较小，也降低了后续清扫施工现场的成本。建筑完成后未使用的材料还能够进行回收并再次利用。建筑完工后，多层钢厂房相较于传统厂房有着更高的稳定性，有更长的使用寿命，由于横截面积较小还能够增加厂房内部面积，在厂房的建设中有很大的优势[1]。
2、多层钢结构厂房的建设要求
多层钢在材料的选择上会使用轻型钢材，因此在重量上有较大的优势，并且轻型钢材虽然重量较轻，但在强度上与普通钢材并没有明显的区别，能够在降低厂房重量的同时，保障厂房的强度。并且多层钢结构厂房会使用夹芯金属板来进行维护，这种材料也拥有和轻型钢材相似的高强度、低重量性质。能够有效地降低厂房建设时间，让厂房更早的应用在工业生产中[2]。
2.1、单层高度较高
工业厂房相较于普通建筑有更高的单层高度，工业厂房的单层高度一般会到达普通建筑的两倍。并且，如果在工业厂房中如果大型设备较多且大型设备的高度较高，这个高度还会进一步提升。因此，工业厂房需要在提高单层高度的同时确保建筑的稳定性，保障生产安全。建筑中，可以通过加大柱网尺寸来保障工业厂房的安全。
2.2、荷载较多
工业生产会涉及到各种工业设备，其中大型工业器械会在工业生产中占据重要的地位。但这些设备由于自身重量较大且使用频率普遍较高，很容易因为运行产生的震动对厂房结构造成影响。因为这些设备自重较大，所造成的振动频率会更高，加上厂房自身的钢制结构很容易与金属设备间产生共振，导致厂房结构的松动。因此，在建设中要优先考虑大型设备的安装与悬挂荷载，通过提前进行设计来尽可能避免多层钢结构厂房受到大型工业器械的影响。
2.3、建设工期短
传统结构的厂房一般会采取和普通房屋相同的钢筋混凝土结构来进行建造，因此施工的工期较长，且建设过程中会产生较多的建筑垃圾。而多层钢厂房由于材料自身的模块化，能够在设计后在现场迅速完成施工，减少了钢筋混凝土结构的搭建过程，也减少了建筑施工完成后的清扫时间。有效缩短了施工周期。
2.4、活荷载空间大
工业厂房在使用中不仅需要满足固定的设备与人员的面积需求，还需要有一定的活荷载空间来满足工业原料与工业制品的存放。如果工业厂房没有足够的活荷载空间就会导致多余的工业原料与工业制品没有存放的地点。而多层钢结构的工业厂房因为结构的优势，会有更大的活荷载空间，能够提高工业厂房的实用性。
3、多层钢结构厂房的设计
3.1、防震性能
工业厂房在建设初期就要优先计划厂房的防震问题，因为地震问题是造成房屋损坏的重要因素，在工业厂房的建设中抗震能力也是厂房非常重要的安全保障，特别是地震较为多发的地区，更是要将防震性能放在建设需求的首位。在建设工程中，首先可以对厂房所在地区近年来的地震发生情况进行调查，根据地区地震情况来选择厂房的防震系数。必要情况下可以寻求专业人员的帮助进行厂房防震设计，让工业厂房能够适应不同地区的情况，提高厂房的使用寿命与安全性，为工厂的安全生产提供保障[3]。
3.2、施工设计方案的制定
多层钢厂房有更短工期的同时，需要更加精准的施工图纸，精准的施工图纸能够降低施工过程中的材料损耗与时间浪费。施工图纸的设计可以先对工程总体进行建模设计，完成结构的设计后，可以计算厂房各位置的承重力，并根据承重力将厂房内的承重柱、承重墙进行调整，并优化厂房的面积与层高度。这些步骤完成后就完成了厂房的初期设计，在设计完成后，与施工人员进行交流，根据实际施工的情况与施工局限性对完成的设计方案进行一定调整，让设计方案在满足工程要求的同时，能够顺利的完成建设工作。因为实际的建设中常常会因为环境的限制与工期的要求无法实现设定的方案，提前的交流能够最大程度上减少临时更改方案带来的不确定性。因此，在工业厂房的设计中，要提前与施工部门进行交流，根据实际情况进行厂房的建设避免临时更改方案。
在设计中也要注重多层钢结构厂房的功能性，选择更高质量的材料并设计更优化的建设方案，以此提高工业厂房的安全性，设计人员可以对不同地区的环境进行考察，根据环境的要求来进行对应的结构设计。
4、多层钢结构厂房的设计方向
多层钢结构工业厂房的设计要先进行设计方向的规划，然后为设计方向为基础来进行细节的设计。
4.1、支撑体系的设计
整个厂房设计中，支撑体系的设计是极其重要的，设计人员要对支撑体系的承重能力、建造结构等方向进行综合考虑，要在保障厂房稳定性的同时，尽可能提高建筑结构的抗震能力。
4.2、受力节点的设计
多层钢厂房会有大量的受力节点，在设计中要将这些节点的受力尽可能加以平衡，部分受力较大的节点可以进行节点的增加来分摊节点压力。在焊接上应当采用栓焊形式来提高这些节点的承重力。
4.3、楼盖的设计
多层钢厂房的楼盖需要拥有高强度与高耐久这两种特性才能承受住建筑的荷载。如今较多使用的材料为压制钢板与预制板相结合使用，在减低材料成本的同时，提高了建筑的强度。
4.4、设计与计算
在建设中还需要进行精准的计算来预测厂房的承重能力、抗震能力、使用寿命等，为后续的使用提供一定的参考。
5、总结
多层钢结构厂房是如今厂房建设的主要发展方向，这种结构的厂房无论是在结构强度、建造工期、建造成本等方面都有较高的优势，能够更好地满足工厂对厂房的需求。
参考文献：
[1]柴思龙.多层钢结构工业厂房结构设计分析[J].华东科技：学术版，2017（11）：54.
[2]钟斐斐.多层钢结构工业厂房结构设计分析[J].住宅与房地产，2017（29）：106.
[3]于文武，张翱.多层钢结构工业厂房结构设计分析[J].工程技术（全文版），2016（10）：278.