【摘 要】社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了科技水平的迅速提高,建筑業(yè)中的廠房設(shè)計(jì)也取得了明顯的進(jìn)步,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的廠房設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸被鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)所代替,與傳統(tǒng)的廠房結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)廠房具有明顯的靈活性,已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國(guó)廠房的主要結(jié)構(gòu)形式,建筑業(yè)也給予這種新型結(jié)構(gòu)模式極大的關(guān)注,鑒于此,本文主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行了解析。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);廠房;設(shè)計(jì);要點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為現(xiàn)階段工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中主要采用的結(jié)構(gòu)形式,與傳統(tǒng)的廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比,它具有跨度大、重量輕、質(zhì)量高、施工周期短、柱網(wǎng)布置靈活以及工藝便于銜接等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)廠房也在抗震性、耐熱性、穩(wěn)定性以及耐腐蝕性等方面存在著一定的缺陷,所以在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程要采取科學(xué)有效的措施,避免鋼結(jié)構(gòu)自身的缺陷給廠房可能造成的隱患,促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)作用的更好的發(fā)揮,提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的使用效果。
1 鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于工藝布置等方面的要求,為了拓展廠房的空間,鋼結(jié)構(gòu)廠房一般會(huì)采用框架結(jié)構(gòu),此外,如果廠房的層數(shù)比較多且能達(dá)到一定的工藝條件時(shí)也能采用框剪結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)對(duì)其結(jié)構(gòu)布置的要求是要對(duì)稱(chēng)均勻地布置柱網(wǎng),并使廠房的質(zhì)量中心與剛度中心接近,達(dá)到降低廠房空間的扭轉(zhuǎn)作用的目的。鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)體系需要具備規(guī)則、簡(jiǎn)捷以及傳力明確的特點(diǎn),防止凹角、收縮以及現(xiàn)應(yīng)力集中或者由于豎向過(guò)多而導(dǎo)致的內(nèi)收或外挑等現(xiàn)象的出現(xiàn),提高豎向剛度的穩(wěn)定性。而在多層廠房中,由于其柱距方向尺寸小,柱子多、跨度方向尺寸大,柱子少的特點(diǎn),所以一般對(duì)其采用橫向控制的方式,實(shí)現(xiàn)縱橫向的抗震能力的一致,提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能,促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。
2 鋼結(jié)構(gòu)廠房的選址設(shè)計(jì)
在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中,其選址的設(shè)計(jì)非常重要,為了提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性,延長(zhǎng)其使用壽命,應(yīng)該盡量避免把廠房選址設(shè)計(jì)在地震區(qū)范圍內(nèi),當(dāng)由于某些客觀原因不得不在地震區(qū)建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)廠房時(shí),對(duì)于占地較長(zhǎng)的房屋設(shè)計(jì),要采取積極有效的措施減少伸縮縫和防震縫的設(shè)置:要求施工的過(guò)程中,在鋼結(jié)構(gòu)受力影響最小的一些區(qū)段每隔40m就設(shè)置一道后澆帶;而在底層、頂層、山墻以及內(nèi)縱墻端開(kāi)間的墻體等一些受溫度影響比較大的廠房部位,需要提高其配筋率,此外,還可以通過(guò)設(shè)置架空層或者對(duì)廠房屋面的隔熱保溫層進(jìn)行加厚,使其屋面能夠保持良好的通風(fēng)效果。
3 鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火性能一般都比較差,所以要對(duì)其做好防火隔熱的設(shè)計(jì),明確建筑生產(chǎn)火災(zāi)的危險(xiǎn)性分類(lèi),并確定合理的廠房耐火等級(jí)。廠房生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性可以根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》分為甲、乙、丙、丁、戊五種類(lèi)型級(jí)別,比如,如果明確某項(xiàng)廠房工程的耐火等級(jí)為二級(jí),那么就應(yīng)該根據(jù)二級(jí)耐火的要求對(duì)廠房進(jìn)行防火涂料的涂刷。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)的目的,要在考慮鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的耐火極限的前提下,經(jīng)過(guò)科學(xué)地比對(duì)選擇出最合理的防火保護(hù)方法。另一方面,鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)對(duì)廠房的防火分區(qū)要進(jìn)行合理的劃分,嚴(yán)格控制住每一個(gè)防火分區(qū)的面積以及疏散人口數(shù)量與疏散距離。鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)要提高對(duì)疏散人員因素的重視,綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)與內(nèi)部人員的密度,著重設(shè)計(jì)疏散寬度、疏散距離以及安全疏散路線(xiàn),為了在火災(zāi)發(fā)生時(shí),廠房?jī)?nèi)部的人員能夠迅速疏散到安全區(qū)域,要在鋼機(jī)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中設(shè)置一些疏散指示標(biāo)志,保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
4 鋼結(jié)構(gòu)廠房的防腐設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)如果暴露在大氣中很快就會(huì)腐蝕,不僅會(huì)減小鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的截面,還會(huì)引起鋼構(gòu)件的局部出現(xiàn)銹坑,破壞其表面結(jié)構(gòu),在一定程度上構(gòu)成了廠房的安全隱患,所以在鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中要提高對(duì)其構(gòu)件的防銹蝕問(wèn)題的關(guān)注,為了提高廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,要綜合考慮分析廠房周?chē)沫h(huán)境以及侵蝕介質(zhì)的狀況,在材料選擇、工藝以及總圖布置方面采取積極有效的預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施。在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防銹防腐涂料能夠有效防止結(jié)構(gòu)表面的銹蝕,因?yàn)榻饘俦砻娈a(chǎn)生銹蝕的主要原因是保護(hù)層透氣,所以要使防腐涂層達(dá)到電阻大、附著力強(qiáng)、疏水性好以及涂層足夠厚的要求,對(duì)氧氣、水蒸氣以及氯離子的侵蝕起到良好的屏蔽作用,在自然大氣介質(zhì)作用下的廠房室內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu),涂刷的防銹防腐涂料的厚度要達(dá)到100μm,要求涂?jī)傻烂嫫,兩道底漆;而?duì)于在工業(yè)大氣介質(zhì)作用下的露天鋼結(jié)構(gòu),涂刷的防銹防腐涂料的厚度約為150μm ~ 200μm;此外,對(duì)酸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)要涂刷氯磺化防酸漆,用高于C20的混凝土包裹鋼柱柱腳在地面以下的部分,要求它的保護(hù)層的厚度要大于50mm。
5 鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)具有重要的影響和作用,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是由桿件設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)組成的,在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中要堅(jiān)持安全和經(jīng)濟(jì)的原則,使其符合施工安裝水平的要求,為了增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的抗震性能,要弱化構(gòu)件的設(shè)計(jì)而強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),所以鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在一定程度上決定了其安全性,鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要使其達(dá)到傳力可靠、受力明確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的目標(biāo)和特點(diǎn),在對(duì)其進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要把桿件內(nèi)力增加10%,而對(duì)于內(nèi)力較小的桿件,要求其連接焊縫的長(zhǎng)度要大于120mm,在施工時(shí)不能任意增加桿件的截面,以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的安全,在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要科學(xué)合理的布置焊縫,使其與桿件的形心相對(duì)稱(chēng),減少焊接應(yīng)力和焊接變形,實(shí)現(xiàn)其受力的合理性。在構(gòu)件安裝中采用現(xiàn)場(chǎng)焊縫的布置,提高焊縫施焊的效率和質(zhì)量,不僅為后期的質(zhì)量檢查提供了便利,還能減少焊縫在立體交叉處的過(guò)度集中。
6 鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面設(shè)計(jì)
在鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中,其廠房的體型結(jié)構(gòu)由于受到工藝技術(shù)的限制,再加上豐富的廠房體型變化加大了鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處理的難度,在一定程度上造成了建筑工程造價(jià)的提高,在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房時(shí)經(jīng)常采取冷色調(diào)和跳躍性色彩的裝飾方法,對(duì)泛水收邊以及主要出入口進(jìn)行重點(diǎn)突出,這樣不僅能使鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面得以豐富,還在一定程度上集中展現(xiàn)了現(xiàn)代廠房的氣勢(shì)。在傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)中,經(jīng)常采用面磚或者涂料進(jìn)行外裝修,并用色帶輔助裝修,外圍護(hù)墻體則通常采用磚砌體的結(jié)構(gòu)形式,但是由于鋼筋混凝土屋面并沒(méi)有達(dá)到良好的采光效果,所以需要在墻面設(shè)計(jì)很多采光窗進(jìn)行光線(xiàn)的補(bǔ)充,鋼結(jié)構(gòu)廠房與其相比,具有明顯的優(yōu)越性,為了達(dá)到良好的視覺(jué)效果和采光效果,在鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)中通常采用彩色壓型鋼板的維護(hù)墻體結(jié)構(gòu),避免了因?yàn)樵O(shè)置采光窗而給廠房設(shè)計(jì)效果帶來(lái)的消極影響,因?yàn)樵阡摻Y(jié)構(gòu)廠房中,線(xiàn)條是其最明顯的風(fēng)格特征,采光窗的設(shè)計(jì)會(huì)影響其整體的線(xiàn)條造型,鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋面因?yàn)槭褂昧舜罅康牟晒獍,所以使得其?nèi)部的光線(xiàn)均勻充足,線(xiàn)條流暢優(yōu)美。
7 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要把握關(guān)注廠房設(shè)計(jì)的要點(diǎn),根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)廠房自身的特點(diǎn),做好其結(jié)構(gòu)、選址、防火、防腐、節(jié)點(diǎn)、立面等方面的設(shè)計(jì)工作,運(yùn)用完美的設(shè)計(jì)減少?gòu)S房建筑施工中的困難,實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房的最佳效果。
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