鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)及細(xì)節(jié)處理

天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院 300051

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了鋼結(jié)構(gòu)廠房，詳細(xì)闡述了鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)技術(shù)與細(xì)節(jié)處理。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)廠房；設(shè)計(jì)技術(shù)；細(xì)節(jié)處理

無(wú)論是在民用建筑領(lǐng)域還是工業(yè)建筑領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)憑借自身的優(yōu)勢(shì)快速占領(lǐng)了整個(gè)的建筑市場(chǎng)。鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)有施工速度快、抗震性能強(qiáng)、荷載高、自重輕、剛度強(qiáng)，但是其自身也有容易被腐蝕、防火性能差等諸多缺點(diǎn)，因此，為了更好的建筑領(lǐng)域發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的功能，必須對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)處理。

1、鋼結(jié)構(gòu)廠房介紹

1.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房遵循的設(shè)計(jì)原則

要依據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，必須對(duì)原材料進(jìn)行合理選擇和嚴(yán)格把關(guān)，要對(duì)結(jié)構(gòu)方案和廠房的構(gòu)造措施進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)廠房必須要符合結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝、運(yùn)輸、使用的整個(gè)過(guò)程中對(duì)穩(wěn)定性、強(qiáng)度、剛度的要求標(biāo)準(zhǔn)，必須選擇防腐蝕性能強(qiáng)、防火性能好的鋼結(jié)構(gòu)，要優(yōu)先選擇使用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的鋼構(gòu)件，避免在使用過(guò)程中重新制作，重新安裝。在設(shè)計(jì)完成的鋼結(jié)構(gòu)文件中，所使用鋼材的型號(hào)和規(guī)格、鏈接材料的鋼號(hào)或型號(hào)，建筑結(jié)構(gòu)的使用周期等必須標(biāo)注明確。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)

在當(dāng)前的廠房設(shè)計(jì)施工的過(guò)程中采用了鋼結(jié)構(gòu)作為主要的原材料，是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：一是因?yàn)榭梢圆捎霉I(yè)化大批量生產(chǎn)的方式對(duì)鋼結(jié)構(gòu)原材料進(jìn)行加工，同時(shí)，使用的機(jī)械設(shè)備能夠在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)的拼裝，可以有效縮短廠房的施工周期，節(jié)約建設(shè)成本，提高施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。二是與鋼筋混凝土相比，鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度比較高，質(zhì)量比較輕，所以在廠房的實(shí)際施工過(guò)程中，不但能夠有效減少建筑結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的荷載，還可以有效提高廠房結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)防腐蝕措施處理后，可以極大提高防腐蝕能力，保證廠房在使用的過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境因素的干擾而降低鋼結(jié)構(gòu)的可靠性、穩(wěn)定性和耐腐蝕性能。三是鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度高，成本較低，能夠回收反復(fù)利用，可以確保廠房的施工建設(shè)過(guò)程節(jié)能減排，減少能耗，節(jié)約資源，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

2、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)技術(shù)與細(xì)節(jié)處理

2.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房的隔熱保溫與防火處理

鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能非常高，通常的鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)一般為50w（m.℃），遇到的熱量溫度超過(guò)100℃時(shí)，就會(huì)降低鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)增加了鋼結(jié)構(gòu)的塑性；如果遇熱溫度超過(guò)250℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度還會(huì)增加，塑性反而降低，產(chǎn)生藍(lán)脆現(xiàn)象；當(dāng)遇熱溫度超過(guò)500℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會(huì)變得很小，能夠?qū)е落摻Y(jié)構(gòu)坍塌。因此，鋼結(jié)構(gòu)的外界環(huán)境溫度超過(guò)150℃時(shí)，就必須采取隔熱防火措施，以對(duì)其進(jìn)行更好的保護(hù)。施工過(guò)程中，一般采取在鋼結(jié)構(gòu)的外部包裹混凝土、耐火磚或防火板材，有的也采取涂刷一層厚防火涂料。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面設(shè)計(jì)處理

工藝布置對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面設(shè)計(jì)起著決定作用，通常設(shè)計(jì)時(shí)是只要滿足施工工藝要求，力求立面恢宏簡(jiǎn)潔，節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單一致。彩色的鋼結(jié)構(gòu)能保證廠房從外表看來(lái)色彩豐富，外形輕盈，與傳統(tǒng)沉重單一的鋼筋混凝土廠房相比優(yōu)勢(shì)明顯。在設(shè)計(jì)輕鋼廠房的過(guò)程中，如果使用冷色調(diào)或跳躍性色彩，在重要的出入口、收邊泛水、外天溝等位置做重點(diǎn)突出，不但能夠豐富廠房的立面效果，還能更加彰顯廠房的現(xiàn)代化的恢宏氣勢(shì)。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)廠房的支撐系統(tǒng)處理

在設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)廠房屋蓋的支撐系統(tǒng)和柱間的支撐系統(tǒng)時(shí)，必須依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)廠房的噸位、實(shí)際振動(dòng)設(shè)備、結(jié)構(gòu)形式、跨度、高度、柱網(wǎng)設(shè)置和吊車的設(shè)置等實(shí)際情況。通常情況下，屋蓋結(jié)構(gòu)中沒(méi)有檁條的情況下，支撐系統(tǒng)設(shè)置在垂直方向上，在沒(méi)有檁條的廠房結(jié)構(gòu)中，屋架和屋面板必須開(kāi)展焊接施工，確保上弦起到支撐作用。但在鋼結(jié)構(gòu)廠房的實(shí)際設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭苁┕l件的限制，再加上安裝施工的要求，就要把上弦在橫向方面的支撐系統(tǒng)布置在屋架上弦部位和天窗架上弦位置，如果鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋架間距超過(guò)12米時(shí)，或存在重量很大的振動(dòng)設(shè)備和吊車時(shí)，就必須在縱向設(shè)置水平的支撐系統(tǒng)，以確保鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面設(shè)計(jì)處理

在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋面過(guò)程中，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是如何進(jìn)行防水。技術(shù)要點(diǎn)是主要有三個(gè)，首先是屋面的坡度大小，其次是天溝是哪種形式，最后是單坡屋面的長(zhǎng)度大小。要依據(jù)屋面工程的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，但是很多的鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面的坡度大都處于2%-3%，與實(shí)際的要求相符合。但是，鋼結(jié)構(gòu)原材料的性能、細(xì)節(jié)處理技術(shù)、節(jié)點(diǎn)如何處理等，在實(shí)際施工中設(shè)置屋面坡度為5%更科學(xué)合理。在我國(guó)的北方，由于冬季積雪較多，就要增大廠房的屋面坡度，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的單坡屋面長(zhǎng)度的過(guò)程中，必須對(duì)區(qū)域內(nèi)實(shí)際的降雨量變化及溫度變化進(jìn)行考慮。通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)廠房的單坡屋面長(zhǎng)度設(shè)置在70米以內(nèi)，就能夠提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的性能，延長(zhǎng)使用壽命。如果長(zhǎng)度超過(guò)70米，就必須對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的處理。目前，有2中設(shè)計(jì)方案在鋼結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，一種是使用的材料是雙層彩色的鋼板，這種鋼板中有保溫棉，防水性能良好，缺點(diǎn)是溫度變化非常大，不能有效解決熱脹冷縮的問(wèn)題；另一種是使用保溫層、卷材防水層、隔汽層等復(fù)合而組成的鋼屋面系統(tǒng)，這種材質(zhì)柔性較強(qiáng)，對(duì)熱脹冷縮問(wèn)題改善效果較為顯著。

2.5 鋼結(jié)構(gòu)廠房的防銹處理

外界潮濕的環(huán)境會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房帶來(lái)腐蝕問(wèn)題，如果外界空氣中含有腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)，就會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)更嚴(yán)重的腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)被銹蝕后，不但會(huì)減小構(gòu)件的截面積，還會(huì)在鋼結(jié)構(gòu)的表面產(chǎn)生嚴(yán)重的銹坑問(wèn)題，在構(gòu)件受力集中時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重的損壞構(gòu)件。所以，必須高度重視鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕問(wèn)題，在技術(shù)處理時(shí)，要考慮地區(qū)環(huán)境條件的實(shí)際情況和廠房是否存在侵蝕介質(zhì)等因素，布置廠房總圖，選擇科學(xué)的施工工藝，嚴(yán)格選擇原材料，同時(shí)開(kāi)展科學(xué)的施工，以保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工安全和使用安全。一般情況下，采用在鋼結(jié)構(gòu)表面涂防銹漆的方式進(jìn)行防腐處理，涂漆的厚度和層數(shù)依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的圖層性質(zhì)和環(huán)境實(shí)際條件。處于室內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)表面涂漆厚度在0.1毫米，兩道底漆、兩道面漆，保證鋼結(jié)構(gòu)不被腐蝕。

3、結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房和細(xì)節(jié)處理過(guò)程中，在嚴(yán)格要求鋼結(jié)構(gòu)廠房的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、耐久性、抗震性外，還必須采取科學(xué)的保溫防火與防銹蝕技術(shù)，提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的穩(wěn)定性能，延長(zhǎng)使用壽命。

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