對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房安全性設(shè)計(jì)的整體分析研究

逯家寶

（吉林省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，吉林 長(zhǎng)春 130022）

1 防排煙措施在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中應(yīng)用

當(dāng)火情發(fā)生的初期，逐漸增厚的熱煙氣層會(huì)在頂棚下方形成。當(dāng)火情迅速發(fā)展階段時(shí)，中心溫度與熱煙層的溫度接近或一樣。室內(nèi)如果有直通向外界的開(kāi)口，如有門(mén)或窗。煙氣層的厚度如果低于通向外界的門(mén)窗上沿高度時(shí)，火情初期產(chǎn)生的熱煙氣體，能夠迅速通過(guò)門(mén)窗排到室外。因此，鋼結(jié)構(gòu)廠房的防排煙設(shè)計(jì)方案如果設(shè)計(jì)合理，排煙系統(tǒng)能發(fā)揮作用，可以在火情發(fā)生時(shí)，最大程度避免和減少火災(zāi)的人身財(cái)產(chǎn)損失，火險(xiǎn)中利于快速疏散，使建筑結(jié)構(gòu)廠房的安全得以保障。

工業(yè)廠房建筑安全設(shè)計(jì)方面，防排煙主要有：自然方式、機(jī)械方式與機(jī)械加壓排煙方式。工業(yè)廠房采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中采用較多的是頂部采光加通風(fēng)。設(shè)計(jì)方面，自然排煙窗施工，易熔自然排煙窗設(shè)計(jì)有得天獨(dú)厚的先天條件，施工簡(jiǎn)單安全，可選擇的樣式也多種多樣，可以滿足施工要求。

2 鋼架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐火性設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)耐火性能是由鋼結(jié)構(gòu)的鋼材所決定的。鋼結(jié)構(gòu)自身不會(huì)燃燒，但是鋼結(jié)構(gòu)耐高溫和防火能力很差，如遇火災(zāi)，鋼結(jié)構(gòu)隨著溫度的升高，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件強(qiáng)度變低發(fā)生徐變，產(chǎn)生變形失效甚至塌落，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能將耐火性提高，使鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)火情發(fā)生時(shí)不會(huì)立即失效倒塌。

提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的耐火保護(hù)措施可以增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能，提高安全性。可以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的鋼材材料成份調(diào)整，加入可以提高耐火性的材料成分，增強(qiáng)自身耐火性和耐候性。另外可以通過(guò)表面噴涂防火涂料，噴涂厚度須達(dá)到耐火隔熱保護(hù)層要求。同時(shí)通過(guò)增加設(shè)計(jì)方法加以改善是表面粗糙、不美觀的弊端。

3 鋼架結(jié)構(gòu)支撐及屋面安全設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)廠房安全設(shè)計(jì)中，通過(guò)增加整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止變形，避免彎桿，以確保整體穩(wěn)定。按照廠房結(jié)構(gòu)，廠房跨度大，車(chē)間起重機(jī)設(shè)計(jì)位置，振動(dòng)設(shè)備和廠房的跨度、高度、溫度等，長(zhǎng)度分布的布局設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)，以確保安全屋面。鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)支持系統(tǒng)是至關(guān)重要的，之間應(yīng)設(shè)置各溫區(qū)的支持。在屋頂橫向水平支撐的情況下，協(xié)調(diào)安排。影響廠房的垂直結(jié)構(gòu)變形方向的重要原因是下柱支撐的位置，并影響溫度應(yīng)力多大的支持盡可能設(shè)置較低的柱溫區(qū)在中間的吊車(chē)梁的縱向構(gòu)件，如溫度變化，可以自由到區(qū)橫跨段。如果溫度段的長(zhǎng)度小，在中間溫度區(qū)，設(shè)置一個(gè)較低的柱支撐，但溫度段的長(zhǎng)度超過(guò)150m，為了確保廠房的縱向剛度，在此區(qū)段內(nèi)的溫度設(shè)定為較低的兩個(gè)柱支撐其位置應(yīng)安排在中間的第3個(gè)溫區(qū)范圍內(nèi)，以避免大的溫度應(yīng)力，兩個(gè)支持中心距離不應(yīng)超過(guò)72m的。

設(shè)計(jì)還必須考慮其屋面屋頂和排水設(shè)計(jì)，屋頂坡度設(shè)計(jì)也應(yīng)該適當(dāng)增加大，積雪地區(qū)，根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，單坡屋頂?shù)拈L(zhǎng)度應(yīng)控制范圍內(nèi)70m。市面上常見(jiàn)的有兩種方式：剛性屋面：雙彩色壓型鋼板夾保溫棉；復(fù)合柔性屋面防水：屋面彩鋼板氣體阻隔層，內(nèi)層板，板材的防水層，保溫層組件。

4 鋼架結(jié)構(gòu)安全加固

對(duì)鋼架結(jié)構(gòu)增加支撐設(shè)計(jì)，可使結(jié)構(gòu)自身的剛度增加，通過(guò)調(diào)整鋼架結(jié)構(gòu)的振頻，大大的提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，設(shè)計(jì)中增加支撐設(shè)計(jì)或輔件，通過(guò)增加支撐，以使結(jié)構(gòu)或輔助桿長(zhǎng)細(xì)比的穩(wěn)定性加以改進(jìn)，以增加結(jié)構(gòu)剛性的加固和組件；桿彎曲載荷，可以用它來(lái)改變的分布結(jié)構(gòu)變化將支柱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變其橫截面的力量得到加固；桁架桿可以通過(guò)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？梢愿淖兤渫庥^加固構(gòu)件內(nèi)力的桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到加固效果。

5 結(jié)構(gòu)防銹處理設(shè)計(jì)

直接暴露于大氣中氧化，是造成鋼架結(jié)構(gòu)表面被腐蝕生銹的直接原因。當(dāng)在相對(duì)潮濕的環(huán)境或空氣中含有腐蝕性介質(zhì)，將嚴(yán)重顯著銹蝕的鋼架結(jié)構(gòu)本身。導(dǎo)致構(gòu)件表面截面減小，表面銹坑局部的現(xiàn)象，應(yīng)力集中在構(gòu)件受力的情況下，結(jié)果導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過(guò)早地被破壞。因此，設(shè)計(jì)上要注意預(yù)防防腐防銹等問(wèn)題，并采取相應(yīng)的措施和對(duì)策，以確保廠房的整體絕對(duì)安全性保障。一般常使用防銹底漆、涂料涂層。厚度的數(shù)值通常取決于廠房的環(huán)境，室內(nèi)空氣中大氣自然介質(zhì)和濃度，要求結(jié)構(gòu)表面的，涂層厚度為100μm（即做底漆2道，面漆2道）。露天鋼架結(jié)構(gòu)的情況下，薄膜厚度應(yīng)為180～200μm的。鋼架結(jié)構(gòu)在酸性環(huán)境中，需使用氯磺化防酸漆以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鋼柱柱腳在水平地面下的部分，設(shè)置不低于C20，保護(hù)層厚度應(yīng)滿足要求，不小于55mm。

6 溫度變化下伸縮縫設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生溫度應(yīng)力的影響不容忽視，這會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)廠房變形現(xiàn)象發(fā)生。溫度應(yīng)力在什么情況下產(chǎn)生呢？如何避免呢？鋼結(jié)構(gòu)廠房平面尺度較大時(shí)，溫度伸縮縫設(shè)置位置應(yīng)該放在廠房縱橫兩個(gè)方向，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范來(lái)執(zhí)行區(qū)段的長(zhǎng)度。采用設(shè)置雙柱的方法來(lái)處理溫度伸縮縫為首選，對(duì)縱向溫度伸縮縫設(shè)置滾動(dòng)支座，設(shè)置位置在屋架支座處。

7 結(jié)論

鋼架結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)，應(yīng)符合自身特性，揚(yáng)長(zhǎng)避短。我們應(yīng)快速上網(wǎng)掌握全新的科學(xué)技術(shù)、新工藝、新策略，堅(jiān)實(shí)樹(shù)立一個(gè)積極向上的先進(jìn)理念，對(duì)存在的諸多不足之處細(xì)細(xì)研究，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)不足，全方位分析，使設(shè)計(jì)達(dá)到安全、合理、可靠的要求。

[1]閆桂森，陳旭.設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房應(yīng)注意的問(wèn)題[J].山西建筑，2010，31（06）：57-58.

[2]路克寬.鋼結(jié)構(gòu)工程便攜手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.