摘要：随着我国工业、民用建筑的蓬勃发展，钢结构的应用越来越广泛，尤其在工业厂房的建设中占到了举足轻重的地位。（钢结构设计培训）钢结构抗震抗风性能强，材料的多样性也使得设计富有很大的弹性。此外，在循环利用和施工周期方面具有较大的优势。本文通过对重型钢结构厂房的结构设计进行分析，提出了加强厂房结构设计的有效策略，提高建设质量的同时更好地满足实际应用需求。
关键词：重型钢结构；结构设计；大吨位吊车；柱距
目前，钢结构在一些大跨度大开间和超高层的建筑中已经逐渐代替钢筋混凝土成为主要的建筑材料。在工业厂房中的运用更是普遍，我们应当对钢结构设计进行仔细分析和探讨，以确保科学性和合理性，避免一些工程质量问题的出现。本文对几个设计要点进行分析和讨论，得出一些建议和办法。
一、柱网布局
平面布局主要是根据工艺要求、结构安全与经济合理等要求确定。厂房柱按构造分为实腹柱和格构柱，格构柱在制造上较为费工，但当柱的截面高度b≥1m时，格构柱更为适用。当厂房内有大吨位吊车时，起吊高度和檐口都比较高，应该采用大截面钢柱或格构柱以保证整体刚度，可以综合考虑用钢量、施工便利等因素来选择。对于柱距的选择，由于大吨位吊车厂房其起吊的物件尺寸必然是较大的，一般采用9m、12m等柱距保证物件在厂房内的运输通畅，当荷载较大时甚至可以取更大的柱距。
二、设备基础设计
大型的吊车厂房往往还存在着一些埋深和荷重较大的设备基础，这些设备基础对于厂房的整体设计具有重要意义。应当根据设备的工作特性、工艺要求及地质条件确定基础的结构形式。在设计过程中，要充分考虑其与厂房基础的协调避让性，同时也要有足够的刚度，确保在荷载作用下不会产生过大的变形。在对于一些特殊设备的基础设计时，应当与工艺密切配合，同时结合高新技术对动力设备共振等问题进行良好地解决，避免因过大的振动影响机械本身和邻近设备的使用。
三、抗风系统设计
我国是风灾严重的国家，尤其是沿海地区，钢结构厂房在风灾中的破坏可以说是司空见惯的，虽然可能只是一些局部破坏，但足以给予我们警示。在设计的过程中，必须考虑当地的风力风向进行全面的抗风设计，合理开设门窗洞口，避免由于鼓风效应和吸风效应对厂房造成破坏。整体设计要确保厂房的刚度足够，积极采取有效措施提高抗风能力，对一些容易发生先行破坏的薄弱部位进行特殊的抗风处理。重型钢结构厂房一般高度较高，山墙受风面积大整体刚度较弱，抗风设计时，可以以抗风柱作为竖向支撑点，加设水平抗风梁或钢抗风桁架作为中间铰支点，避免出现抗风柱截面尺寸过大的情况，也确保了抗风系统的整体合理性。
四、天沟的处理
目前，重型钢结构厂房最常采用的排水方式是内排水天沟排水。如果采用通长天沟，天沟的长度则会达到几百米，对温度的敏感度更高，受温差应力的影响也更大，很容易渗漏、开裂。于是更推荐采用分段天沟这种方式，每个柱距为一段,天沟在长度方向断开，一个柱间设计一个天沟。在施工过程中，天沟大多都是由钢板压制而成，表面凹凸不平，很难做出理想的坡度，应当在每个柱距布置一个雨水斗，通过水的吸力形成一种坡度，达到很好的排水效果。在北方严寒地区还需要在入水处增加盖板或采用在适当的高度铺设暖气管道的办法，及时解决雨雪对天沟可能造成的损害，避免因冰冻导致天沟排水能力的丧失。
五、肩梁设计
肩梁作为上、下段柱连接和支承吊车梁的重要部位，必须具有足够的强度和刚度。对于其位置的确定，应当根据转换桁架的相关概念进行验证，根据实际情况合理设计和应用。肩梁的连接方式主要有两种，一是将上段柱腹板与肩梁上盖板用两条角焊缝相连,并按与腹板等强度考虑，柱翼缘的连接则根据情况考虑。二是将实腹式上段柱直接对焊在肩梁上,此时宜将上盖板下移变为两块加强板的形式,焊于肩梁腹板的两侧。
六、变形控制设计
根据计算的假定值来看，普钢排架的厂房设计，一般是假定屋面的刚度呈现无穷大趋势，挠度太大就难以满足需要。而标准规范中对于吊车轨顶位置的水平位移有着非常严格的规定，如果屋面的梁刚度太小，就会导致钢柱成为悬臂柱，那么位移就不能够满足要求，而且这样也导致用钢量都集中到了柱子上，从而导致柱子的截面需要很大的尺寸才能够满足要求。
对于普钢厂房屋面变形结构设计，应当确保科学、合理设计。当前普通厂房建设主要是应用实腹式梁和轻型的彩钢板屋面。这种情况下，屋面的梁变形问题并不严重，也不会产生漏水的问题。对于大吨位的吊车轻型屋面性质的钢结构厂房，还应当注重解决屋面钢梁存在的挠度问题，如果对钢梁的挠度控制较为严格，则会出现很多浪费，因此，对于钢梁挠度的设计指标可以适当放宽，根据《门钢规程》进行设计。针对轻型屋面性质的大吨位吊车设计钢结构厂房，应当将钢梁的挠度定为L/250。对于大型屋面板性质的大吨位吊车的轻型屋面板钢结构厂房，可以将钢梁的挠度定为L/400。对于采用轻型屋面但钢梁上悬挂吊车的大吨位型吊车钢结构厂房，则应当将钢梁的挠度定为L/400。
七、钢结构的防腐与防火
我国在向工业化发展的进程中，建筑用钢量占钢总产量的比例也越来越大，与发达国家基本相同。钢结构虽然有很多优点，但也存在着容易腐蚀、防火性能差等缺点。在使用过程中由于各种介质的影响钢结构厂房或多或少都有一些腐蚀的问题，这不仅造成对建筑美观的破坏，也带来实际的经济损失，很多早期的工厂不得不采取全部更换的方式替换掉已经腐蚀不堪的屋面板。目前，新技术的发展已经可以解决这一问题，防腐板就是一个很好的选择。质量优秀的防腐板即使在高盐分的海岸地带或污染严重的工业环境中都可以具有很好的防腐蚀效果，同时还具有良好的抗折、抗压、抗冲击性能，在实际工程运用中也得到了验证。对于没有使用防腐板的情况，则可以采用防护层的方法，以电化学方法使得金属表面形成耐腐蚀的化学薄膜，如钢铁的磷化或钝化等。
火灾近年来也是大跨度建筑、重型结构的主要灾害之一，工业厂房发生火灾者多不胜数。为了保障人民生命和财产安全，钢结构的防火有着十分重要的社会意义和经济意义。防火是一个系统工程，我们必须严格按照《建筑设计防火规范》进行结构防火设计，设立防火分区，确定防火间距，保证结构构件达到耐火极限，不得有半点马虎。防火措施则可以采取涂防火涂料的方式或通过外包混凝土材料、外包防火板材来达到防火的目的。相比起来，喷涂防火涂料施工较方便，对结构自重的增加也很少，技术也较先进。
结束语：
在设计钢结构厂房，尤其是重型厂房时，不应该想当然地进行设计，需要实际情况实际分析。通过对重型钢结构厂房结构进行充分的掌握，对实际工业需求的充分了解决定出最适合的方案。把工程质量放在第一位，同时还能传达出现代建筑设计中节能环保和美观的概念。