雖然目前對鋼結構廠房設計的研究已經很多,但筆者認為,對某些方面還是需要不斷優(yōu)化的,這樣有利于提高鋼結構的整體穩(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
鋼材的導熱性能比較高,一般導熱系數在 50 w(m.℃),當受熱達到 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,出現工業(yè)上所謂的藍脆現象;如果溫度達到 500 ℃時,鋼材強度降到最低,直接導致結構的坍塌。所以在使用鋼材的時候,如果建筑環(huán)境的溫度經常維持在150 ℃以上時,設計者就需要對鋼材進行隔熱防火的技術處理。通常采用的做法為:按照鋼結構防火涂料技術規(guī)程中的規(guī)定,在鋼材外部涂上防火涂料。或者使用耐火磚和混凝土等防火材料對鋼材進行包f83fabcb9e5f3f1d027c8d3b76921059裹。
2、廠房的立面設計優(yōu)化
體量、線條、色彩和體型是鋼結構廠房設計中需要注意的四個方面,鋼結構廠房的平面、立面設計首先需要滿足生產工藝的要求,在滿足工藝要求的前提下立面設計宜簡約統(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結構,裝飾效果主要采用涂料或者面磚,同時為了達到良好的采光和通風效果,還需要設置單獨的采光通風窗。但是對于彩鋼板圍護的鋼結構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)已經構成了廠房設計的最佳審美效果。不但金屬質感強烈,還具有現代工廠氣息。
3、廠房支撐系統(tǒng)的優(yōu)化
支撐體系是整個廠房結構設計的主要組成部分,通常需要根據廠房長度、高度和跨度以及吊車使用情況來具體設定。一般情況下不考慮檁條的結構布置,設計的重點主要在垂直支撐和水平支撐上。在沒有檁條的設計中,需要將屋面板和屋架之間進行焊接,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,或者需要設置橋式吊車的時候,需要進行縱向水平支撐體系的建立。
4、廠房屋面設計優(yōu)化
防水是廠房屋面設計的主要部分,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。具體到實際工程設計,一般的屋面坡度都在(3%~5%)之間,符合基本的設計要求。但是需要考慮設計中的節(jié)點處理和材料性能的因素,因此宜將坡度設置在5%左右。在北方一些嚴寒地區(qū),除了要考慮鋼結構坡面長度與當地氣溫和降雨變化的關系,還要加大坡度的設計,以防積雪。根據國家工程設計的要求表明,單坡屋面長度控制在30米左右,如果超越這個標準,需要進行特殊處理。
目前國內主要采用兩種設計方案: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,但是對溫差的反應比較大,遇到熱脹冷縮容易出現問題。另一種是復合夾芯鋼板,含有保溫層、隔汽層和防水層等,適應能力好。
5、防銹優(yōu)化
鋼結構處于不同的環(huán)境中會因為空氣水分或者其他原因導致生銹,如果生銹現象嚴重直接影響鋼結構截面的減少,還會危及整個框架的穩(wěn)定性,導致鋼結構廠房過早的破壞,減少使用壽命。因此鋼結構廠房的防銹優(yōu)化必須給予足夠的重視,在進行修建之前,需要綜合考慮修建周邊的地理位置、自然環(huán)境、工藝生產時可能釋放的不利于鋼結構的氣體、材料選擇等問題,保證整體結構框架的安全性。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根據周邊環(huán)境和涂層的質地來決定。通常如果室內鋼結構處于自然大氣下,涂層厚度在100 μm,即底漆兩道,面漆兩道。
通過以上的分析,我們可以得出在當今鋼結構廠房設計中,除了要對鋼結構設計的強度、抗震性和穩(wěn)定性做出具體的要求,鋼結構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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