随着国民经济的快速发展，钢结构在建筑领域发挥着重要作用，在工业和民用建筑中发挥着越来越重要的作用。钢结构以其突出的特点迅速占据了越来越广阔的市场。其特点是：整体刚度和抗震性能好，施工速度快，重量轻，承载力高，在大跨度和超高层建筑中取代了钢筋混凝土结构，但也存在防火性能差、易腐蚀等缺点，根据其特点发挥钢结构的作用，现分析了钢结构厂房设计的现状和优化对策。

　　1.钢结构工业厂房概述。

　　1.1.钢结构工业厂房的优越性。

　　目前，在我国工程厂房设计施工过程中，人们主要以钢结构材料为主要施工材料，其优点主要体现在以下几个方面：

　　(1)在工业厂房现场施工过程中，由于钢结构材料可以工业批量生产，施工过程中使用的机械设备可以现场组装。因此，大大缩短了工程施工周期，降低了工程总投资成本。

　　(2)与混凝土结构材料相比，钢结构材料具有重量轻、强度高的特点。因此，在实际应用过程中，不仅可以大大降低建筑结构在使用中产生的荷载，还可以有效提高厂房结构的稳定性和可靠性。而且采取可靠的防腐措施后，钢结构在使用时也具有很强的耐腐蚀性，这也使得工业厂房结构在使用时不受外部环境因素的影响，导致结构的稳定性和耐久性出现问题。

　　(3)钢结构材料强度高，投资成本低，可多次回收，使钢结构工业厂房具有良好的环保节能功能，为中国社会经济的可持续发展奠定了坚实的基础。

　　1.2.钢结构工业厂房的设计原则。

　　钢结构设计工业厂房应从工程实际情况出发，合理选择材料、结构方案和结构措施，满足运输、安装和使用过程中结构构件的强度、稳定性和刚度要求，满足防火、防腐要求，优先考虑一般和标准化构件，减少生产和安装工作量。钢结构设计文件应注明建筑结构的设计使用寿命。所使用的钢品牌号。连接材料的型号(或钢号)。

　　2.钢结构工业厂房结构设计的主要特点。

　　钢结构厂房广泛应用于世界各地，尤其是在发达国家。钢结构厂房通常适用于仓库、工业厂房、展厅、净化车间和超市。其设计的主要特点如下:

　　①空间和跨度大，建筑质量轻，强度高;

　　②设计一般采用最先进的方法，能充分满足钢材对冲击、变形、抗震、刚性等方面的要求;

　　③钢结构建筑可重复使用，移动迁移非常方便，避免了大量钢材的浪费，保护环境免受污染;

　　④钢结构独特轻巧，实际占用面积小，应用面积广，增加了建筑内的使用空间;

　　⑤构件标准，生产精良，安装方便快捷，有效缩短工期，降低投资成本;

　　⑥采取可靠的防火防腐措施后，具有较高的防火性和较强的防腐性。

　　3.钢结构工业厂房设计现状及优化对策。

　　在钢结构厂房稳定性研究过程中，最关键的内容是轴力与弯矩耦合效应，然后是整体稳定与局部稳定的关系。目前，钢结构厂房设计中的安全系数无法反映整体与局部的关系。结构参数不确定，结构响应差异显著，随机参数结构极值处于不稳定状态。因此，应不断优化钢结构厂房设计，提高其使用性能和安全性能。

　　3.1.优化钢材保温防火。

　　钢具有较高的导热性，导热系数为50w(m.℃)。当加热达到100℃以上时，其抗拉强度会降低，塑性会增加;当温度达到250℃时，钢的抗拉强度会略有提高，但塑性会降低，出现蓝脆现象;当温度达到500℃时，钢的强度会降低到很低的水平，导致钢结构坍塌。因此，当钢结构的环境温度达到150℃以上时，必须进行隔热和防火设计。方法一般为:钢结构外包耐火砖、混凝土或硬质防火板。或钢结构刷厚涂防火涂料，厚度按《钢结构防火涂料技术规程》计算。

　　3.2.优化钢结构工业厂房立面设计。

　　轻钢结构建筑主要具有以下四个方面：规模、线条、色彩、变化。

　　钢结构工业厂房的立面主要由工艺布局决定，在满足工艺要求的同时，力求立面简洁宏伟，使节点尽可能简单统一。彩色压型钢板使轻钢厂房建筑体积轻盈，色彩丰富，明显优于传统钢筋混凝土结构的单一重量。在轻钢厂房的设计中，经常采用跳跃色和冷色，重点突出主出入口、外天沟、边缘泛水等场所，既体现了现代厂房的宏伟气势，又丰富了立面效果。

　　传统的钢筋混凝土结构工业厂房，外墙维护为砖砌体，外墙装饰为涂料或面砖，辅以色带，由于混凝土屋面照明窗效果不理想，设计通常在墙上设置大量照明窗。但对于维护墙为彩色压力钢板的钢结构厂房来说，情况并非如此。线条是轻钢结构建筑风格最独特的特点，线条均匀或水平或垂直，使轻钢结构建筑具有光滑的金属纹理，反映了强烈的现代工业氛围。

　　3.3.优化钢结构工业厂房支撑系统。

　　在钢结构工业厂房柱间支撑系统和屋顶支撑系统的布置过程中，应根据实际振动设备、吨位、跨度、结构形式、柱网设置、高度和起重机设置来确定。一般来说，不考虑屋顶结构的檩条主要设置在垂直支撑上。在无檩条系统中，屋顶板应与屋顶焊接，以达到上弦支撑的目的。但在实际设计过程中，由于施工条件的限制。考虑到安装要求，上弦水平支撑系统应设置在屋顶上弦位置和天窗架上弦位置。同时，当厂房框架间距超过12m时，或设置特殊级振动设备和桥梁起重机时，应设置纵向水平支撑系统。

　　3.4.优化钢结构工业厂房屋面设计。

　　在钢结构厂房屋面设计中，主要内容是防水。屋面防水设计主要考虑三个因素:一是屋面坡度;二是天沟形式;三是单坡屋面长度。实施相关屋面工程技术标准，实际工程中很多厂房屋面坡度在(2%~3%)之间，符合实际要求。考虑到材料性能、节点处理和技术等因素，坡度应设置为5%。在积雪地区，坡度应该增加，而钢结构厂房的单坡屋面长度设计应该注意所在区域的温差和降雨变化。根据相关工程设计数据，单坡屋面的长度应控制在70m以下，以保证厂房的使用性能。当超过这个标准值时，应该进行特殊处理。目前钢结构屋面设计方案有两种:一是采用双层彩色压型钢板，其保温棉有助于防水，但温度变化较大，难以解决热胀冷缩问题;二是采用保温层、隔汽层、卷材防水层组合而成的复合柔性钢屋面系统，有助于改善热胀冷缩条件。