水泥廠中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計淺析

李 倩

(合肥水泥研究設(shè)計院，合肥 230051)

水泥廠中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計淺析

李 倩

(合肥水泥研究設(shè)計院，合肥 230051)

鋼結(jié)構(gòu)作為目前主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一，其高強度、輕質(zhì)量以及較強變形性能的優(yōu)勢突出，在現(xiàn)代企業(yè)建筑中的應(yīng)用越來越廣泛。鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代水泥廠建筑中發(fā)揮著重要的作用，但是由于其對鋼結(jié)構(gòu)性能的要求比較高，因此水泥廠更加需要注重鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不斷優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足水泥廠的生產(chǎn)運營要求。本文主要從防火、防水、防腐三個方面分析水泥廠的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。

水泥廠；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計

水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的性能關(guān)系到水泥廠運營的安全與穩(wěn)定，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計需要達到防火、防水、防腐等多項指標(biāo)規(guī)范，滿足水泥廠水泥生產(chǎn)的質(zhì)量要求。近幾年，鋼結(jié)構(gòu)成為水泥廠建筑的主要設(shè)計形式，越來越多的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計投入使用，鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅節(jié)能環(huán)保，而且還能降低企業(yè)的建設(shè)成本，但是鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)具有一定的復(fù)雜性，所以在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中必須要排除不利的影響因素，體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在水泥廠中的應(yīng)用效益，改善水泥廠的鋼結(jié)構(gòu)建筑水平。

一、水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容

在水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中需要重點關(guān)注建筑的防火、防腐及防水性能，保障水泥廠生產(chǎn)運營的健康發(fā)展。

1、鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計

防火是水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為直接的目的，水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢明顯，應(yīng)用規(guī)模逐漸擴大，但是水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會隨著溫度的升高而下降，可能會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞[1]，因此鋼結(jié)構(gòu)本身的防火能力較低，其在水泥廠運營中很容易出現(xiàn)火災(zāi)事故，所以水泥廠必須要將鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計作為其基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容，深化防火措施，不斷強化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性。

2、鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)本身較容易發(fā)生腐蝕，水泥廠中鋼結(jié)構(gòu)建筑的受氣候、濕度、污染等因素的影響，更加重了鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕風(fēng)險。防腐是水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容，有利于避免鋼結(jié)構(gòu)強度的降低。防腐設(shè)計能夠提升鋼結(jié)構(gòu)在水泥廠中的使用性能，延長鋼結(jié)構(gòu)的運營周期，最主要的是為水泥廠生產(chǎn)營造安全的環(huán)境。對水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計，必須要深入研究鋼結(jié)構(gòu)表面發(fā)生的腐蝕，分析鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的類型，由此才能優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計，保護水泥廠中的鋼結(jié)構(gòu)。

3、鋼結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計

水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計可以算作防腐設(shè)計的輔助條件，主要是排除水分引起的腐蝕類型。水泥廠鋼結(jié)構(gòu)中主要的影響因素是漏水，如屋面漏水、雨篷漏水等會銹蝕鋼結(jié)構(gòu)的主體，降低鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命[1]。鋼結(jié)構(gòu)的連接位置是防水設(shè)計的重點部分，尤其是鋼板搭接的部分，如果不能實行防水設(shè)計，很容易出現(xiàn)銹蝕、老化等問題，進而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)松垮，造成潛在不穩(wěn)定的危害。

二、水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

水泥廠鋼結(jié)構(gòu)在防火、防腐及防水方面的缺陷需要我們重點研究鋼結(jié)構(gòu)在這三個方面的設(shè)計方法，保障鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量水平。

1、鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的方法

水泥廠中鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的原理是設(shè)置隔離區(qū)域，切斷火源破壞的途徑。主要防火設(shè)計的方法主要包括：(1)在鋼結(jié)構(gòu)的外圍實行混凝土保護，利用混凝土封閉鋼結(jié)構(gòu)，避免火災(zāi)向內(nèi)傳播，水泥廠可以采取現(xiàn)澆、噴涂的方式，促使混凝土依附在鋼結(jié)構(gòu)的表面，阻礙火災(zāi)高溫的危害，保護鋼結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的安全；(2)充水保護，在空心鋼的結(jié)構(gòu)內(nèi)灌入水，利用水循環(huán)的方式吸收外界的熱量，有效降低鋼結(jié)構(gòu)的溫度，同時也不會影響水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的性能；(3)防火涂料，水泥廠選擇具有防火性能的涂料，全面噴涂在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)充當(dāng)隔熱層，防火涂料的厚度應(yīng)達到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，保護火災(zāi)中的鋼結(jié)構(gòu)。水泥廠有效運用鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的方法，能夠在較大程度上提升鋼結(jié)構(gòu)的防火水平。

2、鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計的方法

水泥廠中鋼結(jié)構(gòu)及其部件會受到不同腐蝕因素的干擾，加速了鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的速率。水泥廠在鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計方面，最為常用的方法是涂刷防腐層，利用防腐材料隔絕外界環(huán)境中的空氣、水等腐蝕物質(zhì)，以此來提升鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力[3]。水泥廠的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計非常復(fù)雜，涂刷防腐材料時必須準(zhǔn)確的選擇方法，如電鍍、浸鍍等，實際鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，較容易發(fā)生腐蝕的為鋼板。水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼板的防腐方法主要可以分為兩種策略，一種是國內(nèi)常見的彩色涂層防腐，先處理鋼板的表面，再涂刷有機涂層，采取烘烤的方式加速有機涂層的固化，形成穩(wěn)固的彩色涂層，彩色涂層不僅具有防腐作用，還可發(fā)揮防火的優(yōu)勢，確定防腐方案后，水泥廠可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在性能方面的需求，安排彩色涂層鋼板的施工技術(shù)；另外一種防腐策略是熱鍍鋁鋅，在鋼板中采用加熱的方式鍍上鋁鋅金屬層，熱鍍鋁鋅的抗腐蝕能力非常強，即使在高溫、潮濕的環(huán)境下也能保持穩(wěn)定的耐腐蝕效果，水泥廠科學(xué)合理的應(yīng)用熱鍍鋁鋅防腐設(shè)計，能夠有針對性的分配熱鍍鋁鋅，保障鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的防腐效果。

3、鋼結(jié)構(gòu)防水設(shè)計的方法

鋼結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計中，需要充分考慮漏水因素的影響，根據(jù)水泥廠在鋼結(jié)構(gòu)防水設(shè)計方面的實踐需求，提出以下幾點防水設(shè)計的措施[4]。第一鋼結(jié)構(gòu)中全部采取防水螺釘，防止水分浸入，各個鋼板連接的位置，采取優(yōu)質(zhì)的防水處理，保障所有連接位置的防水性能；第二水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的屋面坡度需控制在3°以上，既要符合水泥廠屋面結(jié)構(gòu)的外觀需求，又要防止使用期間出現(xiàn)滲漏的問題，目前比較常見的防水屋面是外排式或雙坡式；第三減少鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的縱向連接，可以適當(dāng)設(shè)計伸縮縫，提高搭接防水的能力；第四水泥廠鋼結(jié)構(gòu)中的門窗接縫處必須采取密封膠處理，用于防護水分滲透，而且鋼結(jié)構(gòu)中的屋面、管道預(yù)留的孔洞，也要加裝防水蓋，體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計。

三、水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的注意事項

水泥廠中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計工藝繁瑣，影響因素諸多，為提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平，根據(jù)水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容及方式，需要不斷規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計途徑，保障鋼結(jié)構(gòu)在水泥廠中的穩(wěn)定性。

總的來說，維護水泥廠鋼結(jié)構(gòu)安全需要注意以下幾點事項：(1)清理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計或施工后遺漏的碎屑，如鉆孔、螺釘?shù)人樾?，防止此類碎屑引起的氧化腐蝕，保障鋼結(jié)構(gòu)表面的清潔度，提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定度，排除碎屑類物質(zhì)引發(fā)的設(shè)計問題；(2)實行配套設(shè)計，水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的配套方式，有利于穩(wěn)固鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計性能，杜絕使用零散型的不穩(wěn)定材料，如含鉛鋼板、不銹鋼板等，避免鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)漏水的問題；(3)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，盡量選擇一家供貨商，保持鋼結(jié)構(gòu)材料在整個設(shè)計中的一致性，既可以避免不同期材料的性能差異，又可以避免兩期材料的銜接問題，保護鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的性能；(4)精細處理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的毛刺，鋼結(jié)構(gòu)中遺漏的毛刺可能會刮傷表面的保護層，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)暴露在空氣中，加重氧化腐蝕的程度，需清除毛刺保護鋼結(jié)構(gòu)的表層；(5)做好水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的防水工作，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)進程，采取適當(dāng)?shù)恼谏w方式，尤其是雨水季節(jié)中的鋼結(jié)構(gòu)遮蓋，保障鋼結(jié)構(gòu)始終處于干燥的環(huán)境。

結(jié)束語：

水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，需根據(jù)水泥廠運營的實際需求，明確鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的，保障水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的性能，為水泥廠的生產(chǎn)運營提供安全可靠的環(huán)境。水泥廠的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計最重要的是需要達到規(guī)范的性能標(biāo)準(zhǔn)及實際生產(chǎn)要求，改善水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境，體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢和價值，推進水泥廠鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新發(fā)展。

[1]盧崢.水泥廠鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計與維護[J].河南建材,2011,01:132-133.

[2]鐘海波,馮琴.水泥廠中鋼結(jié)構(gòu)的防火保護[J].中國水泥,2009,12:85.

[3]郭云.水泥廠鋼結(jié)構(gòu)廠房維護系統(tǒng)的設(shè)計選材與施工[J].水泥技術(shù),2010,01:94-97.

[4]官璐,劉曉漫.水泥廠土建鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計概預(yù)算探討[J].四川建材,2014,01:15-17.

TQ172

B

1007–6344（2015）01–0004–01

李倩（1982-），女，安徽合肥人，學(xué)歷：本科，工作單位：合肥水泥研究設(shè)計院，工程師