合肥水泥研究设计院安徽省合肥市230011
摘要：随着社会经济的快速发展，工业建筑规模和数量在不断提升，尤其是厂房的建设，在新时期更注重于方便快捷、低成本、绿色环保和安全实用。钢结构厂房的出现满足了这一发展需求，本文对钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化进行探讨。
关键词：钢结构；工业建筑；设计施工；优化策略
引言
新常态下，传统砖混结构正在逐渐退出建筑材料使用历史，建筑钢结构开始成为主流，并为现代建筑行业的发展提供了有力支撑。但客观来讲，建筑钢结构的应用尚处于初期阶段，还存在着许多无法忽视的弊端与问题，严重限制了其健康发展和广泛普及。对此，加强新时期工业钢结构设计施工优化对策的研究，具有非常重要的现实意义和指导价值。
一、钢结构在工业建筑设计环节的优化策略
1、要严格按照建筑钢结构设计原则
因钢结构设计要完全按照国家建筑工程质量标准作为标准进行相关设计。但是，一些设计团队为了获取更多经济效益，且在钢结构设计阶段在材料用量和质量等方面偷工减料，违背了国家相关规章制度和法律法规。而基于此类问题的存在，对建筑投入使用之后的承载能力第会受到严重安全威胁，如果出现地震或者大的动荡则非常容易造成坍塌等安全事故出现。
因此，针对这类问题的存在，设计人员在进行钢结构施工时就要基于以下三点原则：在钢结构设计过程中要考虑到钢结构建筑在稳定性和耐久性方面的问题，以此才能在钢结构设计上保证建筑物的稳定性；钢结构在设计过程中应严格控制建筑物质量，且在保证钢结构建筑物能够被建筑所用，在此基础上可以适当的减轻钢结构材料，以减少建筑物的承重力；现代建筑设计不单单是为人们提供工作和住宅所用，其作为时代建筑发展的标志，能够满足建筑设计师对建筑美的创作，也能够满足人们对建筑物美感的需求。因此，在建筑钢结构设计上就要基于美感方面进行设计和创造。
2、合理选型与布置
在进行钢结构设计时，设计者要结合具体工程条件与特征，对荷载要求、材料供应、安装技术、使用功能等因素进行全面考虑，最好选择那些抗震性强、成本性低的结构体系，对高烈度设防的高层钢结构来讲，设计者最好选择钢-筒中筒、钢框-筒等钢结构体系。此外，设计者加强与建筑师的互动交流，双方要展开全面的技术交底，共同确定钢结构平面布置、抗震原则等设计要点。需要重点指出的是，钢结构布置要全面考虑结构体系特征、荷载分布规律等现实情况，尽量做到刚度匀称、力学模型明确，确保结构布置的合理性，最大可能地限制大荷载影响范围，确保应力传递路线的最佳化。柱间抗侧支撑的分布应当匀称，其形心要尽可能往侧向力的作用线靠近，否则应当考虑结构的扭转，结构的抗侧应当有多道的防线。
3、构件的设计
构件的设计指的是构件材料的组合与选择，Q345和Q235是较为常见的材料组合，主结构通常都使用比较单一的钢种以方便工程管理；出于经济的思考，也可选取不同的钢材型号。弹塑性的方式验算截面是构件设计之中标准的运用方法，但用于整体结构内力计算却不合适。伴随着程序技术的逐渐进步，现在的一些软件可以把验算不达标的构件，从给定的截面库里选取加大一级，并且自动重新解析验算，直到达标为止。
4、防火设计
通过上文中对钢结构特点的研究，发现钢结构自身的防火性能比较差，在遇到高温的情况下，极易发生变形的现象，其抗拉强度急剧下降，很可能会出现垮塌的状况，无法保障工业厂房中设备以及工作人员的安全。因此，必须依照相关设计防火规范，明确工业厂房耐火等级指数，并采取有效的措施对钢结构进行防火处理，对钢结构进行保护，将钢结构的耐高温极限提升到一定的范围内，防止或者是避免其在遇到高温状况时发生坍塌的事故，最大限度的降低损失，确保人身和财产安全。
此外，为了进一步确保工业厂房的安全性，应科学的布置其防火区，并严格控制好每个防火区的范围和界限，且各个防火区的疏散口的数量以及疏散的距离应满足实际防火的需要，能够切实确保在发生火灾时，工作人员在最有效的时间内撤离，保障人员安全，降低经济损失。根据钢结构的特点，合理的布局安全疏散路线，设置安全出口标志，避免不必要的财产损失及人员伤亡。
5、防腐蚀设计
如果钢结构的表面没有经过特殊处理，长期暴露在空气中就会被腐蚀。如果厂房所处的环境湿度较大或者存在有腐蚀性物质，那厂房的腐蚀程度和速度将会更加明显。腐蚀会大大降低钢结构的强度和缩短厂房的使用寿命，所以必须对这一问题给予高度重视。在考虑腐蚀问题时，要综合环境条件以及腐蚀物质的性质，既要确保车间内部布置的科学合理，也要保证厂房结构的安全可靠。
二、钢结构在工业建筑施工环节的优化策略
1、控制钢结构焊接质量
在钢构造工程施工过程中，多运用焊接与螺栓予以衔接。由于高功能钢的化学成分中碳元素相对较少，耐性较高，因此，高功能钢与一般钢材比较，具有较好的焊接功能。同时，由于不同出产厂家出产的高功能钢的合金元素成分不同，因此，适合于高功能钢母材的焊接材料也就不同。这样，对不同的钢构件，就应依据实际情况及其特性使用不同的焊接材料与焊接的办法。由于在焊接过程中，非常容易出现被焊接构件产生焊接应力与焊接变形，进而导致其焊接构造的功能受到影响。因此，在焊接衔接时应选择合理的焊接办法、条件、次序以及预热等技术办法，尽量把焊接变形控制到规范范围内。
2、钢梁框架的安装
在钢结构中对钢梁框架进行安装则要安装工序进行，但是其在工艺上主要以剪力墙板的安装与标准节框架安装这两方面。而剪力墙板进行安装则是在钢柱与楼层框架之间进行的工序安装。其在安装方法应用上要先将钢结构框架安装好，以此再对墙板进行安装。或者将墙板与梁框架进行一定固定，以此再进行安装工作也可。而关于标准框架的安装上也是基于两种方法进行的安装：节间综合安装与构建分裂安装这两种。采取节间综合安装是需要在施工条件良好情况下才可以进行安装，能够保证构建在运输上的安全和可靠，才能选择该方法进行快速安装，否则对工程进度方面会产生一定影响。而以构建分裂安装则在诸多建筑工程中都较为常见，其在安装工艺上是按照设计方案在现场进行的安装。而以上所阐述的这两种方法在安装工艺要求上存在差异，要根据实际情况选择合适安装工艺。
3、钢构造装置环节的质量
在钢构造装置过程中，必须对其装置的精度予以严格控制。在工业厂房装置前，只有在大型设备装置结束后，才能够实施钢构造厂房主体装置。在进行钢构件的柱与梁的装置过程中，必须严格控制柱底板的平整度、柱子的笔直度、梁的平直度以及侧向曲折等情况。同时，实施拼接前，必须对冲突面予以认真清理。在拼接工作完成后，借助扭矩扳手拧紧螺栓。这样才能够实施起吊工作。在起吊完成了第一根柱子以后，需要对其笔直度及位置进行严格的测量，调整到质量规范需要的范围内后，拉缆风绳进行固定，才能继续进行后续钢柱钢梁的吊装。
结语
钢结构厂房在实际使用过程中效果较好，发展空间广阔，但是仍然存在一定的不足，需要我们在选材、设计、防护、施工等方面进行不断的优化和改进，提升钢结构厂房的防震、防腐、防火能力和协调性，实现钢结构厂房建设的快速发展。
参考文献：
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[2]张卫华.轻型钢结构工业建筑设计分析[J].广东科技，2014，14：133+85.