钢结构工业厂房设计时要注意的问题

由于钢结构工业厂房的施工速度较快、施工成本较低和施工结构美观等优点，逐渐代替混凝土建筑获得了越来越多的认可和青睐。但在实际设计和施工过程中，也暴露出了一定的问题，影响着钢结构工业厂房的质量安全。因此，需要在设计过程中，加强对潜在问题的研究和把控，最大限度地保障钢结构厂房的安全品质，促进经济效益和使用效益的增加。

1、抗震设计

我国部分地区地震频发，在设计时要强化钢结构工业厂房的抗震性能，保障厂房的结构稳固和生产安全。首先，在设计时，要从结构的总体布局出发，均匀分布和平衡厂房的重量和刚度，确保结构的受力均匀，避免因结构应力的不均匀导致在地震时引起局部结构的过度变形。其次，在以往的钢结构厂房设计时没有过多考虑防震缝的设计，导致厂房的抗震性能较低，要以国家相关抗震设计标准为基础，结合厂房实际情况，合理设计防震缝。对于总高度低于16m的钢结构厂房，防震缝的宽度需控制在13mm左右，对于总高度大于20m的钢结构厂房，宽度需增加至20mm左右。最后，在设计时要保证钢结构支护形式的科学合理。根据具体的抗震需求合理安排柱子数量、柱网形式、柱网间距等，提升钢结构厂房的减震性能。

2、防火隔热设计

对于钢结构而言，当受热温度达到100℃的时，钢材的抗拉强度会随着温度的升高而逐渐降低；当受热温度达到250℃以上时，钢材的抗拉强度会有所提升，但其塑性会随之下降；当受热温度超过250℃时，钢材会出现徐变现象；当温度突破500℃时，钢材强度会大大降低，导致钢结构出现断裂、坍塌现象。因此，钢结构厂房设计时要做好相应的防火设计。首先，可以采用混凝土浇筑来提升钢结构的保温隔热性能。其次，可以根据厂房的耐火等级需求选择合适的防火涂料并涂在钢结构的表面上，促进钢结构耐火性能的提升。最后，合理划分厂房的防火分区，按照消防规范要求合理控制消防疏散口、消防疏散距离和消防疏散路线。

3、防腐设计

钢结构在氧气和水分的作用下容易发生氧化反应，出现钢结构的腐蚀现象，并且随着腐蚀程度的加深，钢结构的横截面会持续收缩，产生的铁锈坑也会导致钢构件应力的集中，从而导致钢结构的安全系数降低，缩短厂房的使用寿命。在前期要加强对钢结构的防腐设计，避免在潮湿环境中钢结构发生严重的腐蚀现象。现阶段，主要是在钢构件表面涂上防锈防腐涂料对表面进行保护，隔绝外部水蒸气、氧气、氯离子等对钢结构的侵蚀作用。正常生产环境中，钢结构涂层厚度为100μm；露天环境下，钢结构涂层厚度为150-200μm；当钢柱深入地下环境中，涂层厚度不小于50μm，并需用混凝土进行包裹；酸环境中，需要采用特殊的氯磺化防酸漆等涂料。同时，在前期设计过程中要在图纸上标记出容易腐蚀的构件部位，为后期维护人员的养护修复提供参考。

4、支撑系统设计

钢结构工业厂房的屋盖支撑系统包括屋面支撑、柱间支撑，在进行设计时要综合考虑厂房的屋顶结构、厂房总高度、生产设备振动等问题，确保支撑系统的可行性和合理性。首先，确保钢结构的整体强度，加强对纵向承载力的提升和传递，尽量保持杆件的稳定性，避免产生严重的变形从而影响内部结构的安全。其次，每一温度区都要设置相应的柱间支撑系统，并且与屋盖支撑系统相协调。在系统设计时考虑温度应力对结构变形的影响，尽量在温度区的中部选择设置相应的下柱支撑，使吊车梁等构件可以随着温度的变化改变两端的伸缩程度。当温度区长度大于150m时，尽量选择在温度区1/3处设置两道上段柱支撑，且距离不宜大于72m。同时还应在温度区两端柱间设置上段柱支撑，提升钢结构厂房的上部纵向刚度，并起到一定的抗风减震作用。

5、节点连接设计

钢结构工业厂房的钢结构之间存在许多的连接节点，在实际使用过程中，当交接部位处理不当，出现连接不协调等问题会导致结构的稳定性降低，增加安全故障风险，因此在设计过程中，要处理好钢结构之间的衔接关系，保障整体的协调性和稳定性。一方面，注意选取合适的节点连接方式，要综合现场作业情况、施工环境、吊装顺序等，同时考虑刚接、半刚接、铰接等方式的不同特点，选择能满足实际使用需求的节点连接方式。另一方面，注意焊缝连接和螺栓连接的区别：焊缝连接操作便捷、密封性良好，但在焊接过程中容易导致钢材料出现低温冷脆的问题；螺栓连接便于组装和拆卸，但注意要对准螺栓口位置。通常情况下，高强螺栓用于连接梁柱节点位置，普通螺栓用于连接檩条。