發(fā)布時間：2022-07-31 04:13:24
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要：我國工業(yè)生產(chǎn)變革帶動了我國工業(yè)建筑設(shè)計行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)建筑設(shè)計中以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的建筑格局已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)今社會經(jīng)濟發(fā)展理念，提高工業(yè)建筑設(shè)計的環(huán)保性與可循環(huán)性是當前工業(yè)建筑設(shè)計的重要任務(wù)。輕型鋼結(jié)構(gòu)具有造型美觀、耐大氣腐蝕、隔熱隔聲以及空間利用率高等特點，因此在工業(yè)建筑中被廣泛的應(yīng)用。本文就輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的設(shè)計進行了簡要的探討分析。
關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；輕型鋼結(jié)構(gòu)；門式剛架設(shè)計
一、輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的內(nèi)容和特點
以單層為主的實腹式門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)的金屬面板建筑，是最早出現(xiàn)的輕型鋼建筑，后來因為輕型鋼建筑輕質(zhì)，這個優(yōu)點，被引進于工業(yè)建筑中，并且隨著輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的不斷應(yīng)用，其范圍的不斷擴大，一些中小型的倉庫和工廠都引進了這種輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑。人們通過對輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的了解和其優(yōu)勢的認知，得出輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑是在冷彎薄壁型鋼、輕型焊接和高頻焊接型鋼、輕型熱軋型鋼等充分應(yīng)用的基礎(chǔ)上的一種新型的受力構(gòu)件，主要采用單層和多層的輕質(zhì)的隔離材料。
（1）現(xiàn)場施工速度快、工期短
施工過程中速度快是由輕型鋼結(jié)構(gòu)的簡單和輕質(zhì)的性質(zhì)決定的，輕型鋼結(jié)構(gòu)的使用可以使工期得以縮短，而且在技術(shù)上要求不高，可以實現(xiàn)量化生產(chǎn)，并使施工高效。
（2）材料重量輕
輕型鋼結(jié)構(gòu)目前最明顯的特點是自身重量輕，這種特點決定了其在建筑施工的大量推廣和使用。輕型焊接的H型鋼是輕型鋼結(jié)構(gòu)主要采用的材料。與一般的工字鋼、槽鋼相比，其重量輕并有效利用鋼的截面。一般情況下，采用截面利用系數(shù)較高的材料，可以達到節(jié)省鋼材的目的。尤其是地基承載能力較低的工業(yè)建筑，可以充分體現(xiàn)這個特點的優(yōu)越性。
（3）工業(yè)化程度高
輕型鋼結(jié)構(gòu)與其他建筑材料結(jié)構(gòu)相比，建筑構(gòu)造較為簡單，用料單一，所以能夠使自動化生產(chǎn)和標準化更容易實現(xiàn)。所以輕型鋼無論在安裝使用，還是在生產(chǎn)中，其工業(yè)化程度都很高，在工業(yè)建筑中這點是非常重要的。
二、工業(yè)建筑設(shè)計中輕型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法
（1）主結(jié)構(gòu)體系及支撐體系
1、主結(jié)構(gòu)體系
輕鋼結(jié)構(gòu)一般采用輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，不同于以往的混凝土排架結(jié)構(gòu)。單榀的剛架在平面內(nèi)是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，柱腳既可以剛接也可以鉸接，較為靈活的設(shè)計方法，給設(shè)計人員帶來了更多的設(shè)計思路。而在平面外需要依靠支撐體系，來使整個建筑達到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，故在現(xiàn)場安裝時，應(yīng)該特別注意先安裝支撐體系。在國內(nèi)，由于不按要求安裝支撐體系而引起鋼結(jié)構(gòu)建筑倒塌的情況時有發(fā)生。
2、支撐體系
支撐體系的設(shè)計在整個工業(yè)建筑中起著至關(guān)重要的地位，按其受力形式可以分為柔性支撐和剛性支撐。柔性支撐一般采用圓鋼等，通常情況下只受拉力，如果有壓力隨即退出受力模型，改由其他桿件受力，所有柔性支撐一般為交叉支撐，一般輕型的工業(yè)建筑均采用柔性支撐，且經(jīng)濟可靠，變形協(xié)調(diào)。重型廠房及多高層鋼結(jié)構(gòu)采用鋼性支撐，由于對變形要求嚴格，剛性支撐能更好的起到約束作用。
（2）外墻體系設(shè)計
非承重墻是輕型鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)外墻主要形式，組合墻是外墻體系普遍采用的方式，砌塊墻一般在1-1.2m以下，彩色壓型鋼板在1.2m以上。鍍鋅或鍍鋁鋅鋼板壓制成壓型鋼板，可以分為大波和小波、橫板和豎板，鋼板的剛度和自身穩(wěn)定性可以通過壓制波形來提高。外墻施工的程序為：主鋼構(gòu)施工完畢后，在柱子上進行橫向墻檁的安裝，并根據(jù)柱子跨度的不同，會影響其檁條大小和疏密程度，將墻檁固定好后，掛上壓型鋼板，將超細玻璃絲綿放入墻板和墻檁之間。若要提高其美觀度，把墻體骨骼系統(tǒng)包起來，可以在墻檁內(nèi)側(cè)掛上一層內(nèi)襯鋼板。進行板型選擇時，豎板的穩(wěn)定性較好，更為經(jīng)濟，橫板則比較美觀大氣。
現(xiàn)在很多的廠房除了采用普通的壓型鋼板外，開始運用高復(fù)合板，也被稱為三明治板，它是在兩層壓型鋼板中加入高密度保溫材料然后壓制而成。復(fù)合板可以做成墻檁，其對于鋼板板型幾乎沒要求，波形板、壓花板、平板都可以。這種板的保溫效果不錯，并且平整度高，美觀且耐用，可以仿石材或仿鋁板，雖然其價格要稍貴一些，但是經(jīng)常被合資企業(yè)的建筑運用。開窗自由是輕型鋼結(jié)構(gòu)外墻的最大特點，因為墻面和柱子不是一體，所以墻面不會被柱子打斷，在開窗時不會受到影響，這種方式為工廠的外墻設(shè)計提供了優(yōu)秀的基礎(chǔ)。
（3）屋面設(shè)計方法
在輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計中，首先是建筑材料與坡度選擇，現(xiàn)今我國工業(yè)建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)中的屋面材料主要有太空鋼板以及壓型鋼板等，目前我國工業(yè)建筑中應(yīng)用較為廣泛的是金屬壓型復(fù)合保溫板、夾心板以及金屬壓型板，這三種材料各有其不同之處，它們之間的用途也存在一定的差異性。就一般工業(yè)建筑而言，建筑屋面坡度越大，那么對屋面排水則越有利，然而若坡度過大也存在一定的弊端，坡度過大會提升排水速度，易產(chǎn)生濺水現(xiàn)象。相應(yīng)的若坡度過小，排水速度也會相應(yīng)變小，水流速度過于緩慢易造成積水狀況，因此在輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中一定要合理控制屋面坡度。另外，輕型鋼結(jié)構(gòu)屋面材料也是影響工業(yè)建筑整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在屋面材料選擇中相關(guān)工作人員應(yīng)明確工業(yè)建筑對材料的實際需求，以此為基礎(chǔ)選擇價格適中且質(zhì)量較好的屋面材料，為后期工業(yè)建筑奠定基礎(chǔ)。其次，對金屬壓型鋼板屋面構(gòu)造設(shè)計進行合理把控，金屬壓型鋼板屋面構(gòu)造設(shè)計中主要包含板型選擇、屋面開洞方式、采光帶設(shè)置以及壓型金屬板選擇等等，一般情況下大多采用輕型鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑，為使建筑具備良好的采光與通風效果，會在屋面上部位置合理設(shè)置通風孔與采光帶。
（4）加層構(gòu)造設(shè)計方法
輕型鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計與建筑中的普通加層存在一定的區(qū)別，其不僅具有普通加層的功能，同時還兼具了輕型鋼結(jié)構(gòu)本身的特點，在輕型鋼結(jié)構(gòu)加層構(gòu)造設(shè)計過程中要考慮輕型鋼結(jié)構(gòu)加層的個性特點。輕型鋼結(jié)構(gòu)加強的主要方式是在原有建筑主體結(jié)構(gòu)上進行直接性加高，在原有建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上得到加固以及優(yōu)化主體結(jié)構(gòu)的目的。當然要實現(xiàn)此目的需要一個經(jīng)濟完整并且合理的設(shè)計方案，所以做好輕型鋼結(jié)構(gòu)加層構(gòu)造設(shè)計十分重要。由于輕型鋼結(jié)構(gòu)的剛度比較小、重量輕，因此在加層構(gòu)造設(shè)計中應(yīng)科學(xué)設(shè)置足夠的橫向與縱向支撐，以此來保證輕型鋼結(jié)構(gòu)原有的剛度與穩(wěn)定性。與此同時，在加層構(gòu)造設(shè)計中還要充分考慮輕型鋼結(jié)構(gòu)加層構(gòu)造的地震效應(yīng)，使板塊剛度均勻分布在結(jié)構(gòu)之中。
（5）輕型鋼結(jié)構(gòu)的防雷設(shè)計
1、輕型結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計的六大要素
在輕型鋼結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計中，一定要注意相關(guān)要素，筆者認為，在具體工作中輕型鋼結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計主要包括以下六方面要素：①建筑物防雷裝置的接閃功能；②建筑物外部接地效果；③引下線的分流效果；④內(nèi)部防雷系統(tǒng)中各部位的均衡電位；⑤建筑物內(nèi)部各個線路合理分布；⑥建筑物內(nèi)部完善設(shè)備屏蔽保護作用。
在實際工作中，不僅要充分掌握輕型結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計的六大要素，還一定要認識到，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑采用的是金屬屋面，與其它屋面相比，金屬屋面更容易發(fā)生雷擊事故，此外還必須要注意，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑與其它建筑不同，其它建筑通常采用富蘭克林常規(guī)避雷系統(tǒng)，但是對于輕鋼型結(jié)構(gòu)建筑而言，由于金屬屋面較薄，不能承受傳統(tǒng)避雷導(dǎo)體的重量，因此在輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的防雷設(shè)計工作中，應(yīng)該針對輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的特殊性，充分考慮輕型鋼結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計六大要素，認真研究屋面防雷措施。
2、閃電理論
與我們關(guān)系最密切的閃電是云地閃電，云地閃電是雷雨云中荷電中心對大地脈沖放電的過程，在整個放電過程中，不僅包括光導(dǎo)、回擊放電過程，還含有一些其它形式的脈沖放電過程，放電過程較為復(fù)雜，其中回擊等放電過程具有放電時間短、峰值電流高等特征，并且在回擊放電過程中，電流脈沖平均峰值能夠達到幾百千安，時間最大可以持續(xù)幾百微秒。在輕型鋼結(jié)構(gòu)防雷設(shè)計工作中，應(yīng)該充分了解閃電理論及相關(guān)知識，保證防雷設(shè)計科學(xué)合理，全面提高輕型鋼結(jié)構(gòu)的防雷性能。
三、結(jié)語
總而言之，輕型鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)今已經(jīng)在多種類型的工業(yè)建筑中得到了廣泛應(yīng)用，例如辦公區(qū)、生產(chǎn)廠房以及辦公區(qū)等等，其在工業(yè)建筑設(shè)計中具有指導(dǎo)性作用。因此，在輕型鋼的工業(yè)建筑設(shè)計時，相關(guān)人員要嚴格遵守相關(guān)規(guī)定和設(shè)計標準。把握輕型鋼結(jié)構(gòu)自身特點，可以全面提升工業(yè)建筑設(shè)計質(zhì)量，這樣才能使設(shè)計出的工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)合理并且環(huán)保經(jīng)濟，能夠達到經(jīng)濟建設(shè)的需求。
摘要：本文從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計要點出發(fā)，分析了鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設(shè)計施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，針對鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設(shè)計施工環(huán)節(jié)中的優(yōu)化思考進行詳細探究。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑設(shè)計；優(yōu)化思考
引言
近年來，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)運用在工業(yè)建筑中已經(jīng)成為一種趨勢，這是因為鋼結(jié)構(gòu)有著一些其他建材不具備的特點。雖說在工業(yè)建筑設(shè)計過程中對鋼結(jié)構(gòu)進行了應(yīng)用，但是其興起的時間并不是太久，應(yīng)用的范圍也不算廣。
一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計要點
1、建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的特點
建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的特點主要表現(xiàn)為：第一，鋼結(jié)構(gòu)的多樣性。建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題直接影響著鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，特別是承荷載力大的鋼結(jié)構(gòu)部位，在進行這類鋼結(jié)構(gòu)部位設(shè)計時必須進行多方面的考慮，并對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行認真分析、探究。第二，鋼結(jié)構(gòu)的整體性。鋼結(jié)構(gòu)建筑是由多種構(gòu)件共同組成的一個整體，任何一個構(gòu)件所具有的作用都是不容忽視的，若是當任意一個構(gòu)件出現(xiàn)問題，例如失穩(wěn)、變形等情況，那么必定會對其他構(gòu)件造成影響，最終導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性出現(xiàn)問題。
2、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的計算方法
2.1 整體剛度計算。在現(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)計算規(guī)范中，通用的計算方法是軸心壓桿穩(wěn)定計算方法，其主要采用是折減系數(shù)方法和臨界壓力求解法。其中，臨界壓力由歐拉公式給出。
2.2 整體穩(wěn)定性分析。鋼結(jié)構(gòu)建筑是由多種構(gòu)件共同組成的一個整體，其整體穩(wěn)定性受各種構(gòu)件的制約較大，各構(gòu)件之間是否具有良好的穩(wěn)定性，是確保鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的前提基礎(chǔ)。所以，應(yīng)對其整體穩(wěn)定性進行分析。
2.3 其他特點的穩(wěn)定計算。鋼結(jié)構(gòu)的各種組成構(gòu)件又能分為兩大類，為彈性構(gòu)件和柔性構(gòu)件，因而，在進行鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性時應(yīng)重視這一特點。由于柔性構(gòu)件容易發(fā)生變形，進而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部也發(fā)生變化，最終對鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重的影響，所以，必須重視柔性構(gòu)件的分析。
3、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的分析方法
3.1 靜力法。靜力法的分析原理是結(jié)合已經(jīng)出現(xiàn)了微小變形后的一些結(jié)構(gòu)受力的條件，并根據(jù)這些條件來建立相對平衡的微分方程。通過建立的微分方程仔細的計算出構(gòu)件受力的臨界相關(guān)荷載。在實際中應(yīng)用靜力法構(gòu)件平衡微分方程時，應(yīng)遵循相關(guān)設(shè)定，具體表現(xiàn)為：直桿構(gòu)件應(yīng)該為截面，其壓力應(yīng)始終遵循之前的軸線進行作用。
3.2 動力法。當鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系處于平衡狀態(tài)下時，若是受到一定的干擾，那么整個結(jié)構(gòu)體系就會產(chǎn)生振動，這時應(yīng)采用動力法對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行分析。鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性與其所承受的荷載有著密切關(guān)聯(lián)，在鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形以及鋼結(jié)構(gòu)振動加速時，這種聯(lián)系更加緊密。若是鋼結(jié)構(gòu)所承受的荷載值低于鋼結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性的極限荷載值時，會出現(xiàn)加速度和之前的鋼結(jié)構(gòu)變形的具體方向相反的狀況。
3.3 能量法。若是在實際應(yīng)用中鋼結(jié)構(gòu)載著保守力并且已經(jīng)具備結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)受力條件，那么就能以此條件構(gòu)建總體勢能。如果要計算鋼結(jié)構(gòu)的總體勢能，則必須滿足一個前提條件，即鋼結(jié)構(gòu)處于相對平衡的狀態(tài)下[1]。
二、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設(shè)計施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用分析
實際工程操作中，鋼結(jié)構(gòu)憑借自身特點獲得了社會各界的認同。鋼結(jié)構(gòu)之所以在建筑行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，是因為其較快的施工速度。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效應(yīng)用，進一步促進了大批量的生產(chǎn)，這些又促進了鋼結(jié)構(gòu)施工的便利性。保證鋼結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，無形中實現(xiàn)了施工周期的有效縮短，達到幫助縮短工期實現(xiàn)節(jié)約成本的目的；和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的自重很輕，有利于優(yōu)化建筑物自身重量；同樣相比于其他建筑結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的適應(yīng)性更加強大，適合應(yīng)用在那些地基承載力較弱和地震強度較高的地區(qū)。
鋼結(jié)構(gòu)的合理利用可以有效提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，和傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)更加環(huán)保。就這點來說，鋼結(jié)構(gòu)更加符合國家節(jié)能減排的號召，滿足建筑對節(jié)能環(huán)保材料的需求。鋼結(jié)構(gòu)本身就是由鋼材構(gòu)成的，建筑對高強度和高效能材料的需求也因此得到滿足，具有很大的循環(huán)利用價值；在工程施工過程中，為了保證不出現(xiàn)其他問題，就需要在設(shè)計階段對圖紙和計算不斷優(yōu)化，在保證圖紙質(zhì)量的前提下，確保施工順利進行；設(shè)計過程應(yīng)該經(jīng)濟合理，可以滿足建筑抗震和防火要求；和施工工藝以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)緊密配合，促使鋼結(jié)構(gòu)施工過程不斷優(yōu)化，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上滿足施工過程中的各種要求。
1、工業(yè)建筑中常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)的作用
在工業(yè)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的常規(guī)應(yīng)用由來已久，我國多數(shù)工業(yè)廠房均采用的是常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)人字梁以及工字梁，這些常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)已成為工業(yè)早期時代的主要象征。而這些特征構(gòu)成了我國的吊車梁式系統(tǒng)以及常規(guī)鋼屋架系統(tǒng)。由于民用建筑、商用建筑以及工業(yè)建筑各有不同，在進行工業(yè)建筑時要求建筑結(jié)構(gòu)能夠為工業(yè)生產(chǎn)以及施工提供最好的跨度及空間。而傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)在跨度以及空間上的相關(guān)需求，從而鑒于此基礎(chǔ)上的鋼屋架系統(tǒng)應(yīng)運而生，屋架系統(tǒng)主要由屋架、系桿以及支撐組成。同時吊車梁系統(tǒng)作為工業(yè)廠房的重要部分，多數(shù)廠房中均設(shè)有吊車，主要由車檔、吊車梁、軌道、制動結(jié)構(gòu)及連接件等構(gòu)成。
在傳統(tǒng)鋼筋砼結(jié)構(gòu)不能夠滿足新時代工業(yè)建筑在相應(yīng)功能及跨度上需求時多采用鋼結(jié)構(gòu)。比如，第一，材料堆場、大型倉庫以及飛機裝配車間等多采用鋼結(jié)構(gòu)體系，這些鋼結(jié)構(gòu)體系多為網(wǎng)架、拱架、門式剛架以及懸索等；第二，建筑物受到動力荷載影響時，多采用鋼結(jié)構(gòu)體系；第三，碳素廠高樓部碳素振動成型機對相應(yīng)結(jié)構(gòu)的耐疲勞程度和強度要求均較高時，多采用鋼結(jié)構(gòu)體系；第四，在高烈度區(qū)，鋼筋砼結(jié)構(gòu)早已超出了現(xiàn)行工業(yè)行業(yè)的規(guī)范以及規(guī)定，應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)以滿足其新的需要；第五，原有廠房需改建或擴建時，多采用鋼結(jié)構(gòu)。綜上即可知，鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今工業(yè)建筑中有著十分重要的作用，且應(yīng)用廣泛[2]。
【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)建筑在近幾十年得到了很大的發(fā)展，尤其近年來發(fā)展更加迅速，主要體現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)建筑在工業(yè)廠房中的應(yīng)用越來越普遍。
【關(guān)鍵詞】：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑；應(yīng)用與發(fā)展
引言
鋼結(jié)構(gòu)雖然在多次進行防腐和防火的維護以及鋼結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性保證方面存在局限性，使得很多時候鋼結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)本身的造價比混凝土結(jié)構(gòu)要高。但是鋼結(jié)構(gòu)在大跨度、施工周期及再改造方面的確較混凝土結(jié)構(gòu)有很大的優(yōu)勢，因此鋼結(jié)構(gòu)被更廣泛的應(yīng)用于工業(yè)建筑的設(shè)計和施工中，取得了很好的經(jīng)濟效益。
一、鋼結(jié)構(gòu)的主要特性
鋼結(jié)構(gòu)廠房自重輕，自重僅是混凝土結(jié)構(gòu)的五分之一。鋼結(jié)構(gòu)廠房可實現(xiàn)大跨度、大空間、超高層結(jié)構(gòu)，且抗震性、抗沖擊性、變形能力均優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)，同時拆遷方便，可多次回收利用，環(huán)保性好。鋼結(jié)構(gòu)廠房制造的工業(yè)化程度較高，可以快速標準流水線安裝。鋼結(jié)構(gòu)占用面積小，使用面積大，比傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)建筑增加使用面積4%～8%，鋼結(jié)構(gòu)廠房在使用過程當中易于改造，如加固，接高，隔斷等內(nèi)部分割，調(diào)整比較容易，靈活方便。層高與柱網(wǎng)尺寸大，可提高建筑實用面積3％～5％。施工周期短，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土廠房相比，多層鋼廠房的設(shè)計，生產(chǎn)，施工趨于一體化，加之現(xiàn)場無焊接，無濕作業(yè)，施工周期大約是混凝土結(jié)構(gòu)的1/2~1/3。據(jù)研究，多層鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，其節(jié)能指標可達50％。
二、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的應(yīng)用
1、常規(guī)應(yīng)用
當鋼筋砼結(jié)構(gòu)不能滿足工業(yè)建筑物跨度或功能上的要求時，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如大型倉庫、材料堆場、飛機裝配車間等，其結(jié)構(gòu)體系多為網(wǎng)架、拱架、懸索、門式剛架等。當建筑物受動力荷載影響，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如碳素廠高樓部，由于振動成型機的反復(fù)振動對結(jié)構(gòu)強度和耐疲勞度都有很高的要求。當在高烈度區(qū)時，鋼筋砼結(jié)構(gòu)已經(jīng)超出現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)時，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如在9度區(qū)時，鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)高度限高24m，而工藝流程又必需要求建筑物高度高于24m，因此只能采用鋼框架結(jié)構(gòu)。當原有廠房需要改建或擴建時，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如一些廠房由于工藝流程的改變，廠房已不能滿足現(xiàn)有設(shè)備的需要，則要將原廠房改擴建，鋼結(jié)構(gòu)受力清晰，構(gòu)造簡單，重量輕，施工快捷，通常為改擴建工程的首選。
2、大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）鋼結(jié)構(gòu)較混凝土的優(yōu)勢
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件較小，質(zhì)量較輕，便于運輸和安裝，便于裝拆、擴建。適用于跨度大、高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。（1）鋼材的材質(zhì)均勻，質(zhì)量穩(wěn)定，可靠度高；（2）鋼材的強度高，塑性和韌性好，抗沖擊和抗振動能力強；（3）鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化程度高，工廠制造，工地安裝，加工精度高，制造周期短，生產(chǎn)效率高，建造速度快；（4）鋼結(jié)構(gòu)抗震性能好；（5）耐腐蝕和耐火性差。
（2）鳥巢
現(xiàn)在的建筑不僅僅考慮他的使用性,還考慮他的觀賞價值,尤其是一些標志性建筑物.鳥巢工程屬于鋼結(jié)構(gòu)建筑,設(shè)計者先設(shè)計了他的外部形狀,然后再經(jīng)過復(fù)雜的力學(xué)計算,確定內(nèi)部結(jié)構(gòu),所用材料的性能等等...“鳥巢”主體采用抗震墻結(jié)構(gòu)與鋼混凝土框架結(jié)合的體系，這種全新的結(jié)構(gòu)體系具有高抗震、高安全、承載力強的特點。鋼結(jié)構(gòu)所使用的鋼材厚度達11厘米，工程設(shè)計總用鋼量為5萬噸。。據(jù)專家稱：“鳥巢”是目前國內(nèi)外體育場館中用鋼量最多、規(guī)模最大、施工難度最大、擁有多項世界頂級施工技術(shù)難題的大型鋼結(jié)構(gòu)工程。
（3）天津西站
變截面脊骨梁，跨越子牙河處，復(fù)興路高架橋位于R=700m的圓曲線上，且兩側(cè)上、下坡道的漸變段進入主橋中，使主橋?qū)挾扔?0m漸變36.2m，采用特種橋型，通常會將整個主橋加至等寬，造成橋梁面積和工程量的增加。本方案的設(shè)計思路為：采用梁式橋，通過精巧細致的裝修裝飾方法，和西站的整體建筑風格協(xié)調(diào)統(tǒng)一，融為一體。橋梁跨徑布置為(45+76+45)m，變截面脊骨連續(xù)鋼梁。中支點處梁高加高至4.2m，跨中梁高2.2m。主體結(jié)構(gòu)采用連續(xù)鋼梁，工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝。梁側(cè)外側(cè)設(shè)置圓弧形脊骨梁，內(nèi)設(shè)射燈，與站房的圓弧形穹頂相呼應(yīng)
（4）北京南站
為使車站成為創(chuàng)新且具動感魅力的地標建筑設(shè)計特別包括了一個大型標志性頂棚，其優(yōu)美的弧線給眾多旅客留下了深刻的印象。巨大而又對稱的頂棚被分成三個部分。中間一大片頂棚襯以兩旁覆蓋遼闊的樹冠為室內(nèi)空間增添韻律。頂棚的內(nèi)在結(jié)構(gòu)完善且非常輕巧。以堅固扎實的框架支撐使用抗拉強度大的鋼索鞏固以避免被強風吹起，并且將抗暴風雪的耐力計算其中。兩旁的樹冠形頂棚為透氣設(shè)計讓空氣可以自然流通。大大降低運營成本。車站規(guī)模宏大.建筑高達40m，跨度達350m~500m,足可擺放一架波音747-400客機。其透明設(shè)計很好地平衡了建筑的體量，240t的聚碳酸酷板材透光性好.使得車站給人以輕盈、通透的感覺也為月臺提供了優(yōu)雅、無柱式的屋頂。
3、帶有大噸位吊車的重型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房
（1）結(jié)構(gòu)選型
按照傳統(tǒng)的設(shè)計方法，重型、中型廠房結(jié)構(gòu)形式可選鋼筋混凝土排架或鋼排架。由于工藝要求，柱距7m最適合布置工位和設(shè)備。如采用非標柱距的鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，會造成很大的設(shè)計工作量，而且施工周期長，是建設(shè)方所不能承受的。鋼結(jié)構(gòu)易于加工，適合非標柱距的廠房。所以可以采用12m柱距，和工藝布置也能較好的吻合。12m柱距的優(yōu)勢在于減少了剛架數(shù)量和基礎(chǔ)數(shù)量，加工量減少，施工速度加快。經(jīng)過比較試算，12m柱距比7m柱距的用鋼量增大15％左右。所以，大噸位吊車的工業(yè)廠房，柱距過大過小都會造成用鋼量的增大，結(jié)合有關(guān)資料和以往的設(shè)計經(jīng)驗，柱距以7～9m為宜。
（2）吊車梁制動系統(tǒng)設(shè)計
吊車梁(吊車桁架)是單層工業(yè)廠房的主要構(gòu)件之一，它直接承受吊車起重、運輸時產(chǎn)生的各種移動荷載。同時，它又是廠房的縱向構(gòu)件，對于產(chǎn)地作用在山墻上的風力、加強廠房的縱向剛度、連接平面剛架、保證廠房結(jié)構(gòu)的空間工作起著重要作用。
吊車梁或吊車桁架多數(shù)設(shè)計成簡支結(jié)構(gòu)，連續(xù)結(jié)構(gòu)比簡支結(jié)構(gòu)雖然能節(jié)約鋼材10％~15％左右，但因計算、構(gòu)造、施工等遠較簡支結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對支座不均勻沉陷敏感，應(yīng)謹慎選用。當?shù)踯嚵褐ё膹椥猿两迪禂?shù)C≤0.05時，可采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，但應(yīng)注意連跨數(shù)數(shù)目不能太多，以三到五跨為宜。
三、工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景
隨著信息社會發(fā)展，新工藝、新材料、新設(shè)備等新的東西，對工業(yè)建筑設(shè)計提出新的要求，靈活車間、通用廠房、高層工業(yè)大廈、工業(yè)科技園區(qū)、智能建筑日益增多，原來老一套工業(yè)建筑體系也隨之更新?lián)Q代。這就要求我們不得不更新觀念和設(shè)計手段以適應(yīng)新的技術(shù)發(fā)展。
我國鋼產(chǎn)量多年居世界第一位，而建筑用鋼量僅占總產(chǎn)量的三分之一左右，其中鋼結(jié)構(gòu)用鋼量不足5%，這樣來講我國工業(yè)建筑用鋼的發(fā)展空間非常大。而我國目前卻在大量采用磚砌體和鋼筋砼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑，這些建筑每年大量銷毀農(nóng)田耕地和排放CO2，不僅污染環(huán)境，還生產(chǎn)出大量的建筑垃圾。而大力發(fā)展工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑能在一定程度上解決上述問題。原因如下：
1）鋼材是一種高強度高效能材料，具有很高再循環(huán)利用價值；
2）鋼結(jié)構(gòu)抗震性能好，使用靈活，施工能耗低，不產(chǎn)生強噪聲和空氣污染；
3）鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展能帶動一系列輕質(zhì)高強墻體材料發(fā)展，減少普通墻體材料的使用量，同時為綠色建材發(fā)展創(chuàng)造條件。在日趨嚴峻的環(huán)境問題面前，發(fā)展工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑，替代磚砌體和鋼筋砼結(jié)構(gòu)是明智的選擇。
結(jié)語
鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，涉及到的結(jié)構(gòu)形式眾多，不僅包括輕型剛架結(jié)構(gòu)，而且也包括桁架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，多層房屋鋼結(jié)構(gòu)，以及其它各種各樣的構(gòu)筑物。要進一步挖掘和發(fā)揮輕型鋼結(jié)構(gòu)的承載潛力，降低用鋼量指標，必須從最基本的研究做起，盡快地解決目前輕鋼結(jié)構(gòu)存在的一些關(guān)鍵技術(shù)問題。
【摘要】文章在開始的時候?qū)I(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要意義進行了闡述，然后引出對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中性能要求的分析，進而探討了鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設(shè)計施工環(huán)節(jié)中的優(yōu)化思考。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)，工業(yè)建筑，設(shè)計施工
一、前言
隨著近年來工業(yè)建筑工程的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設(shè)計中的應(yīng)用直接關(guān)系著整個建筑工程的質(zhì)量，在工業(yè)建筑工程中不斷完善鋼結(jié)構(gòu)的施工水平，可以提高工業(yè)建筑工程的整體設(shè)計施工水平。
二、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要意義
盡管建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化是一個復(fù)雜且技術(shù)含量要求高的工序，但對于建筑企業(yè)而言，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是十分重要的。企業(yè)通過設(shè)計優(yōu)化計算成本，明確造價，構(gòu)建結(jié)構(gòu)，建立目標工程。對于一項工業(yè)建筑工程來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計就是一切的開始，而設(shè)計的優(yōu)化更是對于設(shè)計的完善。只有細致的做好設(shè)計優(yōu)化，才能構(gòu)建優(yōu)秀的工業(yè)建筑。
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，分為對分部結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法和對總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計中工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化一般包含以下幾個方面的內(nèi)容：對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化；對上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化；對護圍支撐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化；對房屋總體設(shè)計結(jié)構(gòu)及細節(jié)部分進行優(yōu)化。近年來，隨著我國經(jīng)濟形勢的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多的被大家認知和熟悉。鋼結(jié)構(gòu)建筑已成為國際現(xiàn)代化都市建筑和工業(yè)建筑發(fā)展的主流。在當前中原經(jīng)濟崛起的大環(huán)境下，在中原工業(yè)建筑領(lǐng)域內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)以其建設(shè)周期短、投資收益快，建筑空間利用率高等顯著特點被越來越多的企業(yè)投資人所接受。
由此看來，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義在于可以最大程度地充分利用資源與空間，高效利用材料與設(shè)備，使結(jié)構(gòu)功能合理、協(xié)調(diào)、安全、可靠。實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的“安全性、適用性、經(jīng)濟性、美觀性”的最優(yōu)化設(shè)計。
三、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中的性能要求
在現(xiàn)實生活中，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑的運用優(yōu)勢，得到了社會各行各業(yè)的重視，鋼結(jié)構(gòu)的施工速度是比較快的，通過對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效應(yīng)用，促進其大批量生產(chǎn)，滿足其在實際工作中的需要，有利于其在施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，促進其安裝的便捷性，促進其施工周期的有效縮短，滿足實際工作的需要。由于鋼結(jié)構(gòu)相對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，本身的重量比較低的，這有利于促進建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量的優(yōu)化，以更有利于實際工作的有效展開。其建設(shè)適應(yīng)性是非常強的，比較適合一系列的較低的地基承載力環(huán)節(jié)及其地震烈度較高的區(qū)域，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，有利于促進企業(yè)綜合效益的提升，其與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，也具備更加環(huán)保性，促進其鋼結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)部環(huán)節(jié)的不斷深化，滿足環(huán)保型綠色建設(shè)發(fā)展的需要。
1、抗震性能
我們在設(shè)計的過程中也要對鋼結(jié)構(gòu)進行抗震性能設(shè)計的優(yōu)化，促進其鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的提升，以滿足實際工作的需要。因此，在設(shè)計的過程中，應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境的不同，考慮結(jié)構(gòu)的抗震等級及要求，合理考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，特別的梁柱布置的合理性和整體穩(wěn)定性，應(yīng)考慮在地震作用下或者想風荷載的作用下要滿足規(guī)范的要求，確保鋼結(jié)構(gòu)的受力性能的提升，保證其變形能得到有效控制。由于受到水平地震力或風力的影響，鋼柱底的剪力往往比較大，因此，在設(shè)計的過程中，應(yīng)考慮柱底設(shè)抗剪鍵，設(shè)抗剪鍵來抵抗水平力對基礎(chǔ)的影響，保證工程的整體穩(wěn)定，滿足抗震的要求。
2、防火性能
我們在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的時候，還應(yīng)考慮鋼結(jié)構(gòu)的防火要求，因為鋼結(jié)構(gòu)的耐火能力是很差的，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；當溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑時，必須做隔熱及防火設(shè)計。選用良好的耐火材料，保證防火層的厚度及質(zhì)量，從而滿足防火要求。
四、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設(shè)計施工環(huán)節(jié)中的優(yōu)化思考
1、鋼結(jié)構(gòu)施工開展之前
應(yīng)該查看工程現(xiàn)場，對設(shè)計圖紙進行分析。在接到施工任務(wù)后應(yīng)對施工現(xiàn)場進行仔細的勘察，主要查看現(xiàn)場吊裝設(shè)備站位地點、現(xiàn)場拼裝場地位置、拼裝設(shè)備站位地點、現(xiàn)場有無障礙物、現(xiàn)場臨時道路是否具備運輸及安裝條件等。仔細核對圖紙并與土建及結(jié)構(gòu)支架的跨距、標高進行復(fù)合。保證在沒有錯誤的前提下進行制作。對圖紙上的鋼結(jié)構(gòu)進行分解計算重量。主要計算幾個安裝、制作參數(shù)。單片桁架重量、整個鋼結(jié)構(gòu)重量、上、下弦支撐的重量及平臺重量。桁架上下弦起拱度計算，一般按設(shè)計圖紙要求進行制作起拱。一般桁架的起拱按大于24米按L/500，小于24米可不考慮。幾個參數(shù)的計算務(wù)必準確無誤。
2、提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的穩(wěn)定性
我們首先要進行地腳螺栓環(huán)節(jié)的堅固性的提升，促進其地腳螺栓環(huán)節(jié)的精度有效控制，確保其鋼結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)用。在地腳螺栓的埋設(shè)過程中，我們要促進其精度的提升，促進其下序環(huán)節(jié)穩(wěn)定運行。我們要做好鋼柱的地腳螺栓安裝的準備工作，促進其平面控制網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)部各個環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào)，促進其螺栓的安裝精度的提升，以滿足實際工作的需要。把柱腳的底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調(diào)整標高，把螺母緊固。
3、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的施工環(huán)節(jié)
我們要進行梁柱安裝環(huán)節(jié)及其柱間支撐環(huán)節(jié)精度的有效控制，促進其空間剛度單元的穩(wěn)定性，以保證其安裝環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)。我們要進行墊板環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用，促進其定位線的精確性，促進其整體運作系統(tǒng)的有效優(yōu)化。采用高強螺栓連接或者焊縫連接時，均勻滿足設(shè)計規(guī)范的要求。保證其結(jié)構(gòu)在豎向和橫向的整體穩(wěn)定性滿足設(shè)計的要求。
4、促進結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效安裝
我們要進行構(gòu)件的儲存工作的健全，促進其構(gòu)件設(shè)備的有效應(yīng)用，滿足實際工作環(huán)節(jié)的需要。我們要按照相關(guān)的堆放規(guī)范，進行構(gòu)件管理，確保該環(huán)節(jié)的有效運作。存放場地應(yīng)設(shè)專人進行管理，并按供貨要求和供貨清單進行清點，資料存檔。構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放，不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應(yīng)上下對齊。
5、結(jié)構(gòu)維護質(zhì)量控制
防腐涂料、涂裝遍數(shù)、間隔時間、涂層厚度及涂裝前鋼材表面處理應(yīng)符合設(shè)計要求和國家現(xiàn)行有關(guān)標準，防火涂料粘結(jié)強度、抗壓強度、涂裝厚度、表面裂紋寬度及涂裝前鋼材表面處理和防銹涂裝等應(yīng)符合設(shè)計要求和國家現(xiàn)行有關(guān)標準。
壓型金屬板屋面、墻面維護工程主要檢查成型后的涂層、鍍層壓型金屬板，涂、鍍層不應(yīng)有肉眼可見的裂紋、剝落和擦痕等缺陷。表面干凈、無明顯凸凹和褶皺，尺寸偏差在現(xiàn)行國家施工質(zhì)量驗收規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi)。壓型金屬板、泛水板和包角板固定可靠、牢固，防腐涂層涂刷和密封材料敷設(shè)完好，連接件數(shù)量、間距符合設(shè)計要求和現(xiàn)行有關(guān)標準規(guī)定。壓型金屬板在支撐構(gòu)件上可靠搭接，搭接長度符合設(shè)計要求和現(xiàn)行有關(guān)標準規(guī)定。
鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，用于臨時加固、支撐的鋼構(gòu)件，其原材、加工制作、焊接、安裝、防腐等應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標準和規(guī)范要求。
五、結(jié)束語
鋼結(jié)構(gòu)在整個建筑工程中有著重要的作用，在工業(yè)建筑設(shè)計過程中，如果鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計得不到充分保障，在施工過程中，如果忽視鋼結(jié)構(gòu)的施工管理，那么對整個建筑工程使用會產(chǎn)生很大的影響。
摘要：隨著工業(yè)建筑不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)因其材料性能好，強度高、韌性佳等優(yōu)勢，在建筑工程中的應(yīng)用越來越廣泛。本文通過對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的特點分析，對如何優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑的設(shè)計等方面的論述，對鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的應(yīng)用作了初步的探討。
關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；鋼結(jié)構(gòu)；應(yīng)用與設(shè)計
引言
鋼結(jié)構(gòu)作為一種強度和柔度都很大的結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)計過程中首先應(yīng)該注意的是結(jié)構(gòu)方案的合理性，結(jié)構(gòu)剛度分配要均勻，抗側(cè)力性能要強。因此需要設(shè)計人員不斷總結(jié)經(jīng)驗，推廣先進的結(jié)構(gòu)形式，把握時代脈搏，掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的新理念，做出更經(jīng)濟、更合理、更低碳環(huán)保的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。
一、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑的應(yīng)用特點
1、建設(shè)成本低、縮短工期
與傳統(tǒng)的磚混、混凝土等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑不同，鋼結(jié)構(gòu)建筑可以使材料的加工和安裝一體化，大部分鋼結(jié)構(gòu)在出廠時已生產(chǎn)完畢，在施工現(xiàn)場只需要利用合適的連接方式將鋼結(jié)構(gòu)進行組合安裝，提高了施工速度，縮短建筑工程施工周期，可以使建筑工程更早投入使用。鋼結(jié)構(gòu)建筑模式可以統(tǒng)一材料標準標準和制造方法，建筑結(jié)構(gòu)配件可以通用和互換，進一步提高了建筑預(yù)工程化。由于鋼結(jié)構(gòu)自身就可以作為韌性結(jié)構(gòu)承擔結(jié)構(gòu)載荷和施工載荷，因此在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時不需要支橫、拆模，這也在一定程度上降低了建筑的施工費用。
2、鋼結(jié)構(gòu)建筑更具有功能化、更加美觀
在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的形體、構(gòu)件和節(jié)點在一定程度上決定建筑的形象。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與功能要實現(xiàn)一體化，這樣建造出來的建筑才更富功能化，才能創(chuàng)造出藝術(shù)與技術(shù)并存的建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑可以掙脫結(jié)構(gòu)的約束，斜線、曲線在鋼結(jié)構(gòu)建筑造型中的應(yīng)用創(chuàng)造出更多新奇、優(yōu)美的建筑形象。鋼結(jié)構(gòu)建筑強大的造型潛力是磚混、混凝土結(jié)構(gòu)建筑無法實現(xiàn)的。由金屬構(gòu)件與玻璃板共同組成的建筑物的外圍結(jié)構(gòu)成為玻璃幕墻，玻璃幕墻一般有兩種：框支承玻璃幕墻和點支式玻璃幕墻，其中點支式玻璃幕墻形式多種多樣，變化無窮，具有良好的工藝性和藝術(shù)性，使建筑看上去更加美觀。
3、用途廣、可塑性強
由于具有輕便、韌性和耐壓等特點，鋼結(jié)構(gòu)適用于各種建筑物的施工，特別是一些傳統(tǒng)建筑工程很難完成的大空間跨度建筑。比如在劇院、機場以及體育場等比較大的空間建筑內(nèi)，空間內(nèi)柱子比較多的化不利于人們在建筑物內(nèi)的娛樂和工作，而使用鋼結(jié)構(gòu)就可以建造沒有柱子支撐的大空間建筑。其次，鋼材具有可焊接和耐擠壓的特點，這使得鋼結(jié)構(gòu)能夠用于建造一些新型的鋼鐵建筑。比如著名的法國埃菲爾鐵塔，以鋼板焊接、連接而成的高層重鋼建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)中的新潮流。
二、工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計
1、鋼結(jié)構(gòu)建筑整體與局部精細設(shè)計
建筑的設(shè)計不僅僅在于外觀上的美感，還在于建筑間的互相協(xié)調(diào)能力。鋼結(jié)構(gòu)建筑也是建筑的一種，它在具有鋼結(jié)構(gòu)建筑特殊性的同時也具有普通建筑的一般性。所以在滿足鋼結(jié)構(gòu)特個性設(shè)計的同時，也必須滿足一般建筑的共性。
由于鋼結(jié)構(gòu)的特殊性，通常在建造鋼結(jié)構(gòu)建筑的時候，會導(dǎo)致部分細節(jié)部位出現(xiàn)偏差或者裸露在外。因而在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)建筑的時候，為力求建筑形象和建筑功能的完美結(jié)合的同時，設(shè)計復(fù)雜化和工程精細化也更加嚴苛。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有牽一發(fā)而動全身的特點，每一個細節(jié)設(shè)計、制作、完成都有可能牽涉到整體的形成和完善。有的時候為了體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑獨特的金屬感，而將其部位、部件裸露在外。這樣會更加增加建筑的難度。因而在對鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計時，細節(jié)的把握是至關(guān)重要的。對整個建筑而言，細節(jié)的較高質(zhì)量將會帶來更好地整體效果，為人們展示更美好的形象。
2、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計
鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的重難點，盡管針對設(shè)計而言他并不是需要考慮的前置條件，但是卻是日后維護的重中之重，故而在建筑設(shè)計時，對其穩(wěn)定性的設(shè)計也是著重的對象。鋼結(jié)構(gòu)建筑的失穩(wěn)分為整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。
整體失穩(wěn)是通過對整體框架構(gòu)建的穩(wěn)定作為探討的，在計算時可以通過長細比穩(wěn)定系數(shù)帶入進行驗證;而局部失穩(wěn)則是框架構(gòu)建內(nèi)部的某一部零件產(chǎn)生的，他間接影響著整體穩(wěn)定性。因此鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)建筑的整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求來予以設(shè)計。目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計的，例如常用的桁架和框架都是采用的這種設(shè)計。為保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，則從結(jié)構(gòu)的整體布置來解決相關(guān)問題，亦即設(shè)計的時候增加必要的支撐構(gòu)件來維持其整體的穩(wěn)定性。換而言之，即是平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面外穩(wěn)定必須和結(jié)構(gòu)布置相一致。此外通過平面桁架組成的塔架等相關(guān)設(shè)施，基于上述原因，也應(yīng)該需要注意桿件的穩(wěn)定和橫隔設(shè)置之間的關(guān)系，保持其穩(wěn)定性。
三、工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)用
1、工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的保溫隔熱與防火設(shè)計應(yīng)用
有效的防火分區(qū)是建筑必須采取的保護措施之一。防火分區(qū)可以在廠房內(nèi)部防止火勢向其他區(qū)域蔓延、擴散，有效地控制火災(zāi)的范圍。不過對于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)廠房的大跨度、大空間及其所需要的生產(chǎn)工藝流程來說，防火分區(qū)的設(shè)置具有一定難度。常用的放火設(shè)計有以下幾種：
1.1 防火墻及防火門
在生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)管理中沒有特殊要求的情況下，采取防火墻是簡單、有效并且造價低廉的一種方法。防火卷簾，可用于小跨度分區(qū)中。
1.2 自動噴水滅火系統(tǒng)
在只需分兩個分區(qū)及廠房高度不超過8 m的情況下，可設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，使所允許的防火分區(qū)面積增加一倍，以達到規(guī)范要求。
1.3 獨立水幕
這是一個較好的分區(qū)方法，不存在跨度問題，水幕噴頭防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭，也可采用雨淋式水幕噴頭，噴頭的排列不應(yīng)少于3排，防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m，流量21./(s-m)。但存在維護保養(yǎng)困難的問題，為防止誤操作，應(yīng)采取人工、自動兩種啟動方式。
1.4 防火帶
由于生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)管理需要而無法設(shè)防火墻時，可設(shè)防火帶進行防火分區(qū)。即在有可燃構(gòu)件的廠房中劃出一段區(qū)域，這個區(qū)域內(nèi)的構(gòu)件全部采用不燃性材料，并采取措施防止煙火在分區(qū)間流竄，也可起到防火分隔的作用。
2、輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
中國輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展較快，主要用于輕型的工業(yè)廠房、糧食倉庫、碼頭和農(nóng)產(chǎn)品、建材、家具的各類交易市場、體育場館、展覽廳及活動房屋、加層建筑等。輕型鋼結(jié)構(gòu)由彩色鋼板制成墻面和屋面，由4mm以上鋼板焊接成H型鋼作為承重結(jié)構(gòu)，一般采用門市剛架結(jié)構(gòu)并用圓鋼支撐柔性支撐和高強螺栓連接。骨架用鋼量一般在30kg/m2左右，施工速度快，得到業(yè)主的歡迎。
3、柱腳
柱腳為剛性固定連接，剛性固定連接分為三種形式:露出式柱腳、埋入式柱腳、包腳式柱腳，對于跨度較大，吊車荷載噸位較高的情況，認為采用埋入式更為合適，對提高和確保鋼柱腳和鋼筋混凝土基礎(chǔ)或基礎(chǔ)梁的組合效應(yīng)和整體剛度有利。
4、屋架
對于具體工程，屋架設(shè)計時應(yīng)考慮到排架柱對屋架下弦產(chǎn)生的附加拉力或壓力，以及在吊車荷載設(shè)計值和永久荷載標準值組合下下弦桿是否受壓，如受壓時其長細比不宜超過200，根據(jù)具體情況對下弦桿進行強度和穩(wěn)定性驗算。當風荷載較大，屋架下弦桿在永久荷載標準值和風吸力荷載設(shè)計值共同作用下受壓時，為滿足λ≤200，可加密下弦系桿。
結(jié)束語
隨著國內(nèi)經(jīng)濟突飛猛進地發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)被越來越廣泛的重視和應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)工程在我國將得到前所未有的發(fā)展。因此，作為鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員要加強學(xué)習有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)工程的專業(yè)知識與管理內(nèi)容，特別對鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計方面的一些問題應(yīng)認真細致的分析，從而確保我國高層鋼結(jié)構(gòu)工程的經(jīng)濟性和安全性。
