雖然目前對鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計的研究已經(jīng)很多,但筆者認(rèn)為,對某些方面還是需要不斷優(yōu)化的,這樣有利于提高鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,延長其使用壽命,確保安全。具體主要從以下幾點入手優(yōu)化:
1、鋼材保溫隔熱和防火性能的優(yōu)化
鋼材的導(dǎo)熱性能比較高,一般導(dǎo)熱系數(shù)在 50 w(m.℃),當(dāng)受熱達(dá)到 100 ℃以上時,鋼材的抗拉強度明顯降低,塑性增加;如果溫度達(dá)到250 ℃時,鋼材本身的抗拉強度雖然會略有提高,但是塑性明顯降低,出現(xiàn)工業(yè)上所謂的藍(lán)脆現(xiàn)象;如果溫度達(dá)到 500 ℃時,鋼材強度降到最低,直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的坍塌。所以在使用鋼材的時候,如果建筑環(huán)境的溫度經(jīng)常維持在150 ℃以上時,設(shè)計者就需要對鋼材進(jìn)行隔熱防火的技術(shù)處理。通常采用的做法為:按照鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)規(guī)程中的規(guī)定,在鋼材外部涂上防火涂料?;蛘呤褂媚突鸫u和混凝土等防火材料對鋼材進(jìn)行包f83fabcb9e5f3f1d027c8d3b76921059裹。
2、廠房的立面設(shè)計優(yōu)化
體量、線條、色彩和體型是鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中需要注意的四個方面,鋼結(jié)構(gòu)廠房的平面、立面設(shè)計首先需要滿足生產(chǎn)工藝的要求,在滿足工藝要求的前提下立面設(shè)計宜簡約統(tǒng)一。
相對于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑來說,一般采用砌體作為外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu),裝飾效果主要采用涂料或者面磚,同時為了達(dá)到良好的采光和通風(fēng)效果,還需要設(shè)置單獨的采光通風(fēng)窗。但是對于彩鋼板圍護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)廠房來說就不用這么麻煩,其本身就自帶的跳躍色彩和輕鋼的輕盈體態(tài)已經(jīng)構(gòu)成了廠房設(shè)計的最佳審美效果。不但金屬質(zhì)感強烈,還具有現(xiàn)代工廠氣息。
3、廠房支撐系統(tǒng)的優(yōu)化
支撐體系是整個廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要組成部分,通常需要根據(jù)廠房長度、高度和跨度以及吊車使用情況來具體設(shè)定。一般情況下不考慮檁條的結(jié)構(gòu)布置,設(shè)計的重點主要在垂直支撐和水平支撐上。在沒有檁條的設(shè)計中,需要將屋面板和屋架之間進(jìn)行焊接,通過上方支撐的方式控制平衡和穩(wěn)定性。如果廠房屋架的間距大于12米,或者需要設(shè)置橋式吊車的時候,需要進(jìn)行縱向水平支撐體系的建立。
4、廠房屋面設(shè)計優(yōu)化
防水是廠房屋面設(shè)計的主要部分,一般主要從三方面入手考慮:屋面坡度、天溝形式以及單坡屋面長度。具體到實際工程設(shè)計,一般的屋面坡度都在(3%~5%)之間,符合基本的設(shè)計要求。但是需要考慮設(shè)計中的節(jié)點處理和材料性能的因素,因此宜將坡度設(shè)置在5%左右。在北方一些嚴(yán)寒地區(qū),除了要考慮鋼結(jié)構(gòu)坡面長度與當(dāng)?shù)貧鉁睾徒涤曜兓年P(guān)系,還要加大坡度的設(shè)計,以防積雪。根據(jù)國家工程設(shè)計的要求表明,單坡屋面長度控制在30米左右,如果超越這個標(biāo)準(zhǔn),需要進(jìn)行特殊處理。
目前國內(nèi)主要采用兩種設(shè)計方案:一種選用雙層彩色壓型鋼板,雙層鋼板之間的保濕棉雖然可以防水,但是對溫差的反應(yīng)比較大,遇到熱脹冷縮容易出現(xiàn)問題。另一種是復(fù)合夾芯鋼板,含有保溫層、隔汽層和防水層等,適應(yīng)能力好。
5、防銹優(yōu)化
鋼結(jié)構(gòu)處于不同的環(huán)境中會因為空氣水分或者其他原因?qū)е律P,如果生銹現(xiàn)象嚴(yán)重直接影響鋼結(jié)構(gòu)截面的減少,還會危及整個框架的穩(wěn)定性,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)廠房過早的破壞,減少使用壽命。因此鋼結(jié)構(gòu)廠房的防銹優(yōu)化必須給予足夠的重視,在進(jìn)行修建之前,需要綜合考慮修建周邊的地理位置、自然環(huán)境、工藝生產(chǎn)時可能釋放的不利于鋼結(jié)構(gòu)的氣體、材料選擇等問題,保證整體結(jié)構(gòu)框架的安全性。通常防銹的處理方式為在鋼材表面使用防銹底漆和面漆,具體涂膜厚度和次數(shù)根據(jù)周邊環(huán)境和涂層的質(zhì)地來決定。通常如果室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)處于自然大氣下,涂層厚度在100 μm,即底漆兩道,面漆兩道。
通過以上的分析,我們可以得出在當(dāng)今鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中,除了要對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度、抗震性和穩(wěn)定性做出具體的要求,鋼結(jié)構(gòu)自身的缺陷性也需要重點防范,只有從根本上解決鋼材的性能問題,才能修建出安全、可靠、一流的廠房建筑。
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