对钢结构工业厂房设计中应注意问题的研究

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对钢结构工业厂房设计中应注意问题的研究　　摘要：随着我国社会经济的发展，各种工业厂房的建设日益加快，采用何种结构形式和结构布置应该综合考虑生产工艺，经济技术等因素的影响，既要考虑经济因素又要满足使用要求。钢结构形式的工业厂房无疑具有其他结a构形式所不具有的显著优势。本文对钢结构工业厂房设计中应注意的问题进行了分析。关键词：工业厂房；钢结构；设计；问题在我国，钢结构还没有普遍的应用于工业厂房的建设中，因为使用的时间不长，所以有些内容还在探索之中。尽管采用这种结构的厂房优点很多，比如说它的重量比较轻、施工的速度很快、抗震性能极好，还具有环保的优点；但是它也存在很多的问题，比如说它比较容易腐蚀、防火性也比较差等。所以，在设计时一定要对这些因素进行全面的分析。在设计厂房时，要组织相关的工作人员对图纸进行仔细的检查，看看图纸是不是存在问题。尽量将图纸中存在的问题都解决了，降低这些因素对工程质量和工程质量的影响，防止出现工程质量问题。在进行钢结构工程的设计工作时，要在工程的制作阶段和安装阶段进行不同的设计。这样才能够使各个工序和各个部分的质量都得到保障。6 一、钢结构厂房的优势厂房一般有以下几种结构形式：砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构。而钢结构厂房相比有以下优点：1.1钢结构与力学计算的假定比较符合，钢材内部组织比较均匀，接近于各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构更能清楚的反应结构受力性质，传力更加清晰、明确，能准确反应设计意图。1.2白重轻，抗震性能好。采用高效轻型薄壁型材，构件截面特性优良，相对承载力高，受力性能良好，整体刚度大，抗震性能好，减轻结构重量，降低基础费用。1.3施工周期短，制作、安装机械化程度高。钢结构主要构件都是钢厂成品，加工简便、快捷，工程质量高，适宜于成批大量生产，从构件的工厂加工到现场吊装，工业化程度大大高于具有劳动密集性质的现浇钢筋混凝土结构。1.4随着经济的迅速发展，工业厂房设计也向着大跨度、大柱距和大吨位吊车发展。钢结构在平面布局上具有更大的灵活性，更能满足工业生产上的要求。二、关于厂房设计的要点6 钢材对温度相当敏感，温度的升高与降低都会使其钢材的性能发生不同程度变化.钢材具有非常好的导热性能，它的导热系数达到50W/（m.℃），对于钢结构建筑来说，假若不采取保温隔热措施，势必会造成大量的能源消耗和浪费，从而很难满足工艺性和舒适性的要求。相比之下，更重要的是它的低温性能。因此，当钢结构的表面温度处于150℃以上时侯，必须要做好隔热及防火设计。有两种做法可供选择：（1）在钢构件外包耐火砖，（2）混凝土或硬质防火板材温度变化将会引起钢结构厂房的变形，使其结构产生温度应力，它的大小和柱子的刚度、吊车轨顶标高和温差有一定的关系。当厂房的平面的尺度较大时。为了避免产生过大的温度应力，可以在厂房的横向处或者纵向处设置温度缝，使厂房被分成若干段温度区段（又称结构单元）。温度缝一般可以采用设置双柱的方法来进行处理，当然也可以采用设置单柱的方法来对其进行处理，对于纵向温度缝来说可以在屋架支座处设置滚动支座，对于横向温度缝建议在框架梁与檩条连接处采用椭圆孔的滑动方式或者槽钢夹板的滑动方式来处理。三、钢结构工业厂房设计中应注意的问题3.1关于保温隔热与防火设计钢材。由于钢材具有非常好的导热性能，所以，钢结构工业厂房对于温度就会非常的敏感，那么在设计的过程中，就要重视对钢结构工业厂房进行隔热处理工作，如果没有采取合理的隔6 热处理措施，就会造成大量的经济上和资源上的浪费。当温度超过了100摄氏度时，就必须对钢结构工业厂房采取隔热保护措施，同时还要注意防火的问题。一般情况下，我们主要采取两种应对高温的措施，一是可以在钢结构的表面涂上一层隔热防火材料，应在详细的分析实际情况后计算得出涂层的厚度；另一种则是在钢结构工业厂房的外面包裹一层具有良好耐火性的材料。3.2立面设计工作。对于那些采用轻质钢结构的建筑工程项目来说，其主要具有规模、色彩、变化以及线条四大特点。虽然在采用了彩色的压型钢板后，能够凸显出轻钢结构建筑具有丰富的色彩，但是在设计钢结构工业厂房时，施工工艺一定会对厂房的体型产生限制作用，同时工程的施工成本也会有所增加。而为了避免此类问题的发生，设计师在设计钢结构工业厂房时，建议尽可能的选择冷色调，这样不但能够提升工业厂房的档次和气势，同时也使得钢结构工业厂房看起来更加的立体。3.3钢结构工业厂房抗震性设计工作的重点。在对钢结构工业厂房进行抗震设计工作时，主要有以下三个设计的重点内容：第一，结构的刚度分布必须是足够均匀的，否则就会对抗震工作造成不利的影响；第二，在钢结构工业厂房的抗震设计工作中，科学的布置支撑结构是一项非常重要的内容；第三，要充分的考虑到地震对钢结构工业厂房影响的基础上，应始终保持结构构件是出于塑性的工作状态下的。6 3.4应合理的设置温度伸缩缝。由于钢材料自身的独特特性，钢结构工业厂房与其他类型的工业厂房相比，其对温度的变化情况会更加的敏感，只要温度稍有变化，钢结构都有可能出现变形的情况，并且材质和温差等因素也直接决定了结构的变形程度。如果钢结构工业厂房有很大的平面尺度，那么在其纵向位置或是横向位置处就应设置温度伸缩缝。通常情况下，应采用的处理方法为双柱的方法，如果是横向的温度伸缩缝，那么在檀条和框架梁的连接处建议采用槽钢夹板滑动或是椭圆孔滑动的方式，而如果是纵向的温度伸缩缝，则应在屋架的支座位置处设置一个滚动支座。3.5重点关注屋盖支撑系统及屋面的设计工作。在布置钢结构工业厂房的屋盖支撑系统时，我们应综合的考虑柱网布置、厂房的高度和跨度、吊车吨位的大小、振动设备的情况以及屋盖的结构形式等因素，通常情况下，在屋盖的结构中都必须设置垂直支撑的结构，同时在天窗架上弦和屋架上弦还应设置相应的上弦支撑结构，如果在厂房内部有较大的振动设备或是屋架的间距超过了12m，那么还应设置相应的纵向水平支撑结构。在对屋面进行设计工作时，我们经常会用到以下两种方法：一是复合柔性钢屋面系统，其由保温层、隔汽层、防水层以及屋面彩钢板内板组成，受温度的影响较小，但是成本较高；二是双层彩色压型钢板内夹保温棉，这种做法应用较为广泛，但易受温度影响，并且存在着明显的热胀冷缩的问题。四、总结6 随着我国可持续发展战略的实施，耗能低、效率高的新型环保材料将逐步取代耗能高、效率低、危害环境的建筑材料，迅速占领建材市场，钢结构材料在工业厂房的应用中越来越广泛。但是在钢结构设计中仍存在很多问题，如何应根据实际需求，优化工业厂房钢结构的设计方案，更新工艺技术，提高厂房的安全性、稳定性，降低建设成本。抗震能力，成为设计人员在实践中不断探索追求的新课题。■参考文献[1]姚治，浅谈钢结构工业厂房设计[J].山西建筑，2009.6