时间：2023-06-04 08:37:28
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中图分类号： TU318 文献标识码： A
前言
随着经济的迅猛发展，工业厂房设计也提出了更高的要求。而钢结构的优点是节材高效,制造安装运输简便,工期短,可拆迁,定型批量生产易于实现商品化等,近年来发展迅速,，钢结构工业厂房应用日益广泛。
一、工业厂房钢结构设计时要注意的问题
1、防火设计虽然钢结构具有很多优点，但是其防火能力很差，受温度影响大。钢结构受热在100℃到250℃之间时，随着温度的升高，钢结构的抗拉强度降低、塑性增大；温度达到250℃ 左右时，钢结构的抗拉强度有轻度的提高，但塑性继续降低，出现“蓝脆现象”；当温度超过250℃ 时，钢结构就会出现“徐变现象”；当温度达到500℃ 时，钢结构的强度极低，发生塌落，造成生产破坏，经济损失，甚至人员伤亡。所以，钢结构的隔热和防火设计极其重要。设计人员应当正确定义工业厂房的火灾危险性类别，确定厂房的防火等级，严格按照规范要求，使钢构件达到防火等级的要求，选用恰当的方法对钢结构采取有效防火保护，使钢结构的耐火极限达到规范规定的要求，防止钢结构在遇到火火灾时发生变形，甚至塌落。目前，最常用的方法是在钢结构表面涂覆防火涂料，提高钢构件的耐火极限。另外，设计人员还要充分考虑火灾时的人员疏散要求，合理设计疏散楼梯和安全出口。
2、抗震能力设计在钢结构厂房施工建造前，应对结构的实际抗震性做综合考虑，有利于解决日后复杂多变的地质问题。设计厂房结构时一定要将刚度与质量呈均匀分布，并应用钢结构固有的受力性来降低横向结构的变形程度。同时还要尽可能实现钢结构对强度的要求，以确保杠杆不会失稳，从而有效提高整个钢结构厂房的安全性和稳定性。在发生地震的情况下，会出现低周疲劳影响，在设计过程中应充分考虑到其对厂房造成的影响。设计抗震性对于钢结构厂方来说具有至关重要的作用。
3、屋盖支撑系统及屋面设计屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车设置及吨位大小、振动设备情况等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑，在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件限制和安装需要，无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12 m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵向水平支撑。屋面设计的重点是防水。屋面防水设计涉及屋面坡度、天沟形式、单坡屋面长度等因素。屋面坡度最小为5%，在积雪较大的地区，坡度应适当增大。单坡屋面长度，主要取决于工程所在区域的最大温差以及降雨所形成的最大水头的高度。单坡屋面长度宜控制在70 m以内，若超过70 m，需做专题研究、特殊处理。常用的钢结构屋面做法有两种：①双层彩色压型钢板内夹保温棉，使用量很大，但温差大、单坡长造成的彩钢板热胀冷缩问题很难解决。②复合柔性钢屋面系统，由屋面彩钢板内板、隔汽层、保温层、卷材防水层组成。
4、连接点的设计连接点是钢结构的重要参数之一，设计好连接点可以有效提高厂房的安全性、稳定性、抗震性和持久性。设计人员应根据企业的实际需要，参照厂房建设标准，选择合适的焊接工艺。在连接板的厚度选择方面，要选择合适的厚度。通常，连接板的厚度比梁腹板厚度多4mm，且须保证连接板的质量。钢结构中多采用高强螺栓。高强螺栓根据受力特点分为承压型和摩擦型两种，设计人员需根据实际情况进行选择，以保证施工效果。
二、工业厂房钢结构施工时要注意的问题与措施
1、施工中要注意的问题
进行钢结构工业厂房施工时应该注意很多问题，如下：一是关于地脚螺栓的埋设问题，地脚螺栓的稳定与否关乎到钢结构工业厂房的稳定性，它的精确度与否关系到钢结构定位，因此在进行施工的过程中，应该注意做好地脚螺栓工作，将轴线位控制在两毫米左右，标高为五毫米左右。可以将平面控制网的轴线投测到柱基础面上，全部闭合，保证螺栓的精度。二是关于吊车梁系统的安装问题，进行安装时要求按照规范，从柱间的支撑跨进行安装，可以在柱间支撑安装连接后构成稳定的空间钢度单元。以保证安全，并且在对端部截面的吊车梁底部安装时可以调整垫板。当进行制动板和吊车梁的连接时，可以先进行吹拧然后铺整。三是注意构件的合理堆放。进行钢结构工厂厂房的建设时，需要的构件很多，并且占用的空间较大，如果不合理地堆放，就阻碍构件的安装使用、施工的正常进行，甚至出现安全问题。可以将急需安装的构件直接堆放，按照需要吊装的顺序进行堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，进行存放的时候应该进行专人的管理，并且做好供货要求和清单。并且进行堆放的时候保证支点的稳定性。四是注意安全问题，做好安全防范措施，及时检查设备的安全性，有关工作人员做好防护措施。
2、保障施工质量的措施
（1）高强螺栓的安装高强螺栓的安装包括两个步骤：首先，构件初始就位时先用临时普通螺栓固定；校正之后，再将普通螺栓替换成高强螺栓，并最终拧紧。在工业厂房中，钢结构件间的连接绝大部分是通过高强螺栓实现的，足以见得高强螺栓的安装在钢结构施工中的重要性。因此，对于高强螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事项。首先，高强螺栓日常的管理要保证连接板接触面的平整。若接触面不平整时，根据接触面间间隙的大小酌情处理。例如，间隙小于1.0mm可不处理；大于3.0mm时，加垫板，并对垫板两面进行喷砂处理，使安装的摩擦面应处于干燥状态，以满足摩擦系数的要求，。应根据厂房中使用的位置，领取相应规格、数量的高强螺栓，尽量避免当天高强螺栓的剩余。若有剩余，禁止堆放在施工现场，将高强螺栓放在包装箱内。其次，高强螺栓在安装时，要轻装、轻卸，且利用光头撬棍及冲钉对正上下（或前后）连接板的螺孔，使螺栓自由进入，不能将螺栓强行穿入。否则，会损坏螺纹以及改变扭矩系数。而且，在安装高强螺栓时，以施工方便为原则，保证垫圈倒角与螺栓头的方向一致。最后，酌情处理连接板螺孔的误差。
（2）钢结构的安装校正在立柱、梁安装完成后，要及时的进行安装校正。进行钢结构的安装校正时，要考虑到诸多因素，诸如风力、地形、日照等因素。在钢结构中，每完成一个构件的安装后，就要进行校正。若检查出现问题后，要采用千斤顶进行校正，校正完成后，要及时进行加固。
（3）安装过程中的焊接工艺工业厂房钢结构中需要进行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接环境和条件恶略，焊接的质量难以保证。为了确保钢结构的焊接质量，要由相关技术人员严格按照焊接工艺进行焊接，满足对接焊缝的设计要求。根据焊接的相关规定，立柱、屋架、梁等要采用一、二级焊缝，不能有咬变、缺口、裂纹、焊瘤等缺陷，保证焊缝的质量。在焊接完成后，要对焊缝进行一级行无损检测。
结束语
虽然我国钢结构工业厂房发展前景十分广阔，可是仍然存在问题，需要综合考虑设计和施工过程中的遵循的原则和注意的问题，以便保证厂房建设的顺利进行。
参考文献
1 钢结构工业厂房的简要论述
1.1 钢结构工业厂房的设计原则。在对钢结构工业厂房进行设计工作时，我们必须要充分的考虑到工程项目的自身特点和实际情况，科学的选择施工材料、构造措施以及结构的方案，从而保证钢结构的构件在运输、使用以及安装过程中的刚度、强度以及稳定性都是符合相应的质量要求的，同时也满足防腐蚀和防火规范中的具体要求，为了尽可能的减少制作和安装的工作量，建议选择标准化的通用构件。
在钢结构的设计文件中，对于建筑结构的钢号、连接材料的型号以及设计使用年限等内容，都应清楚的标明，同时文件中还应清楚的写明端面刨平顶紧部位、焊缝质量等级以及焊缝的形式等施工要求。
1.2 钢结构工业厂房的优点。与其他类型的工业厂房相比，钢结构工业厂房主要具有以下三个显著的优点：一是钢结构工业厂房的自重非常轻，与钢筋混凝土的结构体系相比，钢结构工业厂房的经济优势较为明显；二是借助于我国现有的生产技术，钢结构构件已经可以实现大批量的生产了，其施工简单、操作方便并且安装快捷；三是我国现阶段在全面的推行环境保护工作，而钢材具有高效能和高强度的施工材料，施工时也并不需要进行制模的操作，有利于环保工作的顺利开展。
2 钢结构工业厂房设计中应注意的问题
2.1 关于保温隔热与防火设计钢材。由于钢材具有非常好的导热性能，所以，钢结构工业厂房对于温度就会非常的敏感，那么在设计的过程中，就要重视对钢结构工业厂房进行隔热处理工作，如果没有采取合理的隔热处理措施，就会造成大量的经济上和资源上的浪费。当温度超过了100摄氏度时，就必须对钢结构工业厂房采取隔热保护措施，同时还要注意防火的问题。一般情况下，我们主要采取两种应对高温的措施，一是可以在钢结构的表面涂上一层隔热防火材料，应在详细的分析实际情况后计算得出涂层的厚度；另一种则是在钢结构工业厂房的外面包裹一层具有良好耐火性的材料。
2.2 立面设计工作。对于那些采用轻质钢结构的建筑工程项目来说，其主要具有规模、色彩、变化以及线条四大特点。虽然在采用了彩色的压型钢板后，能够凸显出轻钢结构建筑具有丰富的色彩，但是在设计钢结构工业厂房时，施工工艺一定会对厂房的体型产生限制作用，同时工程的施工成本也会有所增加。而为了避免此类问题的发生，设计师在设计钢结构工业厂房时，建议尽可能的选择冷色调，这样不但能够提升工业厂房的档次和气势，同时也使得钢结构工业厂房看起来更加的立体。
2.3 钢结构工业厂房抗震性设计工作的重点。在对钢结构工业厂房进行抗震设计工作时，主要有以下三个设计的重点内容：第一，结构的刚度分布必须是足够均匀的，否则就会对抗震工作造成不利的影响；第二，在钢结构工业厂房的抗震设计工作中，科学的布置支撑结构是一项非常重要的内容；第三，要充分的考虑到地震对钢结构工业厂房影响的基础上，应始终保持结构构件是出于塑性的工作状态下的。
2.4 应合理的设置温度伸缩缝。由于钢材料自身的独特特性，钢结构工业厂房与其他类型的工业厂房相比，其对温度的变化情况会更加的敏感，只要温度稍有变化，钢结构都有可能出现变形的情况，并且材质和温差等因素也直接决定了结构的变形程度。如果钢结构工业厂房有很大的平面尺度，那么在其纵向位置或是横向位置处就应设置温度伸缩缝。通常情况下，应采用的处理方法为双柱的方法，如果是横向的温度伸缩缝，那么在檀条和框架梁的连接处建议采用槽钢夹板滑动或是椭圆孔滑动的方式，而如果是纵向的温度伸缩缝，则应在屋架的支座位置处设置一个滚动支座。
2.5 重点关注屋盖支撑系统及屋面的设计工作。在布置钢结构工业厂房的屋盖支撑系统时，我们应综合的考虑柱网布置、厂房的高度和跨度、吊车吨位的大小、振动设备的情况以及屋盖的结构形式等因素，通常情况下，在屋盖的结构中都必须设置垂直支撑的结构，同时在天窗架上弦和屋架上弦还应设置相应的上弦支撑结构，如果在厂房内部有较大的振动设备或是屋架的间距超过了12m，那么还应设置相应的纵向水平支撑结构。在对屋面进行设计工作时，我们经常会用到以下两种方法：一是复合柔性钢屋面系统，其由保温层、隔汽层、防水层以及屋面彩钢板内板组成，受温度的影响较小，但是成本较高；二是双层彩色压型钢板内夹保温棉，这种做法应用较为广泛，但易受温度影响，并且存在着明显的热胀冷缩的问题。
3 钢结构工业厂房施工中的常见问题和解决对策
3.1 钢结构工业厂房施工中的常见问题。在对钢结构工业厂房进行涂层作业时，气温条件对钢结构整体工程的质量是会产生决定性的影响的，因此，进行涂层作业时应将温度控制在5-40摄氏度的范围内，如果气温超过了40摄氏度，建议立刻停止涂层的作业；而当气温低于了5摄氏度时，那么则建议选择低温涂层材料进行涂层作业。当构件的温度超过了40摄氏度时，在钢结构表面涂刷油漆时就一定会出现气泡，漆膜的附着力就会大大的降低。
3.2 钢结构体系中存在的若干问题。现阶段，研究人员在对网壳结构的稳定性进行研究时，其中最核心的问题就是怎样才能准确的反映出弯矩和轴力的耦合效应。而在大跨度结构的设计工作中，局部稳定性与整体稳定性的相互关系也是一个值得深入研究的问题。一般情况下，对大跨度的结构进行设计时，我们都会采取一个统一的稳定安全系数，而局部的稳定性与整体稳定性之间的相互关系却无法准确的反映出来。另外，在对钢结构体系稳定性的研究工作中，很多客观的随机因素也会对其产生影响，而现阶段我们所能解决的对结构产生随机影响的问题还主要集中在随机荷载的输入以及确定的结构参数等问题上，而在实际的施工作业中，结构参数还是有很多不确定性和随机性，那么结构的响应也会存在较大的差异。因此，以随机参数为基础的干扰性屈曲、跳跃型失稳问题以及结构极值失稳等问题应成为重点研究的课题。
通过以上的论述，我们对钢结构工业厂房的简要论述、钢结构工业厂房设计中应注意的问题以及钢结构工业厂房施工中的常见问题和解决对策三个方面的内容进行了详细的分析和探讨。与其他类型的民用建筑不同，钢结构工业厂房的内部结构会受到设备布置情况的影响，因此，在对其进行设计时，就应充分的考虑到这一问题。而在钢结构工业厂房实际应用的过程中也确实暴露出了一定的问题，我们应从设计和施工等方面详细的分析问题产生的原因，并且制定出有针对性地解决对策，从而促进钢结构工业厂房得到进一步的普及和应用。
一、合理设计在厂房施工中的应用
目前，“厂房的层数与建筑高度，工业建筑可分为单层、多层以及高层”[1]。单层的工业厂房多用于机械加工、纺织行业，或者是多跨度的单层工业建筑。而电子行业，仪表行业，通讯行业等大多数使用多层的工业建筑的厂房。工业厂房有其固有的建筑特点。一是厂房的设计和建设需要满足使用的功能要求，并能够提供较好的劳动环境和保护条件，同时符合设计技术标准，满足生产和运营的需要。二是厂房内要根据不同的生产环境，设计并具备一定的安全劳动保护措施，如有的生产环境会产生对工人有害的气体，粉尘，腐蚀性气体和液体，噪音等，这都需要工业厂房具有良好的保护措施，如良好的通风状况，防尘防护措施及条件等。三是厂房内部一般都要放置体积大，重量大，占地面积大的机械和设备，或者起重设备等，则要满足厂房的建设面积具有一定的空间，满足生产的需要。四是厂房的建设还要具有多种的管网，如供水、供电、供气管道等，因此在进行管网铺设的时候要符合相关的程序，并合理考虑路由和敷设环境，做好合理的设计和施工。
合理的科学设计应该根据厂房的各项性能来确定，一般分为防振、防火、隔声技术设计等，并应有针对性对大面积的地面进行技术处理。防振技术设计的原则即是在设计中充分考虑有强烈振动的机械设备在运行过程中产生的机械振动，如锻压设备，空压机等等，这些振动对厂房的影响是较大的，因为随着其长期产生的振动，厂房也将出现结构的变形，如地基的沉降，楼板的断裂，随着基础的不稳定，也影响了设备的运动精度，直接影响设备的运行质量。针对防振设计的技术措施，则要充分考虑建筑物的震动系数，从而选择对厂房的地基进行减轻振动的措施、使用防振动材料等，同时在进行设计时，要了解并考虑振动的方向，以及振动的扰力值，并保证建筑结构的构件具有一定的强度和刚度。
对于厂房的防火措施。要对防火区进行合理分区，同时根据规范和设计标准，合理规划防火墙和使用面积、使用空间之间的关系，由于厂房内有可能存放易燃产品，并有劳动生产等工作人员，属于人口较为密集的场所，室内厂房内部自身的环境较为封闭，不利于救灾救火，这些都从不同程度上影响了厂房的运营安全，所以在进行厂房设计的时候要考虑到防火墙、防火门的设计，安全通道的设置等因素。
在厂房的基础建设中，还应该充分考虑大面积的地面堆载的因素，如在金属的锻造车间，在厂房内的仓库等，不可避免的出现堆放载荷，出现的地面堆载荷一般是不均匀的，同时也随着时间和位置在不断的发展和改变，所以应在设计中考虑对大载荷地面堆载情况的处理，对局部承载的地面和局部载荷较大的地面进行增大强度等处理，计算对其的冲击和振动的载荷，提高地面的承载能力。
二、工业厂房的施工技术
随着工业现代化时代的开启，各种施工技术日趋成熟，大型厂房的建设也越来越多，技术标准和行业标准也在不断的提升和改进，厂房的建设不但要符合现场施工的需要，而且要符合安全运营的需要。而地基是工业厂房建筑建设的基础，只有在设计、施工、验收等各个方面进行统一的管理和协调才能够保证厂房的安全建设和使用。
起着支撑作用和负载作用的地基，不但要求能够具有一定的强度和一定的稳定性，要保证不会出现破坏性的失稳，同时，地基的沉陷变形值不能超过其规定的技术值。在对以上条件都满足的条件下，则要尽量的使用比较而言埋设深度不高，同时只需要一般的技术和施工工艺及施工程序即可进行建造的形式和类型，一般的称之为建立在天然的地基上的浅基础；而当使用的地基不能符合所需要强度条件的情况下，则要对不符合条件的地基进行一定的施工工艺进行其固化和加固，提高其使用的强度和稳定性，所以我们将对当地基的结构形式不能满足使用的需要，而采取其他的方法和工艺对埋深深度不够的地基进行局部和全部加固，以更加均匀的将更多的力和载荷传递到深部的深固的土层中去，我们就称之为深基础。一般的，在厂房的建设中。深基础较为常用。
1、对地基进行加固要分为多个施工工艺和步骤。加固施工之前，要将槽体内的水分去除，当槽体内变得充分干燥，开展灰土的铺设工作。灰土的拌制要注意含水量和土质颜色，过多和过少的含水量都不符合施工的需要，在进行充分的搅拌后，按层次进行铺土，并经过多次夯实平整。应该注意，在进行分段的施工要合理设计接缝处的位置，接缝处不宜设置在墙角，同时上下层的缝隙之间要保持半米的距离。对于在水位的下部进行施工的坑体进行施工时，槽内的灰土要避免受到水的浸泡，要做好排水措施以确保干燥。在回填的施工中，同样要做好雨季和冬季的各项管理措施，如冬季应避免使用冻土，雨季要避免受潮等。
2、在工业厂房的地基施工中，使用桩基础可以提高地基的承载能力，减小地基的沉降量，并有效的承受机械设备的振动，并承受垂直方向和水平方向的外力作用，它的作用是传递作用，即将基础上的载荷通过桩的作用使得外力作用到深处的土地基础上，避免因为浅部位的基础不能够承受较大的载荷和振动从而产生变形。对地基进行桩的基础施工分为静力的压桩和振动的沉桩两种技术。静力的压桩技术是借助静压力将已经预先制作的桩柱逐一的压制到土内，这样可以避免打桩机打桩时产生的噪声，比较适合居民较为集中的厂房建设中，比较利于环保，同时在施工的过程中污染较小，对附近的建筑物的基础无振动和破坏，但此种静力压桩适合于比较柔软的土质，不适合于土质较硬的地区，在施工的过程中要分段进行制作，分段施工并分段静压，桩和桩之间的连接应采用焊接等方法，一般为六米为宜。振动沉桩的施工办法是在振动器产生的振动使土质产生位置变化或者产生位移，从而使得桩柱在自身重量的作用下沉入土层内。这种施工方法的特点节约经济成本，运输方便，施工强度不大，使用的设备较为简单，这种方法比较适合土质较粘的地区。
三、做好厂房建设中的施工项目管理
“在厂房建设的施工过程中，项目的成本管理，技术管理，质量管理也是重要的一部分，也是保证施工质量的前提”[2]。良好的组织保证是施工项目顺利进展的前提，大型厂房的建设具有工程规模大，工期较长，施工方多，项目组织体系庞大等特点，针对这种情况要做好组织计划和组织流程，避免各部门的交叉管理，形成有条不紊的组织管理体系。施工进度方面要规划好施工进度和施工工艺之间的管理，不能因为赶进度而忽视施工质量，要保证进度符合目标的要求，按照横道图或者网络代号图的要求完成号每一道工序。在技术的控制中，首先要在材料供应上做好计划，做好材料的进场试验并具有进场试验报告，对于焊接等工序要做好焊接的工艺指导书，对隐蔽工程的施工要符合相关的规定等。要做好施工中质量控制，做好施工中的各种协调，确保厂房建设工程能够顺利竣工并实现竣工验收合格。
近年来，在工业的发展和经济的发展中，厂房的施工质量和施工技术也在不断的进步和提高，如何做好厂房的基础建设，做好厂房施工中质量控制和管理将要从各个方面进行，是一个深远长期的问题。
参考文献：
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
一、钢结构构件主要制作工艺
钢柱制作工艺流程为：放样下料电脑编程拼板CNC 切割组立埋弧焊接钻孔组装矫正成型铆工零配件下料制作组装焊接和焊接检验防锈处理、涂装、编号构件验收出厂。
钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。
二、工业厂房结构设计要点
2.1 地震区的厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的，当房屋较长时，宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝；施工中，每隔40m 设置一道800mm 一个1400mm 宽的后浇带，后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段；在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位，适当提高配筋率；加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
2.2 合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重，竖向运输的需要，均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大，应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响，在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
2.3 控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大，柱子少；而柱距方向尺寸较小，柱子多。一般都是横向控制，使纵横向的抗震能力大致相同，不仅有利于抗震，也使设计更为经济合理。
三、钢结构工业厂房的安装施工
3.1 预埋螺栓施工
在一般工业厂房中, 钢柱与基础最常用的连接方式为平板式预埋螺栓铰接连接。预埋螺栓施工简单方便、质量容易控制、便于钢结构安装定位。埋设方法是先在基础上划线定位, 通过固定架控制同一钢柱脚预埋螺栓之间的距离和标高, 调整固定架的位置, 并在钢柱基础浇捣混凝土前埋入螺栓, 与钢筋连成一体, 然后浇筑混凝土一次性固定。
施工工艺：（1）轴线测量: 根据施工图中预埋螺栓的平面布置, 将预埋螺栓组的纵横十字线用经纬仪从定位轴线边上引出螺栓中心线并将其测设到模板上。（2）标高测量: 在场地中央架设水准仪,将标高从基准水准点引测到各基础的模板上。（3）螺栓定位: 将同一钢柱的螺栓按照设计图纸用钢筋或扁铁进行固定。在螺栓组上套上固定架, 调整固定架的位置和平整度后用螺母固定。调整螺栓轴线位置: 在模板上划出的轴线标记之间拉线, 做到固定架上中心线与拉线重合。调整螺栓标高: 调整螺栓的标高及各螺栓表面的平整度。（4）螺栓固定: 将螺栓固定在基础钢筋笼上, 螺栓与钢筋笼连接牢固, 确保螺栓在混凝土浇筑过程中不移动。（5）螺纹保护: 螺栓埋设固定后, 采用摸黄油、尼龙胶带或PV C 管将螺杆包扎保护。（6）螺栓校正: 在混凝土浇筑过程中施工人员对螺栓进行跟踪检查, 发现螺栓偏移及时进行校正。
3.2 钢结构吊装
3.2.1整体结构安装顺序：l) 吊装应先从靠近山墙的有柱间支撑的两棍刚架开始, 安装好所有构件, 并进行校正固定, 以此为起点向另一端顺序安装。2 ) 安装该开间的钢梁同时安装凛条及其它支撑系统。3) 安装完成一个开间并形成一个稳定空间体系, 然后向两边进行安装。4 ) 最终完成整个结构的安装。
3.2.2钢柱安装。钢柱吊装可根据起重设备和现场条件确定, 可用单机、双机、吊装, 一般轻钢结构采用单机直立旋转法进行吊装。
旋转法吊装, 钢丝绳绑扎点与钢构件接触点之间, 应用软材料保护好钢构件, 以防钢构件及钢丝绳受损, 起重机边回转边起钩, 使柱绕柱脚旋转而直立, 立柱时, 先将柱脚螺栓孔插入预留螺栓, 使柱头大致垂直后初步对中, 即对螺栓进行初拧。
钢柱运输到现场, 起重机边起钩边回转边使柱子绕柱脚旋转而将钢柱吊起。(注:起吊时应在柱脚下面放置垫木, 以防止与地面发生摩擦, 同时保证吊点、柱脚基础同在起重机吊杆回旋的圆弧上)
3.2.3吊车梁安装。吊装方法是吊车梁吊装宜采用两点吊装, 吊装时使用专用吊耳或用钢丝绳绑扎吊装。
吊车梁的校正：l) 标高调整当一跨即两排吊车梁全部吊装完毕后，用一台水准仪架在梁上或专门搭设的平台上, 进行每梁两端高程的引测, 将测量的数据加权平均, 算出一个标准值, 根据这一标准值计算出各点所需要加的垫板厚度, 在吊车梁端部设置千斤顶顶空, 在梁的两端垫好垫板。2) 纵横十字线的校正首先用经纬仪在柱子纵向侧端部从柱基控制轴线引到牛腿顶部, 定出轴线距离吊车梁中心线的距离, 在吊车顶面中心线拉一通长钢丝, 逐根吊车梁端部调整到位, 可用千斤顶进行轴线位移。3) 吊车梁垂直度校正从吊车梁上翼缘挂锤球下来, 测量线绳至梁腹板上下两处的水平距离。
3.2.4屋架的吊装。l) 吊点的选择：钢梁在吊装前应仔细计算钢梁的重心,并在构件上作出明确的标注, 吊装时吊点的选择应保证吊钩与构件的中心线在同一铅垂。2 ) 吊装方式：一般钢梁采用两点起吊, 但对于跨度较大的梁, 由于侧向刚度小, 腹板宽厚比大,为防止构件扭曲和损坏, 可采用四点起吊或铁扁担进行吊装。3 ) 屋架吊装：起吊时先将屋架吊离地面5 0c m 左右,使屋架中心对准安装位置中心, 然后徐徐升钩, 将屋架吊至柱顶以上, 再用溜绳旋转屋架使其对准柱顶, 以使落钩就位, 落钩时应缓慢进行, 并在屋架刚接触柱顶时即刹车对准预留螺栓孔, 并将螺栓穿人孔内, 初拧作临时固定, 同时进行垂直度校正和最后固定, 屋架垂直度用挂线锤检查, 屋架经校正后, 即可安装支撑及凛条等, 并终拧螺栓作最后固定。
3.3 屋面板、墙面板安装
安装工艺流程：屋面内板安装一铺保温棉(带贴面) 一支座安装一屋面上层板安装一扣合固定密封、清理检修。
3.3.1屋面板安装。1）安装方向：屋面板安装的顺序，从建筑物任一端开但由于不同板型由其特有的铺设方向因此须遵循其铺设方向性，应与常年风始性向方向相反; 对于双坡屋面板, 屋脊两边的屋面板应同时同向进行安装。2）安装固定：咬合式屋面安装时, 先将两块板与支座之间选若千个点进行初步咬合临时固定, 随后从屋脊处向下用咬边机紧密咬合。3）屋面板安装调直：测量已固定好的钢板宽度, 在其顶部和底部各测一次, 以保证不出现移动扇形,在某些阶段, 如安装至一半时, 还应测量从已固定的压型钢板顶底部至屋面的边或完成线的距离, 以保证所固定的钢板与控制线平行。若需调整, 则可以在以后的安装和固定每一块板时很轻微的作扇形调整。
3.3.2墙面板施工。1）内层板安装：先根据墙面门窗位置, 选择不同长度的内层板, 在地面进行二次加工。加工程序同屋面内层板。内层板地面加工后, 将内层板提升到位, 然后由工人按照划线位置进行固定。2）保温棉安装：墙面保温棉应从上往下铺设, 在上下位置拉紧后, 然后压上外层板用自攻螺丝固定。3）外层板安装：墙面板的安装顺序类似于屋面板的安装, 同样也按照先内层板、后外层板, 外层板安装遵循板的铺设方向性和将搭接边设置在肋的背风侧的原则, 同时, 通常从建筑物的一端向另一端推进的顺序安装。外层板安装安装时采用自制井架, 井架长度根据墙面高度进行设置。井架树立后,应在上部于屋面上主体结构进行绑扎固定,下部应坚实平整, 如墙面高度较高, 则应在中间设置固定点。
四、小结
在工程建设中，工作人员应当认真负责，完成工业厂房结构设计与安装施工工作，保证工程质量，为企业做出贡献。
参考文献：
[中图分类号] TU318
1、概述
在工业设计院中，大家普遍认为建筑专业是辅助专业，基本谈不上什么设计理念，画厂房，画仓库，没多少技术含量……而当我真正成为一名工业院的建筑工程师后，发现里面的学问的确不少。在工业建筑设计中，尤其是化工行业的建筑设计中，有着两大最为突出的特点，一个是防火防爆，另一个就是防腐。若防腐设计不当，就会直接影响建、构筑物的使用和耐久性，会给企业造成巨大的经济损失。
本文就工业建筑的防腐设计作一浅析：
2、基本概念及原则
2.1 腐蚀：在工业生产中，由于酸、碱、盐及溶剂、粉尘等介质的作用，使建筑材料发生物理或化学破坏的现象。腐蚀性介质按形态和作用部位分为五大类：气态介质、腐蚀性水、酸碱盐溶液、固态介质和污染土。各种介质对建筑材料长期作用下的腐蚀性，可分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀4个等级。
2.2工业建筑防腐蚀设计应遵循预防为主和防护结合的原则，根据生产过程中产生介质的腐蚀性、环境条件、生产操作管理水平和施工维修条件等，因地制宜，区别对待，综合选择防腐蚀措施。对危及人身安全和维修困难的部位，以及重要的承重结构和构件应加强防护。
3、建筑防腐的设计重点
3.1 了解、熟悉生产工艺
作为工业院建筑工程师，应了解整个工艺流程中生产的产品、所用的原料以及所涉及到的添加剂和中间产品等，同时应当清楚整个流程由哪些装置组成、每个装置的作用以及哪些装置中的介质具有腐蚀性，其腐蚀性介质的强度和浓度，以及腐蚀性介质的作用机理。
3.2 熟悉设计规范，做好主要部位的防腐
3.2.1 地面的防腐
地面，在有腐蚀性介质存在的建筑物中，它是最重要的防腐蚀部位。在化工厂的建筑设计中，往往厂房的面积很大，而大多数情况是需要防腐的部位仅限于局部，因此我们可以积极配合工艺专业，制定一个合理的布局，尽量将腐蚀性区域集中布置。圈定防腐范围局部做围堰，通过控制面积来控制成本。
另外，地沟和地坑的盖板以及地漏的选材也不容忽视。由于浓硫酸的强氧化性能使铸铁表面生成一层保护性钝化膜而不再继续腐蚀，因此，在浓硫酸作用下的金属配件宜选用铸铁材料制作。同样的道理，抵御浓硝酸作用的金属材料宜选用铝。
3.2.2 构件表面的防腐
构件表面的腐蚀往往是由气态和固态（粉尘）腐蚀性介质造成的。对于易溶介质和易吸湿介质，环境的相对湿度都会对其腐蚀性强弱产生重大影响。
在确定构件表面的防腐方案时，还应当注意一些细部的处理，如混凝土构件中经常结露的部位，受干湿交替的作用，会导致局部腐蚀加重。另外楼板上洞口边缘及底面处，常会因介质流淌而加重腐蚀。其局部可采用不锈钢托盘接遗漏的液体方式减少防腐影响，并针对上述位置按照腐蚀性等级采用玻璃钢或涂料加强防护，如下图：
钢构件表面的防腐一般都以刷涂料为主。除正确地选择涂料的品种及涂刷厚度和方法之外，还应注意到除锈的问题，因为刷涂料的防腐效果是与基层的除锈密切相关的，因此，除锈是一个不容忽视的环节，应在防腐设计中，综合考虑当地的施工条件制定出合理的除锈标准。
3.2.3 围护结构的防腐
3.2.3.1 墙体的防腐：对于强腐蚀，可在水泥砂浆表面再刷厚度≥100?m的涂料或聚合物水泥浆两遍，对于防腐蚀等级不高的墙体可抹水泥砂浆面层。
3.2.3.2 门窗的防腐：一般情况下，应首选塑料窗，并且塑料窗的配件应采用不锈钢和工程塑料，工厂大门宜选用平开钢木大门，并刷防腐涂料，而不宜选用金属推拉门、卷帘门等。
3.2.3.3 屋面的防腐：为了防止含有腐蚀性介质的雨水漫流而腐蚀墙面，《工业建筑防腐蚀设计规范》第5.4条规定：屋面形式应简单，宜采用有组织外排水。排水构件也宜选用玻璃钢或硬聚氯乙烯制作。为了防止具有腐蚀性的粉尘大量堆积在屋面而加重腐蚀，《工业建筑防腐蚀设计规范》第5.4条规定：生产过程中散发腐蚀性粉尘较多的建筑物，不宜设女儿墙。
4、防腐设计中的材料选择
在防腐设计中最重要的一个环节就是材料的选择。要了解各种材料的特点，并结合工程的具体情况，从中选出最为合适的材料。可从以下几个方面进行分析比较：
第一，适用对象：它涉及到腐蚀性介质的物理性质和化学性质，以及其存在的状态和浓度（对液态而言）。
第二，适用条件：例如：当地的气候特点，若属于严寒地区，就应选择耐低温的材料，若属于炎热地区，就应选择耐较高温度的材料。除此之外，还要考虑需防腐的部位是否受压力、震动、撞击和磨擦等。
第三，施工条件：有些防腐材料对施工过程中的原料配比、操作方法及养护等各个步骤的要求都比较严格，而有些防腐材料是因施工方法比较复杂。对于基本相同的收效及价格时，选择施工方法简单些的防腐材料为好。
第四，经济条件：例如前面地面防腐中所述，在防腐面积及材料选择上满足规范的前提下，做到节约成本。
5、总结
在满足规范的条件下，结合当地条件，注意细节的处理，进行不同方案的比较，作出合理经济的防腐蚀设计方案。
参 考 文 献
关键词:
钢结构，工业厂房，结构设计
在这个以钢筋混凝土为主宰的时代，钢结构在建筑业中的重要作用是无法替代的。经济的发展促使大批的工业厂房建立，这对钢结构技术的应用也提出了更高的要求。钢结构的承重能力强，这为工业厂房的安全性提供了保障;另外，钢结构的安装机械化程度高，这在一定程度上加快了工业厂房的建设速度，缩短了施工期限，节省了大量成本。当然，钢结构技术并不是完美无缺的，它也存在一些问题，这就需要我们的技术人员在设计钢结构的过程中注意避免这些问题的发生，以便建设出安全高质量的工业厂房。
1钢结构的特性
1．1钢结构的优点如今钢结构的零部件都是批量生产，钢结构的安装机械化水平极高，事先设计好的钢结构模型能很快地拼接好，这大大减少了施工时间;钢结构自重较轻，这方便了施工人员的运输和安装;此外，它的承重能力和抗震能力极强，地震发生时它相对于混凝土更具可靠性，不会轻易倒塌;从经济因素考虑，钢结构强度高，可塑性强，可循环利用，这大大降低了工业厂房的建设成本。同时钢结构厂房是厂房中比较普遍的一种，这种厂房具有很多的优点，造型非常美观、色彩较为鲜艳、建筑体型多样化、工程造价较低、建设周期较短、机械化程度较高、安装施工较为简便、平面布局灵活易改造。并且钢材本身材质重量轻，材质密度均匀，实际受力比与力学计算模型较近似，易于计算处理。
1．2钢结构厂房的特点1)厂房内部一般都比较宽敞，高度都会高于普通住房，而钢结构跨度大的特点刚好满足了这一方面的需求;另外其自身重量比较轻，体积适中，施工人员可随意拼接出各种不同的造型，能建设出不同形状的建筑，比如北京鸟巢，如今它已经是我国的标志性建筑。2)目前我国的重工业厂房大部分都是钢结构建成的，这主要是由厂房特殊的需要所决定的。厂房多用于机械制造设备的放置，加工器械组装，这通常要求无障碍的宽广空间，纵向的钢铁柱状结构往往可以保证相当长的间距，这一点对于创建厂房空间是十分必要的。在合理的结构规划下，纵向柱状钢结构间距可以达到20m的范围。3)吊车作业通常是钢结构厂房中最基本的操作，大量的吊车使用量和较高的吊车使用频率对吊车的质量提出了严苛的要求。为了使厂房达到较好的使用情况，尽可能的选择承载能力较大的吊车类型，一般情况下，重级工作制即可满足绝大部分厂房需要。4)钢结构，具有很强的承载能力，一般在厂房的设计建造时通常会使承重构件具有较大的横截面积，这进一步提高了钢结构的承载能力。较强的可塑性使钢结构承重在几何学方面有很大的提升，最为基本的三角钢结构已随处可见。5)虽然钢结构有很多优点，但是也不能忽略一个致命的潜在问题，那就是钢材不耐火。很多人都认为钢材既不是易燃材料怎么会不抗火。钢材虽然属于不可燃材料，但是在高温的环境中，其力学性能就会发生变化，比如屈服强度，弹性模量等都会随着温度的升高而降低。当温度达到500℃以上时，降低幅度更为明显，一般在15min左右就会丧失承重能力而发生垮塌。
2我国当前钢结构设计问题分析
2．1钢结构厂房的结构设计由于工艺布置等方面的要求，为了拓展厂房的空间，钢结构厂房一般会采用框架结构，此外，如果厂房的层数比较多且能达到一定的工艺条件时也能采用框剪结构。钢结构厂房设计对其结构布置的要求是要对称均匀地布置柱网，并使厂房的质量中心与刚度中心接近，达到降低厂房空间的扭转作用的目的。钢结构厂房的结构体系需要具备规则、简捷以及传力明确的特点，防止凹角、收缩以及现应力集中或者由于竖向过多而导致的内收或外挑等现象的出现，提高竖向刚度的稳定性。而在多层厂房中，由于其柱距方向尺寸小，柱子多、跨度方向尺寸大，柱子少的特点，所以一般对其采用横向控制的方式，实现纵横向的抗震能力的一致，提高钢结构厂房的抗震性能，促进钢结构厂房设计的经济性和合理性。
2．2理念的缺失我国的钢结构设计一般分为两级，首先一般设计部门根据建设需要进行工图的设计，在工图设计满足规范后移交专业的钢结构设计单位，由具有资质的专业机构进行二次详图设计。这为数不多的环节中存在着诸多问题，设计院的初步结构设计往往只有一些较为简单的结构布局，设计人员缺乏对钢结构的基本认识，单从设计方面出发而未融合钢结构的一些特有属性导致钢结构的优点无法充分发挥。许多工程设计人员存在理论知识基础不牢、缺乏实战经验、缺乏严谨求实的精神，甚至有许多应届的大学生也参与到设计项目中来，这往往会导致钢结构项目在设计的时候就存在很大隐患。在工图设计与二次详图设计交接的过程中同样存在着诸多问题，设计院设计图纸不规范现象普遍存在，设计人员经常用一些简单的线条，结点进行设计表达，这为二次的详图设计带来很大麻烦。国内施工单位的水平同样参差不齐，某些规模较小的施工单位甚至还缺乏信息化的基本条件，不具备整套的计算机软硬件设备。由于施工单位偷工减料而产生的“豆腐渣”工程也广泛的存在于钢结构设计的施工中。钢结构的设计对工程质量是否合格有着潜移默化的影响，我们必须以高标准来要求钢结构设计，以免工程质量不合格造成经济损失和人员伤亡。
2．3钢结构的耐火性和抗腐蚀性有待提高通常看来，我们都认为钢结构抗火性强，其实不然，在厂房建设中它的抗火性却成为为数不多的缺点。沸水的温度一般为100℃，在我们看来这个温度极高，会严重烫伤我们的皮肤。然而，对于钢铁，这是远远不够的。一般情况下，钢结构的温度达到400℃以上，那么它的强度只是常温下强度的一半;当温度高于600℃或甚至更高时，钢结构的强度就会为零。火灾对建筑物具有毁灭性打击，一旦建筑物着火，不仅会造成经济损失，还会造成许多人员伤亡，所以在厂房建设中耐火因素必须考虑到。在大型建筑物中，我们要做到未雨绸缪，提前准备好可以对钢材料表层涂隔热的特殊材料，这样即使温度达到一定的高度，对钢材性能的影响也会大幅减弱，不会造成钢材料强度的降低。另外，钢材料具有一定的腐蚀性。一般建筑物都是暴露在空气中，钢材料在空气中会氧化;遇到雨季，钢结构就会出现大面积的锈渍。这就要求我们对钢材料采取一定抗腐蚀措施，以免钢材料的严重腐蚀影响它的载重能力，造成建筑物坍塌的情况。钢材料生锈还影响建筑物整体的美观性。目前，我国最普遍的方式就是对钢结构添加保护层来使其减慢腐蚀，避免快速氧化。一般的保护层分为金属保护层和非金属保护层，此外还有化学保护层，保护层的选用要根据建筑物具体情况来决定。我们要知道，并不是对建筑物添加了保护层，它就不会被腐蚀，这只是减慢了腐蚀的时间，我们要对建筑物进行基层除锈，合理保护建筑物。
2．4钢材料的传导性我们都知道在空旷的钢结构建筑物里面，大声说话可以听到回音，这就是由钢材料良好的传导性决定的。另外，温度也可以通过钢材料进行传递，我们可以合理利用这一原理。比如在寒冷的冬季，我们可以将钢材料外部的热量传递到内部，从而增加室内温度。一般在大型公共场合，其空间相对较大，这就为声音的传递创造了条件，通常我们会利用反射板来解决回音的问题。
3钢结构设计的合理改良
3．1结构与布局的改进钢结构在形式方面的选择具有一定的科学依据，不同的形式具有不同的作用。钢结构一般可分为网架、框架和平面架，我们要根据厂房的实际情况选用科学合理的钢结构形式。荷载的大小是在进行钢结构形式选择时首要考虑的问题，钢结构的设计一定要均匀，一般荷载较大的情况下选用网架最为合适，其能使钢结构充分发挥最佳作用。
3．2钢结构截面设计钢结构截面的合理设计极为关键，它必须根据各个支柱间的距离、跨度以及支柱的高度来决定。为了确保截面设计的精确性，必须对支柱各方面的测量更加细心，决不能出现误差。测量时几毫米的误差反映在建筑物上就会被放大，会使这个建筑物处于危险状态。所以，我们在对截面的设计中要格外的细心，以免因小的误差引起大的事故。另外，合理的截面设计会使整个建筑物看起来更加美观。
3．3整体结构的改进建筑物主要框架是由钢结构支撑起来的，可见钢结构的整体设计对整个建筑物尤为关键。钢结构设计问题极为严肃，一定要聘请资深的设计人员进行设计，决不能为节约成本，聘请非专业人士，以免对整个建筑物产生不利影响。目前钢结构设计一般以线性弹性分析为主，部分设计软件同时也考虑到几何非线性分析，这大大提高了钢结构设计的精确性。为设计出最佳方案，我们可先用不同的设计软件进行建模，然后请资深的专业人员再对其建模完成的数据进行分析，从而选择出最适合厂房实际需求的方案。钢结构本身可以循环利用，是一种环保的建筑物料，也是我国使用最多的建筑材料。建筑物的安全性不容小视，一个建筑可以在外形上不美观，但一定要安全可靠。在多层建筑钢结构的设计时，可以采用纯框架和支撑框架二者合一，以加强钢结构的稳定性。北京鸟巢是钢结构设计最为完美的代表，它不仅外观漂亮，抗震性也极高。
3．4节点方面设计的改进钢结构设计时要考虑到节点这个因素，如果钢结构设计时分析不准确，就会使实际设计出来的节点与事先设计的节点不一致。节点的连接方式对整个建筑的安全性有着不可忽视的影响，所以一定要根据结构传力特点的不同选择合适的连接方式，一般可以选择刚接、半刚接和铰接三种连接方式其中的一种。节点的设计要考虑到施工人员的施工条件和施工环境，以便施工人员进行合理施工。
3．5钢材的保温隔热与防火及有关举措钢材的导热性能优良，当其处于温度不一样的情况下时，钢架构的抗拉性与塑性均会产生很大的变化，大致包括4个层级:第一，受热温度高于100℃;第二，受热温度在100℃～250℃区间内;第三，受热温度在250℃～500℃区间内;第四，受热温度高于500℃，而且在这4个温度等级内钢架构的抗拉性与塑性均会产生不同的变化，相应的对钢架构造成程度不一的影响。其中当钢架构所受温度在2～4区间时钢架构会分别产生蓝脆反应、渐变反应、钢材节后塌落反应。从这可以知道，当钢架构所处环境的温度在100℃以上的时候便一定要采用科学的隔热举措，来提升钢材的抗热性，防止钢架构受热产生较大变化。钢架构的防火一般有下述几种方式:构建自动喷水灭火体系、设立防火带、设立防火墙、防火门、单独水幕。其中设立防火墙是最简便、高效、最经济的方式。通常在厂房高度低于8m亦或仅需要划分两个区的状况下，可设立智能喷水体系，让防火面积增大1倍，以达到有关规定。
3．6屋盖支撑体系设计在屋盖支撑机制设计过程中，对支撑体系的选取与屋面防水问题应当谨慎考虑。通常来说，屋盖支撑体系的设计和生产车间高度及跨度、屋盖架构方式、吊车设立和吨位等要素相关，并且在大部分状况下，不管有无檩条的屋盖架构均应当设计为纵向支撑机制。在没有檩条支撑的机制中，尽管大规模屋面板有3点与屋架焊在一起，发挥了上弦支撑的功能，可是因为作业条件的制约与装设的需要，不管有无檩条的屋盖均应当在屋架上弦与天窗架上弦设立上弦水平方向支撑。此外，如果厂房屋架距离在20m以上亦或内部设立有大吨位吊车亦或大规模震动设施，这种状况下均应当在厂房内设立垂直方向的支撑。在屋盖支撑设计过程中一定要设置好屋面坡度，天沟方式、单坡屋面长度，这是由于此些要素对于房屋防水功能的优劣有很大程度的影响。依据相关要求，屋面坡度最小为5%，但是实际状况应当依据各个区域的特点进行有关调整。厂房所在地方的最大气温差与降水量的多少是生产车间单坡屋面长度的主要影响要素，可是整体而言单坡屋面长度应当管控在70cm以内，比70cm长的应当特别处置。
4结语
钢材料相对于混凝土具有许多优势，它的强度高，载重能力极强，可塑性高，而且它是环保建筑材料，这使得它在我国建筑业中应用广泛。另外，钢结构可以循环利用，其顺应了可持续发展道路的发展方向。随着人们生活水平的提高，人们对建筑物的观赏性提出了更高的要求，钢结构可以满足建筑物美观方面的要求。虽然钢结构也存在一些问题，但是专业人员可采取一定的措施来改变现状，由此看来，钢结构在建筑业的应用前景相当乐观。
参考文献:
［1］陈飞．浅谈钢结构厂房设计现状及优化对策［J］．城市建筑，2014(2):67-68．
前言
门式刚架钢结构厂房造型美观，施工速度快，越来越多在单层工业厂房中应
用。当厂房内无吊车或设置桥式吊车起重量不大于20t的中、轻级工作制
（A1-A5）的吊车，或悬挂式起重机，起重量不大于3t时，应遵守《门式刚
架轻型房屋钢结构技术规程》的要求设计。但在很多情况下吊车吨位及厂房
高度很高，已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的应用范围，需按
《钢结构》规范的要求设计。
一.结构类型和截面形式
钢结构厂房应用较多的为单跨、双跨或多跨的单、双坡结构形式。门式刚架通长用于跨度为9-36米，柱距宜为6米，也可为7.5米和9米。 结构构件主要为刚架柱，刚架斜梁，柱间支撑，屋面支撑，系杆，檩条和山墙骨架组成。
门式刚架的结构形式是多种多样的，按构件体系分，可分为实腹式刚架和格构式刚架。前者梁、柱一般采用H型实腹截面，其刚度较强，但用钢量稍多。后者一般采用小截面角钢、钢管等构件组合的格构式梁、柱截面。其加工制作较为复杂，但用钢量较省，适用于大跨度的厂房。在门式刚架工业厂房设计中，通长采用实腹式梁柱截面。按截面形式分，有等截面和变截面。变截面与等截面相比，前者可以适应弯矩变化，节约材料，但在构件连接及加工制造方面，不如等截面方便。由于工业厂房内部多设有桥式吊车，柱宜采用等截面构件。
二.伸缩缝的设置
单层厂房伸缩缝的最大间距为70米，伸缩缝处的做法习惯上采用双柱，双柱基础可不断开。伸缩缝宽度一般为20-30mm.
三.支撑的布置
1.柱间支撑的布置
为保证钢结构厂房的空间工作，提高整体刚度，承受房屋端部山墙风力、吊车纵向刹车荷载、温度应力和地震作用和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房的结构形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度、温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖的横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度的变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下柱支撑。当温度区段的长度大于150米时（7度）或120米时（8度，9度），应在厂房1/3区段内各布置一道下柱支撑，支撑间距不应大于60米。上柱柱间支撑应布置在厂房单元两端和有下柱支撑的柱间。
2.屋面支撑的布置
厂房结构应有完整的支撑体系以形成有效的传力途径，首先，应设置屋面横向水平支撑，屋面横向水平支撑可增强屋面刚度，保证屋面梁的侧向稳定性，将抗风柱作用于屋面梁的风荷载通过支撑传至柱顶。同时在横向交叉支撑之间应设置刚性压杆以形成传递水平力的几何不变体系。其次应在柱顶、屋脊及刚架转折处设通长系杆，当抗风柱与刚架梁上翼缘连接时，在相应位置的端跨设置刚性压杆，以传递抗风柱传来的力。当设有带驾驶室且起重量大于15t的桥式吊车的跨间，在屋盖两侧设纵向水平支撑，它可使吊车荷载产生的柱顶横向荷载分布到相邻的刚架柱，提高厂房的整体刚度。屋面横向水平支撑应与柱间支撑相协调，一般应设在同一跨间，形成一个几何不变的支撑体系。屋面纵向支撑应尽可能同横向支撑形成一个封闭的支撑系统，以增强整个厂房的刚度。对于轻型钢结构厂房，应在刚架梁下翼缘受压处设置隅撑，保证刚架梁的侧向稳定性且作为刚架梁的平面外支撑点。而对于吊车起重量很大的钢结构厂房，其刚架梁的平面外计算长度宜取屋面交叉支撑间距离，屋面交叉支撑点处设通长系杆，在屋面支撑跨间为刚性系杆，其余跨间为拉杆即可。屋面支撑及柱间支撑杆件宜采用型钢支撑；当吊车起重量小于5吨时，屋面支撑也可以采用圆钢支撑，但应采用花篮螺栓张紧，保证屋面的刚度。
四.拉条的设置
关于拉条的设置，拉条的力一般需传至刚架上，在屋脊处设置斜拉条及撑杆，拉条的力在屋脊处从斜拉条及撑杆传至檩条的端部，靠近檩条与刚架节点，相当于传至刚架。撑杆必须与斜拉条同时设置，才能形成一个几何不变传力体系。同时，当屋面开天窗时，在开天窗处的下侧也应设置斜拉条及撑杆，否则拉条的力都传至开孔处的檩条，如果这根檩条不加强，很可能造成这根檩条的强度不足而产生破坏。当墙面开窗时，应在窗洞下设斜拉条及撑杆，把窗下侧的力传至刚架。有时当墙面很高时，仅在墙面顶处设置斜拉条及撑杆就不一定能瞒足要求，应在墙面增设撑杆及斜拉条，可将一部分力传至相邻的刚架柱上。对于墙板，特别是单侧挂板的墙面，宜设置双拉条，外侧拉条的作用作为墙板在竖向自重下的墙梁支撑点，里侧拉条可作为墙梁在水平风荷载下受压翼缘的侧向支点，以提高墙梁在风荷载作用下的整体稳定性。对于屋面檩条，由于屋面板一般为扣合式，屋面板与檩条间可有微小错动，并不能约束檩条上翼缘，应在高度三分之一处设置拉条。当柱距大于6米时，应在三分之一处各设一道拉条。
五.梁柱拼接节点设计
刚架斜梁与柱的连接为刚接，可采用端板竖放，端板横放，和端板斜放3种形式。端板斜放，施工比较困难，所以一般不采用。横梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直。主刚架构件的连接宜采用高强螺栓，宜采用承压型和摩擦型连接。
六.柱脚设计
当厂房内无吊车时，柱脚可采用铰接。当设有吊车、檐口高度较高或刚度要求较高时，柱脚与基础可采用刚性连接，这样可以提高厂房的整体刚度，减小刚架侧移。6，7度时可采用外露式柱脚，8，9度时可采用埋入式，插入式柱脚，也可采用外包式柱脚。近年来，将钢柱直接插入混凝土内用二次浇灌层固定的插入式刚接柱脚已经频繁用于单层工业厂房中，效果很好，并不影响安装调整。这种柱脚构造简单，节约钢材且安全可靠，可用于大跨度、有吊车的厂房中。
七.基础设计
对于钢结构厂房铰接柱脚，基础仅受轴心荷载作用，设计比较简单；而对于刚性固定柱脚，基础则要受偏心荷载作用，对于钢结构厂房，钢构件自重较轻，水平地震作用较小，水平控制荷载多为水平风荷载和吊车荷载。当风荷载与吊车荷载很大时，在偏心荷载的作用下基础底面反力不均匀，造成偏心距过大，基地压力很不均匀，压力最大值将大幅度增加，可能导致基础倾斜，影响吊车厂房的正常使用。对一般带吊车厂房的柱基础要求Pmin>0（e≤b/6），即不出现基础底面与地面脱离的情况。由于外界因素，基础不可以做的过大时，可以通过增加压重的办法减小偏心距，从而减小基础的大小。可以采取以下两种方法：一是增加基础埋深，基础短柱加高，柱底标高不变，这样既不影响柱子，又可以减小基础大小。二是厂房底部设置砖墙，使墙体自重通过基础梁传至基础上，也达到增加压重的目的。
八.总结
1.要根据厂方内部吊车情况及厂房高度来选择应该遵循的规范。
2.单层钢结构厂房在有吊车的情况下宜选择等截面柱，刚性固定柱脚。
3.为确保厂房承重结构的正常工作，提高整体刚度，厂房内柱间支撑，屋面水平支撑及系杆的合理布置极为重要。
4.钢结构厂房基础偏心距较大，可以通过增加基础自重的方法来减小基础面积。
参考文献
1.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102-2002
2.《钢结构设计规范》 GB 50017-2003
3.《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2010
中图分类号：V268.1文献标识码：A文章编号：
1、工业厂房设计理念 随着现代建筑的改变，工业厂房设计除了考虑功能的实用性，还应赋予建筑以科技化，人性化，多元化的特性，使工业厂房不仅满足其使用功能，也能体现工业建筑的艺术美，赋予了现代工业建筑新的设计理念。① 节能设计：节能是可以持续发展的工业厂房最普遍、也是最明显的特征。它包括以下的两个方面，一是建筑中的营运低能耗， 二是建造工业厂房过程中的本身低能耗。这两个方面可以从某些工业厂房中来利用太阳能、自然通风、天然采光和新产品的运用所体现出来。② 绿色设计：就是指从建筑中的原材料、工艺的手段、工业的产品、设备到能源的使用，从工业的营运到废物的二次使用等所有环节都不对环境所构成威胁，绿色设计应摒弃盲目的追求高科技中的做法，强调高科技与适宜的技术并举。③洁净的设计：洁净设计是强调在生产与使用工程中做到尽量坚守废弃物的排放并设置好废弃物的处理与回收的利用系统， 以实现无污染。这是工业厂房可持续发展的较重要措施，强调了对建设中的用地与建筑材料、采暖空间资源再生的利用，因此有效的利用资源和能源，实现技术的有效性和生态的持续发展，建造负责，具有生态环境的工业厂房常成为必然。
2、以某工程为例分析工业厂房的建筑设计
2.1厂区总体规划设计
区共分为四个区，分别由厂前部分的办公研发区，厂区中部的生产区和装卸区，后勤保障区、厂区后部的储存区组成。
设计根据工艺生产流程及货运物流的特点，以厂区最主要的建筑精炼车间和小包装奶油车间的布置为核心，将精炼车间和小包装奶油车间等主要生产线布置于厂区的中部，将研发中心布置在厂前区靠近松林山路位置。
小包装车间和收发油棚为了方便出货方便，在前面设置装卸区大广场，从厂区主入口进入以后，车辆可以集中在广场上装卸，减少了外来车辆对厂区内部的影响和方便了对外来人员的管理。
精炼车间的西部，紧邻辅助部分工务中心和污水处理池等后勤保障区。
油罐区和油泵房位于厂区后部的储存区，紧靠小包装奶油车间的西面布置，方便市政管架的接入和产品的存储，以上布置均紧靠主生产线以利于减少水、电、汽的管线距离，达到节约管材和能源的目的
厂前区紧靠松林山路有研发中心、门卫室、停车场等。货运流线和人流的分设，避免了人流和货流的交叉，门卫室设在人流路线和货运路线的中间实行集中管理，有效控制。研发中心和生产区之间用隔离绿化带分割开来，中间增设二道门，方便工人工作和生活的有序管理，同时在整个厂区的空间设计上保持一致性和连贯性，以达到对外来人员和货车司机有足够的活动空间和管理，不至于和厂区的其他工作人员交叉影响。
2.2厂区单体建筑设计
（1）厂区配套用房设计
包括门卫室，垃圾站，研发中心。
门卫室是单层建筑，混凝土框架结构，高3.75m，建筑面积144m2。
研发中心是三层建筑，混凝土框架结构，高13.85m，建筑面积3379.08m2。
垃圾房是单层仓库，火灾危险性戊类，耐火等级二级，混凝土框架结构，高3.75m，建筑面积32 m2。
（2）.加工生产区设计
由精炼车间和小包装奶油车间、收发油棚。
精炼车间为四层钢结构厂房,高35.8米 ，火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积6943.46m2。
小包装奶油车间为三层钢结构厂房,高21.2米 ，火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积14638.5m2。
收发油棚属于油罐区的附属设施是构筑物，高9.75m，火灾危险性丙类，耐火等级二级，计算容积率建筑面积519.1m2。
（3）储存区设计
储油罐区包括8个5000 m3油罐、10个3500 m3油罐、7个2500 m3油罐、9个1500 m3油罐、1个10 m3热水罐、1个200 m3脂肪酸罐。因储罐区储罐闪点为280°C-300°C与油相同，油罐区储罐布置同油罐，按《石油化工企业设计防火规范》6.2.9规定，储罐排数不限。
油泵房是油罐区的附属设施单层建筑，混凝土框架结构，高4.7m，火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积252.0m2。
.(4)后勤服务区设计
第四个区由工务中心、污水处理池组成。
工务中心为混凝土框架结构厂房,高5.2米 火灾危险性丙类，耐火等级二级，建筑面积837.0 m2；
污水处理池是油罐区的附属设施,构筑物，由相关专业公司进行设计。
2.3厂区竖向设计
厂区现有地势东高西低，按不同的功能分区分为三个不同标高的台地。其中厂前区研发中心场地设计标高为黄海高程15.65m，厂区中部小包装奶油车间和精炼车间及收发油棚和装卸货广场场地设计标高为黄海高程15.0m，厂区西部油罐区场地设计标高为黄海高程13.60m。
不同标高的台地之间用绿化和道路放坡过渡。
竖向设计将根据地势将雨水经过道路边的集水井汇集后排入地下排水管网接市政总管排放。
厂区总平面布置根据厂方提供的厂区地形红线图及其坐标系（镇江坐标系），高程系（黄海高程）进行设计。
道路纵坡大约0.3％，主次出入口处2％，油罐区两侧的道路坡度约为0.6%。路宽大于等于6m横坡采用双坡，坡度1.5%，小于
2.4厂区道路设计
厂区的主要出入口布置在厂区的东面松林山路，松林山路段围墙为低矮、通透式的围护结构。
全厂货运以陆路运输为主。工厂内道路设计：运输繁忙的主车道设计为18 m、9 m，普通双车道为6 m，消防车道宽度不小于4.0 m。厂区内道路路面设计为高压成品混凝土块，以减少运输作业时产生的尘土，通过次要道路将主要道路联系起来，并形成封闭环线，进一步优化交通流线，并可作为消防通道使用。
2.5厂区绿化景观设计
通过集中绿化带和道路绿化相结合的方式塑造绿化景观，有些车间是有食品洁净要求的，这些车间周边就只能布置硬地，植被也只能以植草为主，绿化较为单一，在主入口处设景观广场集中绿化布置，常绿乔木、开花乔木与开花灌木结合，实现随季节变更出现不同的植被特色，丰富视觉感受和绿化层次，改善办公和生产环境。
2.6节能环保设计
厂区总体定位：打造一个可持续发展、经济高效、清洁环保、环境优美的厂区。
采取的节能措施有生产车间采用新型高效环保型的工艺设备，以节约能耗，研发中心和门卫室等建筑采用新型节能墙体和屋面材料和节能玻璃来降低能耗，厂区灯具都采用节能型灯具等。
2.7厂区消防设计
厂区内建筑之间的消防间距根据《建筑设计防火规范》规定，高层厂房与其他厂房之间的防火间距为13m,其它厂房防火距离大于等于10m,根据《建筑设计防火规范》表4.2.1丙类液体储罐距离民用建筑防火间距不小于25m,距离一二级厂房建筑不小于20 m，表4.2.7丙类液体储罐距离收发油棚（丙类液体装卸鹤管）和油泵房防火间距不小于10m，以上防火间距满足消防要求。
中图分类号：V351.19 文献标识码：A 文章编号：
引言：目前汽车工厂的供油形式根据用途可大致分为两类：
间歇性加注机供油。主要应用于整车下线时，由加油机向油箱注油以及整车试验时向试验车辆加油。如：总装车间、检测车间、整车耐久试验室等。
连续性试验室供油。主要应用于研发中心各试验室发动机台架试验供油。如：发动机性能试验室、耐久试验室、NVH试验室等。
各个车间及试验室应采用气动隔膜泵还是电动潜油泵供油？油库应该设置多大容量为宜？如何确定设计方案、解决设计过程中的关键问题成为供油系统设计的重中之重。
1.油库容量的确定
确定油库容量，需要确定单罐容量以及设置储油罐的数量。
1.1单罐容量的确定
首先，要根据供油系统的用途区别分析。
对于间歇性整车加注机供油，根据每小时下线汽车的数量（节拍），每辆车需要加注燃油的容量，以及每天生产的小时数（班制）即可确定每天所需的燃油加注量。
对于连续性发动机试验室供油，根据每个发动机台架每小时平均耗油量，发动机台架的数量，以及每天进行试验的小时数即可确定每天所需的试验供油量。
其次，经厂方能源管理部门与当地供油部门协商，确定厂外油罐车向厂内油库供油的频率，即每次供油间隔的天数（一般为2~14天）。
由全厂每天所需的供油量及罐车供油间隔的天数，便可确定油库单罐容积。
1.2油罐数量的确定
无论整车厂加油机还是试验室供油系统，均有可能需求多种油品，如93#、97#汽油，-10#、0#柴油，以及其他类特殊油品等。为保证各种油品不混用油罐及供油管道，一般采取各种油品分别设置油罐、油泵及管道系统等。因此，油罐的数量与供油标号的数量一致。
2．油库防火间距的确定
2.1石油库储存油品的火灾危险性分类：
根据国家标准要求柴油闪点不低于55℃，但是我国目前仅有-35#柴油闪点低于60℃，为乙类。其他标号柴油均高于60℃，为丙类。汽油闪点为-50℃~-20℃，为甲类。因此，在设计过程中通常将汽油、柴油分别定性为甲类、丙类。
2.2石油库的等级划分：
现阶段我国汽车行业的各整车工厂、发动机工厂、研发中心等项目，其配套的油库储量一般均不大于1000m3，为五级石油库。
2.3企业附属石油库与本企业建筑物、构筑物、交通线等的安全距离（m）：
注：1.当甲、乙类油品与丙类油品混存时，丙类油品可按其容量的20%折算计入油罐区总容量。
2.对于埋地卧室油罐和储存丙B类油品的油罐，本表距离可减少50%，但不得小于10m。
2.4石油库内建筑物、构筑物之间的防火距离（m）：
注：1.四、五级石油库内各建筑物、构筑物之间的防火距离，V≤1000时可减少25%。
2.5车间供油站站内油罐、油泵房、与本车间厂房、厂内道路等的防火距离（m）：
设置在企业厂房外的车间供油站，其甲、乙类油品储罐容量不大于20m3且为埋地卧室油罐，或丙类油品储罐的容量不大于100m3。油泵房与埋地卧室油罐的防火距离不应小于3m。布置在露天或棚内的油泵与油罐的距离可不受限制。
3.油泵形式的选择
油库供油通常选用电动潜油泵及气动隔膜泵两种方式。
电动潜油泵的特点如下：
（1）一台潜油泵可供应多支加油枪；
（2）可用于汽油、柴油、煤油及汽油和四醇的混合燃料；
（3）具有过热自我保护功能；
（4）油品输送距离远大于自吸式油泵；
（5）结构紧凑、噪音低；
（6）具有油汽分离功能。
气动隔膜泵的特点如下：
（1）压缩空气做动力，不会过热，无有害气体排出；
（2）具有自吸功能；
（3）可以空运行，可以潜水工作；
（4）没有复杂的控制系统、电缆、保险丝等；
（5）体积小、重量轻、便于移动；
（6）无需，维修简便，不会由于滴漏污染工作环境等。
对于间歇性加油枪供油，通常选用电动潜油泵供油，采用提枪启泵、挂枪停泵，扳机控制出油的控制方式。
由于潜油泵基本都具备超压保护、过热保护等功能，且直接设置在油罐出油口。相比较气动隔膜泵系统，潜油泵不需另设设备基础，不需增加额外的压力控制、超压保护等装置，安装施工、设备维护及使用操作上更加方便。因此，目前整车工厂、整车试验室、各加油站供油系统一般均采用潜油泵的供油方式。而加油枪与潜油泵一体式加油机在安装和使用上将更加简便，目前在汽车工厂内的应用较多。
对于连续性试验室供油，通常选用气动隔膜泵供油，采用背压启动，即用即供的控制方式。
根据潜油泵厂家提供的资料，潜油泵一般要求实际输油量不应小于设计流量的20%。因此，在试验室供油系统中，设计流量是根据全部试验间平均用油量经计算确定，若特殊情况下仅有个别试验间进行试验，耗油量未达到设计流量20%时，潜油泵则不能满足其供油要求。因此，在试验室用油点较多的情况下，一般均选用气动隔膜泵的供油方式。设计时还应注意，选用气动隔膜泵的供油方式时，需设置超压保护装置，或选用电接点压力表与电磁阀联锁控制，或选用压力安全阀并设置回油系统。
4.供油压力的控制及超压保护的措施
对于潜油泵系统，根据供油距离及高度经计算选定油泵扬程即可，且潜油泵自带超压保护及回流措施。因此，潜油泵系统对压力控制及超压保护的实现比较简单。
对于气动隔膜泵系统，试验间发动机用油压力约为0.05MPa，经计算管道压力损失后，油库供油泵供油压力一般设为0.2~0.3MPa。气动隔膜泵为背压启动，压缩空气压力即为油泵供油压力，因此需将压缩空气由压力调节阀调节供气压力为0.2~0.3MPa。由于各用油点位置不一，其供油管道距离、压力损失也不相等，为保证各个用油末端压力稳定且一致，一般采取在供油管道末端设置压力调节阀及隔膜罐的方式，将末端供油压力稳定设置在约0.05MPa。
由于隔膜泵为背压启动，其供油压力与供气压力相同，若压缩空气管路出现问题（如压缩空气调压阀失灵等），可能产生压缩空气超压，导致供油压力超压的状况。供油系统超压保护的措施有：
（1）电接点压力表加电磁阀。在油泵出油管设置电接点压力表，上限压力设定为设计压力的1.10倍。并在油泵供气管设置电磁阀与电接点压力表联锁控制。当供油管道超压，达到设计压力1.10倍时，电接点压力表传输信号至气路电磁阀，进行关闭动作，停气停油。当故障排除后，根据设定的下限压力，电接点压力表传输信号至电磁阀，进行开启动作，供气供油。
（2）安全阀加回油管。在油泵出油管设置安全阀，并设回油管至油罐回油口，设定安全阀开启压力为设计压力的1.10倍。当供油管道超压，达到设计压力1.10倍时，安全阀自动开启，转至回油管道，回到储油罐内。当故障排除后，接通供气、供油管路恢复供油。
结语：
要做好工业项目供油系统的设计，需要对以往项目进行归纳总结，结合相关规范及设计手册，分析研究，才能逐步提高设计水平，在符合规范的前提下，做出既满足业主需求又能最大程度降低成本的优秀设计方案。
Abstract: the door frame structure is currently in the single industrial workshop in a wide range of applications, this paper in combination with an industrial plant construction practice and related material, according to the design and material choice, discusses the door frame of the construction of the factory building, processes and key points of attention, can provide reference for similar project and reference.
Keywords: steel structure; Plant design; Material selection
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
0引言
门式刚架结构因其自重轻、施工速度快、工业化程度高、抗震性能好、构件工厂制作、安装方便、综合经济和社会效益好、环保等优点在工业建筑工程中被广泛应用，并因此成为钢结构房屋体系中发展最快的一种。2002年国家颁布了CECS102：2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(以下简称《门刚规程》)，为门式刚架结构的应用和发展创造了更有利的条件。
1 项目概况
上海新研工程有限公司厂房为大跨度单层四跨厂房，厂房上部结构采用钢结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。跨度为18m，柱距为7.5m，全长120m，车间内设有四台吊车，为28t/5t桥式吊车和10t中级(A5)电动单梁吊车，工字形钢吊车梁，吊车轨顶标高为9.8m及11.0m，柱顶标高为11.3m~14.2m，护采用彩色钢板夹聚苯乙烯保温板。其中28t/5t桥式吊车那跨柱子采用的是格构式的柱子，缀条式构件。
2设计方案
2.1结构形式分析
对于设计人员，如何确定工业厂房结构形式是非常重要的。工业厂房一般有以下几种结构形式：砌体结构、钢筋混凝土排架结构、钢结构。砌体结构适用于跨度比较小、无起重或小起重设备的厂房；钢筋混凝土排架结构是工业厂房最常用的结构形式之一，但由于其刚度大、自重大，地震力也大，占用场地大、施工工期较长；而钢结构厂房(特别是门式刚架厂房)相比有以下优点：
1)自重轻、柔性好、抗震性能好；
2)安装方便、施工工期短；
3)轻钢结构是一种绿色环保结构，具有较高的利用价值。由于本工程厂房跨度较大，起重吊车吨位较高，施工场地小，工期要求短，所以选择了门式刚架结构。
2.2柱距、跨度设计
工业厂房结构布置中，在满足场地的条件下，符合设备布置、工艺合理的要求下，应优先考虑厂房的最优柱距和最优跨度。对于常用刚架厂房，其跨度一般为9m～36m。在选择厂房跨度时，不宜盲目追求大跨度或小跨度，而要根据实际情况，选择合理的经济跨度。
2.3荷载取值
门式刚架厂房结构主要荷载为吊车荷载、竖向自重荷载、雪荷载、屋面活荷载、风荷载等。计算钢梁时《门刚规程》规定屋面活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2时，取值为0.3kN/m2；雪荷载按照《建筑结构荷载规范》中的要求进行计算，根据不同类别的屋面形式，屋面积雪分布系数按表6.2.1采用，但必须注意表中的小注，否则就会出错。屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合。
吊车荷载是工业厂房的最主要荷载，分为吊车竖向荷载和吊车水平荷载。按照《建筑结构荷载规范》中的要求，吊车竖向荷载标准值，应采用吊车最大轮压或最小轮压；吊车横向水平荷载取值时一定要分清软钩吊车和硬钩吊车，取值是不一样的。在此特别注意的是GB50017-2003钢结构设计规范在计算重级工作制(A6～A8)吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接的强度时，应考虑由吊车摆动引起的横向水平力HK(此水平力不与建筑结构荷载规范规定的吊车横向水平荷载同时考虑)，HK=apk.max，通常情况下此横向水平力要比建筑结构荷载规范规定的吊车横向水平荷载大。
2.4刚架梁柱设计
门式刚架是梁、柱单元构件的组合体，是主要的承重构件。刚架梁柱的截面尺寸应根据其跨度、柱距、屋面荷载及吊车吨位确定。一般门式刚架由变截面的实腹焊接工字型或轧制H型截面柱和梁组成。刚架斜梁一般情况下，当跨度小于24m时采用等截面，当跨度不小于24m时采用变截面。在门式刚架厂房结构体系中，常采用单跨、双跨、多跨、双坡或单坡的单层门式刚架。
屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条；外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。通常厂房外墙在离地面1.5m高范围内采用砖砌体，以防腐蚀、碰撞发生损坏。
3材料设计
3.1钢材设计
作为设计人员，应充分了解各种型号钢材市场价格后，对钢材的选用进行优化设计，并根据截面强度和结构变形等不同强度选用相应的钢材。一般厂房的门式刚架等构件宜采用Q235-B或Q345-A的钢。
3.2螺栓设计
对于厂房门式刚架的柱与梁、梁与梁的连接，一般采用高强度螺栓(8.8级或10.9级)。在设计说明中应给定高强度螺栓的性能等级和连接材料的摩擦数。目前厂房设计一般用摩擦型连接。地脚螺栓一般采用C级螺栓，C级螺栓与构件固定后，应采用双螺帽或将螺丝丝口打毛等其他有效措施，防止松动。
4连接节点设计分析
连接节点的设计是钢结构设计中重要内容之一。钢结构的连接方法可分为焊接、铆接、普通螺栓连接、高强螺栓连接。
4.1梁柱或横梁节点设计
工业厂房一般情况下梁柱或横梁节点的连接采用高强螺栓连接或高强螺栓焊连接。
端板连接是门式刚架目前实际工程中应用最多的梁柱或横梁间节点连接类型，主要有外伸式、平板式、外伸式加肋等几种形式。加劲肋能大大提高节点抗弯能力，有效减少螺栓数量和端板厚度，故一般优先选用外伸式加肋的节点形式。
对于有吊车及大跨度，大荷载厂房的梁柱节点，应采用全焊与螺栓焊连接节点，此焊连接节点具有节点转动刚度大，工程费用低，但高空焊接工作量大。
4.2柱脚连接设计
厂房的钢柱与混凝土基础通过锚栓连接形成了柱脚。柱脚根据能否抵抗弯矩分为刚接柱脚或铰接柱脚。确定柱脚的刚接和铰接，关键在于锚栓布置。柱脚的区别在于对侧移的控制，如果结构对侧移控制较严，则采用刚接柱脚，其余情况下，柱脚可设计成铰接。另外，如果底板和基础顶面的摩擦不能满足柱底剪力的传递要求，则须设置抗剪键，通常对有吊车的厂房需设置抗剪键。本工程就设置了抗剪键。
5防腐蚀和防火设计分析
5.1防腐蚀设计
钢结构的优点非常多，但它生锈腐蚀是一个致命的缺陷。钢结构的腐蚀不仅可能造成巨大的经济损失，也给结构的安全带来了隐患。本人曾经遇到过某选煤厂主洗煤车间，由于经常用水，车间内环境非常潮湿，导致钢结构厂房下部工字形钢柱结构腐蚀非常严重，有的柱腹板、翼缘板局部已腐蚀透，给主洗煤车间造成非常大的安全隐患。所以钢结构的防腐蚀设计和施工非常重要。
钢结构的防腐包括防锈和涂装：
1)钢结构的防腐关键在于除锈。只有彻底除锈才能消除隐患。除锈宜用喷砂或抛丸除锈，除锈等级不低一般为Sa2.5；2)钢结构表面在涂底漆之前，应彻底清除铁锈、焊渣、毛刺、油污、漆层、积水、积雪及泥土等；3)在钢结构表面刷防腐涂料，并应给定涂膜厚度。
5.2防火设计
根据GB50016-2006建筑设计防火规范中的要求进行防火设计。钢结构耐火性能差，其耐火极限仅为15min，厂房是否进行防火设计应根据厂房的生产类别和耐火极限来确定，对于耐火等级为二级的厂房，当厂房的生产类别为丁、戊类时可不进行防火设计；对于厂房的生产类别为甲、乙、丙类时应进行防火设计。必须对钢结构构件表面采取防火措施，主要有：涂抹防火涂料；将耐火轻质板作为防火外包层；在构件浇筑混凝土或砌筑耐火砖。一般门式刚架的承重钢结构宜采用防火涂料防火。板、梁一般采用超薄型及薄型防火涂料，柱采用厚型防火涂料。
6结语
综上所述，本车间建成投产后，使用良好，获得了建设单位的一致好评。作为工程设计人员，先后完成了多项门式刚架厂房的设计，取得了一些设计经验。
随着门式刚架结构设计和施工技术的日益成熟，门式刚架在工业厂房中的应用前景非常广阔。设计师一定要与时俱进，时刻掌握设计新理念，设计出更加经济、合理、安全、环保的门式刚架结构厂房。
参考文献：
[1]GB50017-2003，钢结构设计规范[S].
[2]CECS102：2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].
[3]GB50009-2001，建筑结构荷载规范(2006年版)[S].
一、大型排架结构工业厂房的设计要点
1、基本体系
单层排架结构的承重体系主要是由横向平面排架和纵向平面排架组成。横向平面排架一般是由若十榀跨度和截面相同的横向柱列和屋架组成，是厂房的基本承重结构。厂房结构承受的竖向荷载(结构自重、屋面活荷载和吊车竖向荷载)及横向水平荷载(风荷载、吊车横向水平荷载和横向水平地震作用)等都主要是通过横向平面排架传到基础和地基的。纵向平面排架则是由纵向柱列和柱间支撑、屋架支撑、抗风柱等组成，其主要作用是保证厂房的纵向刚度和稳定性，并承受纵向风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用等。
2、计算方法
目前，在设计过程中，为计算方便，普遍假定各个横向平面排架之间以及各个纵向平面排架之间是互不联系、独立工作的。而且由于厂房一般都较长，纵向平面排架的柱列较多，抗侧刚度较大 每根柱实际承受的水平力较小，因此，往往不进行纵向排架计算而只进行横向排架计算 可采用的是中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件中的PK软件进行横向排架汁算。建模时考虑以下2个假定条件：
（1）柱下端与基础固接，上端与屋架交接。屋架简化为刚度无限大的刚性杆，其变形忽略不计：
（2）不考虑排架之间的空间作用，即各榀排架之间是独立工作，互不联系的平面体系，因此只需要选取其中任意一榀排架进行计算即可。
3、排架柱
单层厂房竖向荷载一般并不太大且混凝土受压承载力较高，因此宜采用工型柱，这样做不仅能降低造价还能减轻自重，对基础的受力有利。排架柱的截面及牛腿尺寸(含所需埋件等)均可根据厂房吊车起重量、轨顶标高等按国标定型图合理选用，不应过大。设计中更重要的工作是确定牛腿、轨顶和柱顶等处的标高，标高确定的依据是甲方单位提供的将采用的吊车的各项准确参数．一般应保证屋架下铉的最下部位距吊车的最高部位的净空尺寸不小于200毫米。
4、抗风柱
抗风柱的主要作用是承受纵向风荷载，其下端一般做成固端，上端一般与屋架上弦铰接．抗风柱的柱顶标高应低于屋架上铉中心线5O毫米。设置时应注意必须对应屋架的上弦节点位置。不可随意设置。若是与屋架下弦连接，则屋架相应位置须设置下弦横向水平支撑。抗风柱与排架柱均宜预制，柱脚采用插入现浇基础杯口。
5、支撑设置
一般端跨需设置屋架上下弦支撑和垂直支撑，仅设上柱支撑。在间距不超过66米的中部跨，需设置上下柱柱问支撑。当单元长度超过66米时，尚应在中部柱问支撑上部设置屋架垂直支撑。对标准模数厂房，可直接按网集设置。
6、墙体与柱(抗风柱)的拉结
应在墙体不同高度设置3—5道闭合圈梁并按构造要求与柱或屋面板拉结。一般屋盖处需设置一道，其余圈梁应尽可能与门窗过梁、连梁结合起来，使一种梁能起到多重作用，以节约材料、方便施工。在抗震条件下，还应沿柱高设置8@500的拉结筋与墙体拉结。
二、大型工业厂房排架结构设计的实例分析
某热力站厂房为地面式厂房，主厂房(包括安装问)总长l12.8m，其中安装间长32.1m，宽24m，主厂房内设4台水轮发电机组，机组间距为19.05m，主厂房最大高度(主机间)46.43m。发电机层高程为l289.02m，水轮机层高程为1280.60m，厂房底板高程l262.91m。
该发电厂房为排架结构，排架应具有必要的抗震承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1、排架布置根据机组尺寸确定
主机间机组间距l9.05m，除l机组段长23.5m外，其余机组段均为l9m。根据设备布置要求，确定厂房上游侧宽15m，下游侧10.5m，共4台机，2，3，4号机机组间距相同，1号机不一样；每台机组段设置l条伸缩缝，每个机组段布置3榀排架，因此在伸缩缝间左、右两边各设置l个排架柱，形成双柱形式，主机间排架柱间距为8.95m与4.5m两种；柱断面下柱为1.1m ×2.2m，上柱为1.1m×1.4m，抗风柱断面0.5m×0.7m，B轴砌体填充墙内设构造柱，断面0.3m ×0.3m，连系梁尺寸为b×h=0.7m×1.1m，扁梁尺寸为b×h=0.8m×0.3m。安装间排架柱间距为7.75m，柱断面下柱为1.1m×2.2m，上柱为1.1m×1.4m，抗风柱断面为0.5m×0.7m，B轴砌体填充墙内设构造柱，断面0.3m×0.3m，连系粱尺寸为b×h=0.7m×1.1m，扁梁尺寸为b×h=0.8m×0.3m，排架顶部横杆系钢屋架下弦杆。
2、排架简化计算
（1）横向平面排架：计算中、边排架，钢网架视为两端铰接杆件，只传递轴力。排架柱底部，主机间固定在高程l272.20m和l280.60m大体积混疑土上，安装固定在高程l289.02m上，造独立基础。排架上、下柱为变截面，内力计算时考虑上柱对下柱的偏心影响。
（2）纵向平面排架：主机间取1个机组段，安装间取整个为计算单元，主要计算纵向连系粱。
3、参数设置
地震设计烈度8°，且只考虑水平地震荷载，排架结构按2级建筑物设计，排架结构首先进行刚度验算，然后进行构件强度计算，温度荷载：不考虑内外温差的影响。
4、荷载及组合
主厂房排架主要承受屋盖系统的重量和吊车荷载，还有发电机层，水轮机层楼板及纵向连系梁(承重墙梁)的重量。
（1）恒荷载
自重A1：包括(防水层+找平层+保温层+找坡层+屋面板+屋架)；砖墙重A2：主厂房纵向连系梁梁底无填充墙砌筑；发电机层和水轮机层板梁自重传来的荷载A3 (安装问只有发电机层板梁自重传来的荷载A3)；吊车梁自重A4l
（2）活荷载
屋面均布活荷载包括上人荷载Bl；屋面雪荷载B2；
雪荷载：Sk=?r×S。
式中S为雪荷载标准值，kN/㎡
?r为屋面积雪分布系数
S。为基本雪压，kN/㎡
发电机层和水轮机层板梁传来的活荷载B3(安装间只有发电机层板梁传来的荷载B3)；
吊车满载时的轮压B4；吊车横向水平荷载B5；吊车竖向荷载B6；风荷载B7；地震荷载C；设计烈度8°，场地类型I类，效应调整系数1.35，剪力和弯矩增大系数2.5。
基本组合：Al+A2+A3+A4+Bl(或B2)+B3+B4+B5+B7
特殊组合：A1+A2+A3+A4+Bl(或B2)+B3+B4+B5+B7+C
三、结束语
综上所述，对于这种结构形式目前没有规范依据，设计者只能通过自己的经验来进行设计，如对屋面钢梁的挠度限制。在建立计算模型时，应该整体建模，以考虑钢梁同混凝土框排架的整体作用；要做到分析模型与具体的连接构造处理相统一。只有做到理论与实际的统一，才能保证设计成果的安全可靠。
参考文献
