鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中的幾個問題

1、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中的幾個問題摘要：鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，并且迅速地占領(lǐng)著越來越大市場，但也存在著防火性能差、易腐蝕等缺點，因此，在設(shè)計中如何根據(jù)其特點揚(yáng)長避短、更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的作用就顯得很重要。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 廠房設(shè)計 伸縮保溫 支撐abstract: the steel structure in the architecture field plays a more and more important role, and quickly occupied the more and more major market, but there is also fireproof

2、 performance is poor, easy to corrosion defects, therefore, in how to design according to its characteristic foster strengths and circumvent weaknesses, better to play the role of the steel structure is very important.keywords: steel structure plant design telescopic insulation support中圖分類號：s611 文獻(xiàn)標(biāo)

3、識碼：a 文章編號：隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，尤其是城市建設(shè)的飛速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，起到了舉足輕重的作用。無論在工業(yè)還是民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)以其整體剛度和抗震性能好、施工速度快、自重輕、承載力高，在大跨度及超高層建筑中代替了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點迅速地占領(lǐng)著越來越廣的市場。但是鋼結(jié)構(gòu)也存在著防火性能差、易腐蝕等缺點，因此在設(shè)計中，可以根據(jù)其特點揚(yáng)長避短，這樣才能更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的作用。本文主要就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在設(shè)計中的幾個問題談?wù)勛约旱目捶?。一、鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計中應(yīng)注意的問題1、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算按排架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，有幾個設(shè)計要點需要注意:一是基礎(chǔ)。除發(fā)生沖切、剪切破壞之

4、外，還存在較大的彎矩作用，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生傾覆和滑移破壞。在風(fēng)荷載較大的情況下，特別對于一些敞開和半敞開的結(jié)構(gòu)，輕鋼結(jié)構(gòu)自重很輕，有可能不足于抵抗風(fēng)荷載產(chǎn)生的上拔力，導(dǎo)致基礎(chǔ)上拔破壞。為了防止這些破壞的發(fā)生，最經(jīng)濟(jì)有效的辦法是增加基礎(chǔ)埋深，對于輕鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，還須預(yù)埋地腳螺栓，用于上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的連接，若錨栓離混凝土基礎(chǔ)邊緣太近，會產(chǎn)生基礎(chǔ)劈裂破壞，因此，錨栓離基礎(chǔ)邊緣的距離不得小于150mm，若錨栓長度過短，會使錨栓從基礎(chǔ)中拔出，導(dǎo)致基礎(chǔ)破壞，所以規(guī)范也規(guī)定了錨栓埋入長度。二是柱腳。柱腳為剛性固定連接，剛性固定連接分為三種形式: 露出式柱腳、埋入式柱腳、包腳式柱腳，本設(shè)計采用了露出式柱腳即靴式

5、柱腳，在設(shè)計手冊中有詳細(xì)的計算過程，可以做到精確計算，對于跨度較大，吊車荷載噸位較高的情況，認(rèn)為采用埋入式更為合適，對提高和確保鋼柱腳和鋼筋混凝土基礎(chǔ)或基礎(chǔ)梁的組合效應(yīng)和整體剛度有利。三是牛腿處設(shè)鋼系桿。下柱截面高度為1100mm，吊車梁與牛腿連接距下柱形心距離偏心太大，不能保證柱的側(cè)向穩(wěn)定，所以在牛腿標(biāo)高處增設(shè)鋼系桿，以減小柱的計算長度，以防柱失穩(wěn)，計算時考慮與吊車梁共同傳遞縱向水平力，同時作為排架柱的側(cè)向支撐點。鋼系桿截面計算如下:當(dāng)支撐桿位于距柱端l處時( 0 1) ，fb1 = n/240( 1 )式中n被撐構(gòu)件的最大軸心壓力。圖1 鋼系桿布置圖四是屋架。對于具體工程，屋架設(shè)計時應(yīng)考慮

6、到排架柱對屋架下弦產(chǎn)生的附加拉力或壓力，以及在吊車荷載設(shè)計值和永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合下下弦桿是否受壓，如受壓時其長細(xì)比不宜超過200，根據(jù)具體情況對下弦桿進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗算。當(dāng)風(fēng)荷載較大，屋架下弦桿在永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值和風(fēng)吸力荷載設(shè)計值共同作用下受壓時，為滿足200，可加密下弦系桿。2、鋼結(jié)構(gòu)的屋面支撐系統(tǒng)及屋面設(shè)計屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車噸位和所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐；在無檁體系中，大型屋面板有三點和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件的限制和安裝需要。無論有檁或無檁體系屋蓋均應(yīng)

7、在屋架上弦和天窗架上弦設(shè)置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12m的廠房或廠房內(nèi)設(shè)有特重級橋式吊車或廠房內(nèi)有較大振動設(shè)備的均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。屋面的排水及防水設(shè)計在屋面設(shè)計中需重點考慮，根據(jù)屋面工程技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，屋面坡度最小為5，在積雪較大的地區(qū)，坡度應(yīng)適當(dāng)加大。單坡屋面的長度主要取決于所在地區(qū)的溫差以及降雨所形成的最大水頭高度。根據(jù)工程設(shè)計經(jīng)驗，單坡屋面長度宜控制在70m以內(nèi)。目前，市場上鋼結(jié)構(gòu)屋面的做法常用的有兩種：剛性屋面：雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉；復(fù)合柔性屋面：由屋面彩鋼板內(nèi)板、隔氣層、保溫層、卷材防水層組成。3、鋼結(jié)構(gòu)的立面設(shè)計輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑主要有把握以下4個方面的特征：規(guī)模、線

8、條、色彩、變化。 鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面主要由工藝布置來決定，在滿足工藝的要求下力求立面簡潔恢宏同時使節(jié)點盡量簡單統(tǒng)一。彩色壓型鋼板使得輕鋼廠房的建筑表現(xiàn)得體形輕盈色彩豐富，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的沉重單一。在輕鋼廠房的設(shè)計中常采用跳躍性色彩和冷色調(diào)，重點突出主要出入口、外天溝、收邊泛水等地方，既體現(xiàn)了現(xiàn)代化廠房的恢宏氣勢，又豐富了立面效果。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房，外墻維護(hù)為磚砌體，外裝修為涂料或面磚，輔以色帶，由于混凝土屋面設(shè)置采光窗效果不理想，設(shè)計時通常在墻面設(shè)置大量的采光窗。但對于維護(hù)墻為彩色壓型鋼板的鋼結(jié)構(gòu)廠房來說則不然。線條是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑風(fēng)格最獨特的特征，均勻的線條或橫或豎，使得

9、輕鋼結(jié)構(gòu)建筑富有流暢的金屬質(zhì)感，體現(xiàn)了強(qiáng)烈的現(xiàn)代工業(yè)氣息。若在墻面設(shè)置大量采光窗，則破壞了墻面的線條造型，同時，輕鋼結(jié)構(gòu)屋面可以大量使用屋面采光板，采光均勻，同時兼可解決廠房通風(fēng)問題。二、應(yīng)當(dāng)處理好的其它幾個問題1、鋼材的保溫隔熱與防火鋼材具有很高的導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)為50w(m.)，當(dāng)受熱達(dá)到100以上時，其抗拉強(qiáng)度就會降低，塑性增大；溫度達(dá)到250時，鋼材抗拉強(qiáng)度會稍提高，但塑性卻降低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象；溫度達(dá)到500時，鋼材強(qiáng)度降至很低，會致使鋼結(jié)構(gòu)塌落。所以當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境溫度達(dá)到150以上時，就必須做隔熱防火設(shè)計。其做法一般為：鋼結(jié)構(gòu)外側(cè)包耐火磚、混凝土或硬質(zhì)防火板材。或者鋼結(jié)構(gòu)刷厚涂

10、型防火涂料，厚度按鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)規(guī)程計算。2、溫度伸縮縫的設(shè)置溫度變化將引起鋼結(jié)構(gòu)廠房的變形，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)廠房平面尺度較大時，為避免產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，應(yīng)在廠房縱橫兩個方向設(shè)置溫度伸縮縫，區(qū)段的長度可以根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范來執(zhí)行。溫度伸縮縫一般采用設(shè)置雙柱的方法來處理，對縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設(shè)置滾動支座。3、防銹處理鋼結(jié)構(gòu)表面直接暴露在大氣中就會銹蝕，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房空氣中有侵蝕性介質(zhì)或鋼結(jié)構(gòu)處在潮濕環(huán)境中時，鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕就會更加明顯和嚴(yán)重。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕不僅會使構(gòu)件截面減小，還會使鋼構(gòu)件表層局部產(chǎn)生銹坑，當(dāng)構(gòu)件受力時將引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，使結(jié)構(gòu)過早破壞。因此，對鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的防銹蝕問題應(yīng)予以足夠的重視，并應(yīng)根據(jù)廠房侵蝕介質(zhì)情況和環(huán)境條件在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面采取相應(yīng)對策和措施，以確保廠房結(jié)構(gòu)的安全。一般鋼結(jié)構(gòu)的防腐常采用防銹底漆和面漆，涂裝層數(shù)及厚度常根據(jù)其使用環(huán)境和涂層性質(zhì)來決定。一般室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在自然大氣介質(zhì)作用下，要求涂層厚度100m，即底漆兩道，面漆兩道。露天鋼結(jié)構(gòu)或在工業(yè)