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摘要：在经济以及科技水平不断发展的今天，各种新材料新技术不断地应用到建筑工程中。在建筑工程中，钢结构建筑逐渐成为建筑工程中的主流产品。近年来，钢结构更加广泛应用于公共建筑中，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。本文就钢结构在工业建筑设计应用进行分析。
关键词：钢结构；工业建筑；设计
和混凝土结构相比，钢材的抗侧弯、抗压强度均大大高于混凝土，所以在强度相同的情况下可以减小截面面积，从而使其具有了：有效空间大、外表美观、重复利用率高、抗震性能好、建设周期短、低碳环保等一系列的优点。近年来钢结构设计及制作技术都有了飞速发展，运用越来越广泛。
1工业建筑中钢结构设计的特点和要求
钢结构设计除了要执行相关的技术规范，确保质量以外，还要做到技术先进、经济合理、安全适用。和其他结构形式相比，钢结构在工业建筑的设计中，应选用合理的结构体系、钢材品种、连接形式以及节点的构造措施；满足结构在使用荷载状态下的两个极限状态；同时满足在运输、安装过程中的强度、稳定性及刚度要求；优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量；特别注意要符合钢结构的防火要求和抗腐蚀性能；对于新型结构体系，要充分发挥钢结构灵活多变的特点，但需注意结构与建筑的协调统一。钢结构设计应该重视和研究节约钢材、降低造价的各种措施，总而言之，我国的钢结构正处在一个迅速发展时期，钢结构设计要注意钢材价格较高对工程造价所产生的不利影响，注意充分发挥钢材强度高、塑性好的特点，根据工程实际情况，选择适当的结构方案和施工方案，进行多方面的技术经济比较。同时，还应该不断总结经验，推广先进的结构形式、构件制作工艺和施工安装技术。
尽管钢结构在进行防腐和防火维护方面存在着一定的局限性，使得很多时候钢结构上部结构本身的造价相比混凝土结构要高出很多；但是，钢结构在大跨度和施工周期方面较混凝土结构有很大的优势，而且钢材本身的强度较钢筋混凝土更高，同等强度的钢构件较混凝土构件更轻，使得钢结构的基础较混凝土结构更小，总体投资较混凝土结构相差不多（轻钢结构投资较混凝土结构还要低一些）。因此钢结构被更广泛的应用于工业建筑的设计和施工中，取得了很好的经济效益。
2钢结构的设计中的性能要求
2.1抗震性能
我们在设计的过程中也要对钢结构进行抗震性能设计的优化，促进其钢结构抗震性能的提升，以满足实际工作的需要。因此，在设计的过程中，应根据地理环境的不同，考虑结构的抗震等级及要求，合理考虑结构的整体稳定性，特别的梁柱布置的合理性和整体稳定性，应考虑在地震作用下或者想风荷载的作用下要满足规范的要求，确保钢结构的受力性能的提升，保证其变形能得到有效控制。由于受到水平地震力或风力的影响，钢柱底的剪力往往比较大，因此，在设计的过程中，应考虑柱底设抗剪键，设抗剪键来抵抗水平力对基础的影响，保证工程的整体稳定，满足抗震的要求。
2.2防火性能
我们在设计钢结构工业建筑的时候，还应考虑钢结构的防火要求，因为钢结构的耐火能力是很差的，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，在设计钢结构工业建筑时，必须做隔热及防火设计。选用良好的耐火材料，保证防火层的厚度及质量，从而满足防火要求。
3钢结构工业建筑设计应用分析
3.1功能结构设计
作为工业建筑物，建筑物的功能要有着突出的工业特色，比如设计师要更加注重建筑物的排水、通风、采光等基础功能的设计，尤其是通风功能。封闭式生产环境会造成大量的蒸汽、烟尘、和有毒气体，而且火灾也会产生令人窒息的气体，如果没有良好的通风设计和设备，这些问题会严重威胁工人的身体健康状况。
3.2整体结构设计
3.2.1线状轨迹错列设计
有些钢结构工业建筑从整体来看表现出块状或者错列的轨迹呈线状的特点，这种结构设计方式叫做线状轨迹错列设计。使用这种设计方式，可以有效的利用地形，化零为整，提升建筑物的整体性和使用效率。而且建筑也可以从多角度进行观看，提高了建筑物的美感。
3.2.2纵向错列设计
该设计方式主要作用于钢结构工业建筑的局部错列情况，即实际设计过程，要充分考虑不同高度设备的要求，来提高空间错列设计的科学合理性。研究表明，应用这种设计技术，不仅能够实现建筑内部结构功能区域的划分，还能为大型机械设备的安装运行提供作业环境。同时，纵向错列，还能提高建筑物的采光与通风效果，进而使其外形特征得到凸显，进而达到钢结构工业建筑对美观效果提出的设计要求。
3.2.3横向错列设计
该设计技术为新型的设计结构，其在钢结构工业建筑中的实践主要作用于集装箱式的横向多层建筑物。具体来说，建筑物能够在承重柱的控制下，将工程涉及的工程空间资源充分利用起来，以实现逐层横向延展连接的目标。此外，设计人员还可将单个箱体自成功能与内部相互连通功能，设置成大空间，以提高建筑物高层办公区的通风效果。这样一来，两个不同的钢结构工业建筑物高层就能实现连接，进而通过减少直线距离，来提高建筑物建设使用的效率价值。
3.2.4悬挑结构设计
作为钢结构工业建筑物的室内外空间有效利用手段，悬挑结构设计，主要用于室外产品的装车与物流控制。此过程，设计人员充分利用了钢结构建筑的延展特性，将屋面与屋顶结构向外扩展，以构建更大的空间。与此同时，还能为建筑物下部结构提供遮雨功能，建设使用人员可将其作为集会场所，以深化钢结构工业建筑物设计功能的多样性。
4优化工业建筑施工过程中的钢结构
在实际工作中，为了有效地提高工业建筑中钢结构的稳定性。首先需要我们确保脚螺栓的稳定与坚固，保证在脚螺栓使用过程中控制得当，且可以保证钢结构的应用合理有效。对脚螺栓的安装与埋设，需要重视其精度问题，以保证其他环节的有序稳定运行。其次，要在地脚螺栓的安装中，注意钢柱的准备，有效地协调平面控制网全系统的每个环节，进而更好地保证螺栓的安装精度，使钢结构稳定性增加。第三，要注意顺利弹出柱脚底板十字线、地脚螺栓的中心线，并将柱脚剪力孔做好积极的清理工作，在钢柱就位后，要将标高调整好，并坚固螺母。第四，对钢结构的施工需要注意梁柱安装，并控制梁柱之间的柱间支撑精度，使空间单元的稳定性提高，以保证其他安装工作有效进行。第五，要注意合理有效地应用垫板，确保垫板定位线精准，以对后续钢结构施工整体运作起到优化的作用。
结束语：
钢结构作为一种强度和柔度都很大的结构形式，在设计过程中首先应该注意的是结构方案的合理性，结构刚度分配要均匀，抗侧力性能要强。另外，要考虑钢结构节点的设计是否合理决定了钢结构工业建筑的安全性，在结构分析前就应该有充分的思考与确定。
参考文献：
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