关于钢结构厂房设计需注意的一些问题

摘要：随着我国钢材产量的逐年增加、经济的飞速发展，钢材应用于建筑主体结构已成为大势所趋。近年来钢结构以其投资少、建设周期短的明显优势使其在建筑厂房中的使用越来越广泛。本文针对钢结构的特点，在设计中的优势以及根据它存在的缺陷提出的解决的方案进行了一些分析。

关键词：钢结构厂房；保温；屋面设计；结构设计

前言：为了顺应时代及建筑行业的需求我国建筑形式不断的改变，建筑物种类和样式越来越丰富，衡量建筑物质量好坏的指标包括建筑物的节能、是否实用、建筑物的轻巧以及美丽的外观等。当前流行的钢结构的诸多特点都满足了这些需求，故轻钢结构厂房设计及使用会更加普遍。伴随着轻钢结构厂房的发展对于设计人员也提出了更高的要求。设计人员在设计的时候不仅要最大限度的发挥轻钢结构厂房的特点与优势，还要保证设计的安全可靠外形美观且经济合理。

一、 钢结构的特点

1. 钢结构自重轻这可以减轻建筑物本身约30%的重量。尤其在地震设防烈度高或者

地基承载力弱的地这种方优势更加突出，在综合经济上钢结构较传统的钢筋混凝土厂房更具优势。

2.钢结构布置设计比较灵活，不仅开间大，还可以大大提高建筑物的实际使用面积。

3.钢结构的制作便捷所以可以在工厂大批量生产，这样不仅可保证产品质量而且带来了施工的便捷还减少了工期。

上述诸多特点都是钢结构运用广泛的原因，所以轻钢在厂房中使用越来越多。

二、设计中的问题

1、建筑立面设计

（1）在轻钢结构建筑中主要需要考虑以下几方面：规模、色彩、变化、线条。

（2）工艺布置直接关系着厂房的立面，布置时不仅要满足工艺要求还要尽量让立面简洁大方节点一致简单.彩色压型钢板可以尽情表现出建筑物丰富的色彩和轻盈的体型，效果好于普通钢筋混凝土沉重单一的颜色。轻钢厂房设计中往往会在出入口外天沟等地方使用跳跃的色彩以及冷色调这样不仅增加了建筑物的立面效果还体现出了现代建筑壮观恢弘的气势。

（3）传统厂房外部装修主要是使用涂料或者面砖外墙多为砖砌体在装修中用色带增加色彩效果，但因混凝土不利于采光所以在设计中往往会加入很多采光窗。轻钢结构厂房和它的区别在于，轻钢围护墙使用的是彩色压型钢板，彩色压型钢板的的线条曲线是轻钢最主要的特色，它横竖均匀的曲线完美突出了轻钢结构流畅的金属质感充满了现代艺术风格。所以在设计的时候为了美观往往不会设置很多的采光窗而用屋面采光板代替，这样不仅解决采光问题还解决了厂房通风的问题，在大型铝厂中，这一点尤为明显。

2.屋面及屋面支撑系统设计

（2）在设计中我们还要考虑的重要问题是排水及防水系统，《屋面工程技术规范》中规定屋面坡度要R5%，对于积雪较大的地区要增加坡度。各区域的温差及降雨形成的最大水头高度决定了单坡屋面的长度，据工程设计经验单坡屋面长度最大不可超过70m

（3）现在常用的钢结构屋面有两种一是刚性层面：在双层彩色压型钢板中间夹上保温棉，另一个是复合柔性层面主要由彩钢板内板、保温层、隔气层和防水层构成。

（4）温度伸缩缝的设置。温度的变化会导致钢结构变形使结构产生温度应力，为了避免由于厂房平面尺度太大引起较大的温度应力在横纵两方向都需设置温度伸缩缝，伸缩缝的长度根据钢结构规范设计，一般用设置双柱方法处理温度伸缩缝，纵向上可在屋架支架处设滑动支座来设置伸缩缝。

（5）对于节点的设计。安全、经济是节点设计首先要遵循的原则其次要让施工与安装一致。框架梁与柱的连接节点是厂房中最主要的节点，根据连接构造和转动刚度的联系将连接划分为刚性、柔性和半刚性，前两种连接是最常用的连接方式，而半刚性连接的使用则较少。节点的安全性主要涵盖强度和延性两方面，延性好会增加节点在地震中的变形能力，减少建筑的脆性破坏是种值得采用的节点形式。由于半刚性连接节点目前还没有计算模型故使用较少，而柔性连接它的特点刚好可以传递轴力和小弯矩，刚性连接节点可以概括的分为全焊接连接、全螺栓连接和栓焊混合连接三中连接方式。刚性和柔性连接成熟的技术奠定了它们广泛应用的基础。

三、钢结构设计的发展方向

在现代化的社会中钢结构厂房的运用已十分广泛，但成本高一直都是制约其发展的主要因素。所以当今钢结构设计人员的主要目标就是设计出用钢量少、安全可靠、施工简单便捷的设计方案。钢材的用量是决定造价的主要因素，在房屋设计中设计人员要仔细计算尤其是对于节点处的用钢量计算更要精确以便最大限度地减少用钢量。另外在设计钢结构时要考虑国情，当今许多施工安装企业都是粗放型经营，他们部件加工精度低，制作安装程度低，如果均采用高螺栓连接是不现实的，一是成本造价二是施工人员的技术水平跟不上，这些缺陷不仅会影响工程进度还会给施工造成难度延缓工期。不过这些粗放型经济的企业也有优势他们拥有娴熟的焊接技术，焊接水平也很高而且有充足的相似的施工经验，所以焊接式连接的节点连接形式仍然有很好的市场前景。

结语：

随着社会的进步建筑物形式的丰富多样使得人们对于建筑物的要求也越来越高，建筑物不仅需要实用造价便宜，而且施工便捷与否、节能好坏以及建筑物的轻巧美观都成为衡量建筑好坏的标准。这些都预示着钢结构将会更加普遍的应用到社会生活中，设计人员将会更多的从设计安全可靠、经济实惠、合理大方等方面对的钢结构设计进行改进和提高。

参考文献：

[2]魏潮文，弓晓芸，陈友泉.轻型房屋钢结构应用技术手册.北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3]陈绍蕃，顾强.钢结构.西安：中国建筑工业出版社，2007.