隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的迅速提高，建筑業(yè)有了極大的改進(jìn)，廠房設(shè)計(jì)也逐步從落后的混凝土結(jié)構(gòu)中走了出來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)廠房相對(duì)于傳統(tǒng)廠房結(jié)構(gòu)形式具有明顯的優(yōu)越性，于是得到了廣泛的運(yùn)用。因此，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)自然至關(guān)重要。我們因給予高度的重視。鑒于此，本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行了論述。
　　
　　隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑建設(shè)的要求也在不斷提高，不僅要滿足施工速度，還要求具有很好的環(huán)保性、靈活性和抗震性等。同時(shí)隨著各種工藝技術(shù)也在不斷進(jìn)步。鋼結(jié)構(gòu)廠房在這方面就很好的凸顯了其優(yōu)越性，不斷獲得普遍的推廣和使用。
　　
　　一、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)廠房是指采用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材，通過(guò)連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的國(guó)際流行的門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)體系形式。
　　
　　門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房在國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟，受到用戶普遍接受和認(rèn)可，成為目前國(guó)內(nèi)發(fā)展速度最快的一種鋼結(jié)構(gòu)形式。門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房可以做成大跨度，大空間，便于內(nèi)部靈活布置和使用。（鋼結(jié)構(gòu)廠房采用門式剛架體系其單跨度甚至可達(dá)到80米。多跨可達(dá)到180米甚至跨度更大）鋼結(jié)構(gòu)廠房主要是用在不承受大載荷的承重建筑。采用輕型H型鋼（焊接或軋制；變截面或等截面）做成門形剛架支承，C型、Z型冷彎薄壁型鋼作檁條和墻梁，壓型鋼板或輕質(zhì)夾芯板作屋面、墻面圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)螺栓、普通螺栓及自攻螺絲等連接件和密封材料組裝起來(lái)的門式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系。
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)廠房在全球范圍內(nèi)，特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)建筑工程領(lǐng)域中得到更合理、廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)廠房可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房，凈化車間，倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房，超市，會(huì)館展廳。
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)特點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)廠房自重輕，強(qiáng)度大，跨度大，空間大。設(shè)計(jì)先進(jìn)，采用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，充分發(fā)揮鋼材抗震性好、抗沖擊性好、剛性好、變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)。而且還可以重復(fù)再利用，可以節(jié)約大量鋼材。結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)潔、輕巧，占用面積小，使用面積大，有效擴(kuò)大了建筑物的內(nèi)部空間，彩鋼夾芯復(fù)合板，金屬壓型板等新型墻體屋面材料圍護(hù)，更顯示出建筑的時(shí)代感。安裝快捷，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)，制作精良，施工安裝簡(jiǎn)便、快捷、安全。
　　
　　二、鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要構(gòu)成部分:
　　
　　1、地基基礎(chǔ)
　　
　　地基的強(qiáng)度問(wèn)題主要包括:地基承載力不足或地基喪失穩(wěn)定性,斜坡喪失穩(wěn)定性。地基變形問(wèn)題主要是指軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土等地區(qū)過(guò)大的變形和不均勻沉降。地基的破壞通常有三種形式:整體剪切破壞、沖切剪切破壞和局部剪切破壞。
　　
　　2、柱系統(tǒng)
　　
　　按照最不利荷載組合設(shè)計(jì)的柱子,由于荷載同時(shí)出現(xiàn)的概率很低,在正常工作條件下,實(shí)際應(yīng)力低于設(shè)計(jì)應(yīng)力很多,柱的安全儲(chǔ)備相當(dāng)大,出現(xiàn)破壞的可能性很小,發(fā)生柱整體承載能力不足的而導(dǎo)致破壞的情況很少。工業(yè)廠房的柱子常發(fā)生如下破壞(柱肢變形、柱肢體有切口、格構(gòu)式柱子腹桿彎曲和扭曲變形、柱頭與吊車梁支撐牛腿處焊縫開(kāi)裂、柱子垂直傾斜,圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)損壞,吊車軌道偏位),將會(huì)影響生產(chǎn)。
　　
　　3、鋼屋蓋系統(tǒng)
　　
　　首先鋼屋蓋承重構(gòu)件是由壁薄、細(xì)長(zhǎng)的桿件組成,截面形狀復(fù)雜,節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中又有偏心；其次設(shè)計(jì)屋蓋系統(tǒng)時(shí)計(jì)算荷載、計(jì)算簡(jiǎn)圖較正確,且接近計(jì)算極限狀態(tài),結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力安全儲(chǔ)備最小,對(duì)超載、溫度和腐蝕作用十分敏感,容易因?yàn)榕既灰蛩囟?再加上制造、安裝和使用過(guò)程中出現(xiàn)的各種影響,鋼結(jié)構(gòu)屋蓋成為鋼結(jié)構(gòu)廠房破壞中最嚴(yán)重的部分。鋼屋蓋發(fā)生破壞包括屋蓋倒塌、桁架桿件斷裂(包括與節(jié)點(diǎn)板連接斷開(kāi))、屋蓋撓曲超標(biāo)準(zhǔn)、桿件彎曲、節(jié)點(diǎn)板彎曲或開(kāi)裂、屋蓋支撐屈曲等類型。
　　
　　4、 吊車梁系統(tǒng)
　　
　　吊車梁系統(tǒng)是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的重要組成部分,包括吊車梁、制動(dòng)結(jié)構(gòu)、吊車軌道和連接。吊車梁受力復(fù)雜,且吊車的垂直力和側(cè)向力具有動(dòng)力特征、沖擊和疲勞作用,比起屋蓋系統(tǒng)吊車梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖、計(jì)算方法與實(shí)際情況差異更大、不定性更多,結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠性最低。
　　
　　三、鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
　　
　　1、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)體系
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)廠房因?yàn)楣に嚥贾玫囊螅话愣夹枰罂臻g，結(jié)構(gòu)通常采用框架結(jié)構(gòu)，在層數(shù)較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)布置的原則是：盡量使柱網(wǎng)對(duì)稱均勻布置，使房屋的剛度中心與質(zhì)量中心相近，以減小房屋的空間扭轉(zhuǎn)作用，結(jié)構(gòu)體系要求簡(jiǎn)捷、規(guī)則、傳力明確。避免出現(xiàn)應(yīng)力集中和變形突變的凹角和收縮，以及豎向變化過(guò)多的外挑和內(nèi)收，力求沿豎向的剛度不突變或少突變。由于多層廠房跨度方向尺寸較大，柱子少；而柱距方向尺寸較小，柱子多。一般都是橫向控制，使縱橫向的抗震能力大致相同，不僅有利于抗震，也使設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。
　　
　　2、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的選址
　　
　　廠房設(shè)計(jì)選址很關(guān)鍵，因盡量避免地震區(qū)，地震區(qū)房屋的伸縮縫是合一的，當(dāng)房屋較長(zhǎng)時(shí)，宜采取下列一些構(gòu)造措施和施工措施以少設(shè)伸縮縫及防震縫；施工中，每隔40m設(shè)置一道800mm一個(gè)1400mm寬的后澆帶，后澆帶的位置設(shè)在結(jié)構(gòu)受力影響最小的區(qū)段；在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內(nèi)縱墻端開(kāi)間的墻體等部位，適當(dāng)提高配筋率；加厚屋面隔熱保溫層或設(shè)置架空層形成通風(fēng)屋面。
　　
　　3、鋼結(jié)構(gòu)廠房的的防火設(shè)計(jì)
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火能力很差，當(dāng)鋼材受熱在100℃以上時(shí)，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強(qiáng)度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時(shí)，鋼材抗拉強(qiáng)度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象；當(dāng)溫度超過(guò)250℃時(shí)鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當(dāng)溫度達(dá)500℃時(shí)，鋼材強(qiáng)度降至很低，以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此，鋼結(jié)構(gòu)必須做隔熱及防火設(shè)計(jì)。
　　
　　（1）正確定義建筑物生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別，合理確定建筑的耐火等級(jí)依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，對(duì)廠房生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性分為甲、乙、丙、丁、戊五類，如果確定工程為二級(jí)耐火等級(jí)，就應(yīng)該嚴(yán)格按照二級(jí)耐火等級(jí)加涂防火涂料進(jìn)行防護(hù)，使鋼構(gòu)件達(dá)到二級(jí)防火等級(jí)的耐火極限要求。
　　
　　（2）設(shè)計(jì)時(shí)要選用恰當(dāng)?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)防火保護(hù)方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采取有效的保護(hù)，就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到規(guī)范規(guī)定的值，防止鋼構(gòu)件遇火發(fā)生變形塌落。目前，保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)廠房最常用的方法是在其表面涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，發(fā)生火災(zāi)時(shí)它作為耐火隔熱保護(hù)層，有效地提高鋼構(gòu)件的耐火極限，滿足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的要求。在使用防火涂料時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意防火涂料和底層防腐涂料的相互匹配，不得與底層防腐涂料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以免影響防腐防火效果。我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)不同建筑對(duì)構(gòu)件耐火極限的要求，通過(guò)科學(xué)比較，選出最恰當(dāng)?shù)姆阑鸨Ｗo(hù)方法，達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全要求。
　　
　　（3）鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)時(shí)要合理劃分建筑物的防火分區(qū)，對(duì)每個(gè)防火分區(qū)的面積進(jìn)行嚴(yán)格的控制。同時(shí)要控制每個(gè)分區(qū)的疏散口數(shù)量及疏散距離，安全出口是指符合防火規(guī)范規(guī)定的疏散樓梯、直通室外地平面或安全區(qū)域的門。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑自身存在的弱點(diǎn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮人員疏散的因素，將人員密度指標(biāo)和鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)綜合起來(lái)考慮，加強(qiáng)對(duì)安全疏散路線、疏散距離、疏散寬度的設(shè)計(jì)要求，科學(xué)設(shè)置疏散指示標(biāo)志，使人員能快速疏散到安全地帶，從而大大減少人員傷亡和人民財(cái)產(chǎn)損失。
　　
　　4、鋼結(jié)構(gòu)廠房的防腐設(shè)計(jì)
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)表面直接暴露在大氣中就會(huì)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(shí)，鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕就會(huì)更加明顯和嚴(yán)重。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕不僅會(huì)使構(gòu)件截面減小，還會(huì)使鋼構(gòu)件表層局部產(chǎn)生銹坑，當(dāng)構(gòu)件受力時(shí)將引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，使結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞。因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的防銹蝕問(wèn)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(duì)策和措施，以確保廠房結(jié)構(gòu)的安全。為了防止金屬表面銹蝕，常采用防銹防腐涂料對(duì)其進(jìn)行涂裝保護(hù)，保護(hù)層透氣是造成金屬表面失去陰極保護(hù)而加快銹蝕速率的誘因。因此，防腐涂層只有具備了致密、疏水性強(qiáng)、附著力好、電阻大或涂層足夠厚的條件時(shí)，才能有效地屏蔽水蒸氣、氧氣、氯離子等的侵蝕，起到物理防銹作用。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100μm，即底漆兩道，面漆兩道。露天鋼結(jié)構(gòu)或在工業(yè)大氣介質(zhì)作用下的鋼結(jié)構(gòu)，要求漆膜總厚度為150μm～200μm。在酸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)要求使用氯磺化防酸漆。鋼柱柱腳在地面以下部分要用不低于C20的混凝土包裹，其保護(hù)層厚度不小于50mm。
　　
　　5、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)電梯間的位置安排
　　
　　多層廠房由于設(shè)備、貨物很重，豎向運(yùn)輸?shù)男枰O(shè)置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大，應(yīng)充分考慮電梯井筒對(duì)建筑物的偏心影響，在結(jié)構(gòu)布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
　　
　　在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們應(yīng)嚴(yán)格按照和采用相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)隨著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的日趨成熟，設(shè)計(jì)師也要緊跟時(shí)代步伐，堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)。只有這樣，才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟(jì)環(huán)保的鋼結(jié)構(gòu)廠房，滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的要求。

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