鋼結構廠房設計的幾點經(jīng)驗總結

來源：建筑設計 瀏覽：- 發(fā)布日期：2021-01-19 09:09:05

近年來，鋼結構在廠房中得到了廣泛的應用，其具有塑性和韌性好、自重輕、強度高、裝拆方便、施工周期較短，建設操作較為簡單，還可以起到保護環(huán)境的作用，具有非常明顯的施工優(yōu)勢。筆者有多年的鋼結構廠房設計經(jīng)驗，下面做一個總結，希望對您有幫助。

1、立面設計

在立面設計中有四個基本特點依次是規(guī)模、線條、色彩、變化。鋼結構廠房和鋼筋混凝土結構廠房相比，線條是呈現(xiàn)輕鋼結構建筑風格最獨特的特征。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構廠房由于屋面設置采光效果不理想，在設計時通常設計大量的采光窗，而大量的采光窗會破壞墻面的線條造型，鋼結構廠房則不會受此困擾。輕鋼結構屋面則大量使用屋面采光板，不僅采光均勻，而且不會破壞墻面的線條造型，既適用又美觀，目前非常適合聯(lián)合型廠房，順便也解決了廠房的通風問題。鋼結構廠房的立面設計主要由工藝布置來決定的，立面要求簡潔恢弘，同時簡單統(tǒng)一突出重點。設計師們往往為了突出廠房結構的重點，會在廠房入口、外天溝或者收邊泛水的地方使用跳躍性色彩和冷色調(diào)，起到畫龍點睛的作用，勾勒出鋼結構廠房體態(tài)輕盈、色彩豐富，給人耳目一新的感覺。

2、溫度伸縮縫的設計

溫度會引起鋼結構廠房發(fā)生形變，使結構產(chǎn)生溫度應力。當廠房面積足夠大，且溫度應力也足夠大時，鋼結構廠房就會發(fā)生大的形變，產(chǎn)生危險，為了避免這種危險的發(fā)生，在廠房內(nèi)設置溫度伸縮縫是必不可少的。溫度伸縮縫的設置有兩種：一種是橫向設置溫度縫，另一種是縱向設置溫度縫，選擇哪一種設置則根據(jù)具體廠房設計情況而定。溫度縫的設置就把廠房分為了若干個溫度區(qū)段，鋼結構設計規(guī)范則決定了每個溫度區(qū)段的長度。其中處理溫度伸縮縫的方法又有兩種即雙柱設置法和單柱設置法，一般選擇前者來處理。倘若設置的是縱向溫度伸縮縫，可在屋架支座處設置一個滾動支座，倘若設置的是橫向溫度伸縮縫，則可在框架梁與檁條連接處采用槽鋼夾板滑動方式或者橢圓孔滑動方式。

3、結構防腐設計

鋼材的主要組成部分是鐵、氧化鐵、四氧化三鐵、三氧化二鐵以及其他化合物，其中有些物質(zhì)暴露在空氣中，會被空氣氧化還原發(fā)生質(zhì)變，即稱腐蝕。所以，當鋼結構廠房空氣中有腐蝕性介質(zhì)或者鋼構件處在潮濕的環(huán)境下而未對鋼結構作出相應的保護措施時，鋼結構廠房的銹蝕就會愈加明顯。鋼結構銹蝕輕微時會使鋼材發(fā)生形變，比如使鋼構件截面厚度發(fā)生變化，或者在構件表層形成銹坑層等，嚴重時甚至使鋼構件結構發(fā)生大的形變，因此鋼結構廠房設計時應注意結構腐蝕的設計問題。一般地，鋼結構建筑的防銹可分為兩種：鋼構件的防銹和維護系統(tǒng)的防銹。鋼構件防銹法主要為在其表面刷一層防銹漆，防銹漆的層數(shù)和厚度則由構件的生存環(huán)境和涂層的性質(zhì)共同決定。維護系統(tǒng)的防腐為彩板部分，它的表面涂層的處理由彩板的專業(yè)廠家完成。

4、屋蓋支撐系統(tǒng)設計

在屋蓋支撐系統(tǒng)設計中，對支撐系統(tǒng)的選擇和屋面防水問題應當著重考慮。一般而言，屋蓋支撐系統(tǒng)的設計與廠房跨度、高度、屋蓋結構形式、吊車設置及噸位等因素有關，且絕大多數(shù)情況下，不論有無檁條的屋蓋結構都應設計為垂直支撐體系。在無檁條支撐體系中，雖然大型屋面板有三點和屋架相焊接，起到了上弦支撐的作用，但是由于施工條件的限制和安裝的需求，不論有無檁條的屋蓋都應在屋架上弦和天窗架上弦設置上弦橫向支撐。在屋蓋支撐設計中必須設計好屋面坡度，單坡屋面長度、天溝形式，因為這些因素直接影響到了房屋防水性能的好壞。根據(jù)有關規(guī)定，屋面坡度最小為5%。但具體情況要根據(jù)不同地區(qū)的特征作出相應的調(diào)整。廠房所在地的最大溫差和降雨量的大小是廠房單坡屋面長度的重要影響因素，但總的來說單坡屋面長度宜控制在70cm以內(nèi)，超過70cm則要特殊處理。

5、鋼材的保溫隔熱與防火設計

鋼材的導熱性能特別好，當它處于不同溫度的環(huán)境下，鋼結構的抗拉強度和塑性都會有所變化，大致分為四個層次：一是受熱溫度在100℃以上；二是受熱溫度在 100～250℃ 之間；三是受熱溫度在 250～500℃ 之間；四是受熱溫度在 500℃ 以上，并且在這四個溫度區(qū)間鋼結構的抗拉強度和塑性會發(fā)生不同的變化，隨之對鋼結構產(chǎn)生不同程度的影響。其中當鋼結構所處溫度在第二到第四區(qū)間時鋼結構會分別出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象、徐變現(xiàn)象、鋼材節(jié)后塌落。由此可見，當鋼結構所處環(huán)境的溫度超過100℃時就必須對其作出相應的隔熱保護措施，以增強鋼材的抗熱性能，避免鋼結構受熱發(fā)生變化。鋼結構的防火通常有以下幾種方法：設置防火墻、防火門；設置自動噴水滅火系統(tǒng)；獨立水幕；設置防火帶。其中設置防火墻是最簡單有效且造價低廉的方法。一般在廠房高度不超過8m或者只需分兩個分區(qū)的情況下，可設置自動噴水系統(tǒng)，使防火面積范圍增加一倍，以此達到規(guī)范要求。

總之，當前鋼結構在建筑領域已經(jīng)成為了一種重要的結構形式，我們在做鋼結構廠房設計時，需要科學合理地設計施工，從而保證鋼結構廠房的安全性，提高經(jīng)濟效益。