鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)常見細(xì)節(jié)問題及其解決對(duì)策

陳彥濤

摘 要：工業(yè)生產(chǎn)中，廠房是不可或缺的重要基礎(chǔ)設(shè)施，基于此，工業(yè)廠房建設(shè)受到了越來越多的重視。工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房具有安裝便利、施工簡(jiǎn)潔的顯著優(yōu)勢(shì)，且其體量能夠匹配工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；⒓谢?、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路。本研究中，筆者主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的常見細(xì)節(jié)問題及解決對(duì)策進(jìn)行了分析，促使鋼結(jié)構(gòu)長方的設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)，避免危險(xiǎn)的發(fā)生，同時(shí)要進(jìn)一步擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍，落實(shí)低碳環(huán)保這一理念，做好細(xì)節(jié)問題的解決，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房的全面優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);廠房;可靠性

鋼結(jié)構(gòu)有其自身的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于工業(yè)廠房之中，可以較好地提升工業(yè)廠房的承載能力、抗震性能和整體剛度。然而，在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中也要注意相關(guān)細(xì)節(jié)問題，并找出相應(yīng)的解決對(duì)策，以下文章針對(duì)此進(jìn)行了分析。

一、鋼結(jié)構(gòu)性能及鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)材料具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。在相同的荷載和約束條件下，鋼結(jié)構(gòu)材料表現(xiàn)出比鋼筋混凝土自重更小的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化生產(chǎn)效率高、工期短，具有良好的抗震性能和延展性能，可削弱地震對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞性影響。鋼結(jié)構(gòu)材料還具有良好的耐熱性能，并體現(xiàn)出對(duì)環(huán)境污染較小的優(yōu)勢(shì)。

鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)具有自身的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：①鋼材強(qiáng)度、自重輕，可用于大跨度;②鋼材韌性，塑性好，材質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)可靠性高，抗震性和抗沖擊性良好，具有極強(qiáng)的剛性和變形能力;③防火性和防腐蝕性高，并表現(xiàn)出極高的密封性;④回收利用便捷，節(jié)能環(huán)保性能優(yōu)越;⑤制作安裝工業(yè)化、機(jī)械化程度高，易于加固、接高、隔斷等改造;⑥施工簡(jiǎn)便，有利于縮短工期，節(jié)約成本。

二、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的常見細(xì)節(jié)問題及解決對(duì)策

（一）屋面設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面尤其要注重防水設(shè)計(jì)，要結(jié)合屋面坡度、天溝類型、單坡屋面長度，合理確定屋面防水施工工藝和技術(shù)，并根據(jù)當(dāng)?shù)販囟?、降雨量情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)和處理。

（二）溫度伸縮縫設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)廠房對(duì)溫度比較敏感，為了避免溫差對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的影響，要進(jìn)行溫度伸縮縫的合理設(shè)計(jì)，可在柱頂或梁中部位置設(shè)置滑動(dòng)支座或雙柱?；瑒?dòng)支座設(shè)置于柱頂或梁中反彎點(diǎn)處，可以較好地保證側(cè)向位移效果，然而其缺陷在于不適用于梁截面變化較大的廠房結(jié)構(gòu)，需要更大的屋面支撐;而設(shè)置雙柱的方式則可以較好地消除溫度應(yīng)力的不良影響。

（三）柱的設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的鋼柱截面由型鋼截面或組合截面構(gòu)成。在型鋼截面柱的設(shè)計(jì)中，要考慮型鋼種類及其型號(hào)的差異性;而在組合截面柱的設(shè)計(jì)中，則要考慮構(gòu)件受力性質(zhì)、大小等因素。

（四）支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

①支撐體系設(shè)置?？梢匝乜v向設(shè)計(jì)若干道屋面水平支撐，同時(shí)設(shè)計(jì)與其數(shù)量相同的柱間支撐，并在靠近中間的兩道支撐處設(shè)置下柱支撐，以較好地連接各個(gè)平面的框架，提供側(cè)向支撐點(diǎn)，合理傳遞風(fēng)力、溫度應(yīng)力、地震力等縱向荷載。

②支撐形式設(shè)計(jì)?？梢栽O(shè)計(jì)一定厚度的磚墻，并在鋼柱處設(shè)置錨固鋼筋，以提升結(jié)構(gòu)的整體剛度。柱間支撐要注意選取硬度較大的角鋼作為支撐。

③隅撐的設(shè)計(jì)。單純依靠屋面、柱間支撐還難以確保鋼結(jié)構(gòu)廠房的整體穩(wěn)定性和縱向剛度，還要設(shè)計(jì)隅撐和檁條，以減少屋面梁的長度，使結(jié)構(gòu)支撐點(diǎn)的設(shè)置距離相對(duì)較小。

（五）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

節(jié)點(diǎn)連接方式的設(shè)計(jì)關(guān)乎鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性，可以結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)傳力的特點(diǎn)，考慮施工場(chǎng)地、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、吊裝順序等因素，選取剛接、半剛接、鉸接等不同的節(jié)點(diǎn)連接方式。同時(shí)，還要注意鋼結(jié)構(gòu)焊縫連接和螺栓連接的不同特點(diǎn)：焊縫連接無須附加連接板，也無須開孔，操作便捷且具有良好的密封性，但在焊接操作中易受到焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的影響而出現(xiàn)低溫冷脆的現(xiàn)象;螺栓連接易于安裝和拆卸，但要對(duì)準(zhǔn)螺栓孔方可拼裝，一般來說，要用高強(qiáng)螺栓連接梁柱節(jié)點(diǎn)位置，用普通螺栓連接檁條及梁柱連接處。

（六）隔熱及防火設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)材料受溫度變化的影響，會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度、塑性、徐變等，為此，要做好鋼結(jié)構(gòu)材料的保溫隔熱和防火設(shè)計(jì)。可以采用澆筑混凝土、安裝耐火磚的方式，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。同時(shí)，可通過截流法、疏導(dǎo)法等措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)。以截流法中的噴涂法為例，它是將具有隔熱性能的防火涂料噴涂于鋼結(jié)構(gòu)表面，不受限于鋼結(jié)構(gòu)的幾何形體變化，具有易于操作的特點(diǎn)，能夠較好地提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的耐火等級(jí)。

（七）抗震設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)要注重地震對(duì)廠房的破壞性影響，確保鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)平面的完整、對(duì)稱，使其質(zhì)量和剛度分布均勻合理、質(zhì)心與剛度中心相重合。同時(shí)，還要做好柱間支撐的設(shè)計(jì)，通過科學(xué)合理的計(jì)算，確定鋼結(jié)構(gòu)廠房柱間支撐的合理數(shù)量、間距，使柱間支撐與鋼柱穩(wěn)固連接。鋼結(jié)構(gòu)廠房的高寬比設(shè)計(jì)要科學(xué)合理，能夠起到良好的減震效果。

（八）立面設(shè)計(jì)

在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)模、線條、色彩、變化等因素進(jìn)行系統(tǒng)考量，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)其立體效果的提升，符合相關(guān)功能的要求與規(guī)定，并且讓廠房設(shè)計(jì)滿足美觀性需求。在傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)部設(shè)計(jì)工作中，廠房外墻基本都是磚砌而成，并通過涂料和面磚對(duì)其外部進(jìn)行處理，通常都會(huì)將采光窗設(shè)置于廠房的外墻面位置處。該形式過于單一化，帶給人一種比較沉悶的感覺。與此同時(shí)，將采光窗設(shè)置于外墻位置處，會(huì)對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)的美觀性造成影響，并且采光通風(fēng)效果不夠理想。當(dāng)前，彩色壓型鋼板正在逐步應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)廠房的建設(shè)工作中，彩色壓型鋼板的運(yùn)用，能夠使結(jié)構(gòu)單一化和沉悶特征得到改變，與此同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)廠房結(jié)構(gòu)整體美觀性能的提升，確保線條色彩變化情況的出現(xiàn)。除此之外，將采光窗設(shè)置于鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面位置處，在保障采光效果的同時(shí)，還能夠取得良好的通風(fēng)效果。

（九）地下室設(shè)計(jì)

在實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作最為關(guān)鍵方面，做好地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，可以有效避免地下室出現(xiàn)漏水等問題。根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況來看，地下室在設(shè)計(jì)過程中，主要的防滲漏方法，首先，設(shè)計(jì)人員先確定抗浮設(shè)防水位，然后增加基礎(chǔ)配重最后，提高基坑坑底的設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（十）防銹處理

由于大部分鋼結(jié)構(gòu)廠房都處于具有較強(qiáng)侵蝕性的潮濕區(qū)域中，倘若不對(duì)其開展鋼材防銹處理，則會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)腐蝕。一旦鋼結(jié)構(gòu)廠房出現(xiàn)銹蝕情況，就會(huì)降低鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面厚度，促使鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力條件產(chǎn)生變化，可能會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的使用時(shí)間造成嚴(yán)重影響，浪費(fèi)大量鋼材材料。綜上所述，應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的防銹蝕問題進(jìn)行高度關(guān)注，具體包括以下幾點(diǎn)：1.針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的選址、布局、材料選擇與車間工藝結(jié)構(gòu)等有關(guān)信息，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)掌握。2.為了使鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)安全性能得到保障，通常會(huì)將防銹漆涂刷于鋼結(jié)構(gòu)表面位置處，與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)涂刷數(shù)量與厚度進(jìn)行明確。除此之外，倘若鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于露天環(huán)境中，應(yīng)當(dāng)使其厚度得到充分保障，通過有效的方式方法，使其處于良好環(huán)境之中，避免因?yàn)橥饨缫蛩匾l(fā)腐蝕問題。

三、結(jié)語：

鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)要充分考慮實(shí)際情況，科學(xué)合理地進(jìn)行各個(gè)部門的設(shè)計(jì)，使鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化，提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性，突顯鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，并在未來的設(shè)計(jì)中不斷拓展和深化。逐漸解決鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中的問題，拓寬鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍，向經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、低碳環(huán)保的方向發(fā)展。

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