時間：2022-07-31 04:13:24
序論：在您撰寫工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與設(shè)計時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
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(fēng)效果，會在屋面上部位置合理設(shè)置通風(fēng)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(fēng)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(fēng)吹起，并且將抗暴風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)荷載較大，屋架下弦桿在永久荷載標準值和風(fēng)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(xí)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。
