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鋼結構廠房設計中需注意的問題論文
摘要：從保溫隔熱、防火、溫度伸縮、屋蓋支撐、結構防腐、立面設計等幾個方面對鋼結構廠房的設計作了探討，以使鋼結構廠房更趨于安全、經(jīng)濟、美觀。
關鍵詞：鋼結構廠房；屋面；保溫
隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，鋼結構在建筑領域起到了舉足輕重的作用，扮演著越來越重要的角色，無論在工業(yè)還是民用建筑中，鋼結構以其突出的特點迅速地占領著越來越廣的市場。其特點有：其整體剛度和抗震性能好、施工速度快、自重輕、承載力高，在大跨度及超高層建筑中代替了鋼筋混凝土結構，但也存在著防火性能差、易腐蝕等缺點，在設計中根據(jù)其特點揚長避短才能更好地發(fā)揮鋼結構的作用，現(xiàn)在就鋼結構工業(yè)廠房在設計中的幾個問題作簡單闡述。
1 鋼材的保溫隔熱與防火
鋼材具有很高的導熱性能，其導熱系數(shù)為50w(m.℃)，當受熱達到100℃以上時，其抗拉強度就會降低，塑性增大；溫度達到250℃時，鋼材抗拉強度會稍提高，但塑性卻降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；溫度達到500℃時，鋼材強度降至很低，會致使鋼結構塌落。所以當鋼結構所處環(huán)境溫度達到150℃以上時，就必須做隔熱防火設計。其做法一般為：鋼結構外側包耐火磚、混凝土或硬質防火板材。或者鋼結構刷厚涂型防火涂料，厚度按《鋼結構防火涂料技術規(guī)程》計算。
2 屋面支撐系統(tǒng)及屋面設計
屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結構形式、吊車噸位和所在地區(qū)的抗震設防烈度等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結構均應設置垂直支撐；在無檁體系中，大型屋面板有三點和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件的限制和安裝需要。無論有檁或無檁體系屋蓋均應在屋架上弦和天窗架上弦設置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12m的廠房或廠房內設有特重級橋式吊車或廠房內有較大振動設備的均應設置縱向水平支撐。
屋面的排水及防水設計在屋面設計中需重點考慮，根據(jù)《屋面工程技術規(guī)范》的規(guī)定，屋面坡度最小為5％，在積雪較大的地區(qū)，坡度應適當加大。單坡屋面的長度主要取決于所在地區(qū)的溫差以及降雨所形成的最大水頭高度。根據(jù)工程設計經(jīng)驗，單坡屋面長度宜控制在70m以內。
目前，市場上鋼結構屋面的做法常用的有兩種：①剛性屋面：雙層彩色壓型鋼板內夾保溫棉；②復合柔性屋面：由屋面彩鋼板內板、隔氣層、保溫層、卷材防水層組成。
3 溫度伸縮縫的設置
溫度變化將引起鋼結構廠房的變形，使結構產生溫度應力，當廠房平面尺度較大時，為避免產生較大的溫度應力，應在廠房縱橫兩個方向設置溫度伸縮縫，區(qū)段的長度可以根據(jù)鋼結構規(guī)范來執(zhí)行。溫度伸縮縫一般采用設置雙柱的方法來處理，對縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設置滾動支座。
4 防銹處理
鋼結構表面直接暴露在大氣中就會銹蝕，當鋼結構廠房空氣中有侵蝕性介質或鋼結構處在潮濕環(huán)境中時，鋼結構廠房銹蝕就會更加明顯和嚴重。鋼結構的銹蝕不僅會使構件截面減小，還會使鋼構件表層局部產生銹坑，當構件受力時將引起應力集中現(xiàn)象，使結構過早破壞。因此，對鋼結構廠房構件的防銹蝕問題應予以足夠的重視，并應根據(jù)廠房侵蝕介質情況和環(huán)境條件在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面采取相應對策和措施，以確保廠房結構的安全。一般鋼結構的防腐常采用防銹底漆和面漆，涂裝層數(shù)及厚度常根據(jù)其使用環(huán)境和涂層性質來決定。一般室內鋼結構在自然大氣介質作用下，要求涂層厚度100μm，即底漆兩道，面漆兩道。露天鋼結構或在工業(yè)大氣介質作用下的鋼結構，要求漆膜總厚度為150μm～200μm。且在酸環(huán)境中的鋼結構要求使用氯磺化防酸漆。鋼柱柱腳在地面以下部分要用不低于C20的混凝土包裹，其保護層厚度不小于50mm。
5 立面設計
輕鋼結構的建筑主要有把握以下4個方面的特征：規(guī)模、線條、色彩、變化。
鋼結構廠房的立面主要由工藝布置來決定，在滿足工藝的要求下力求立面簡潔恢宏同時使節(jié)點盡量簡單統(tǒng)一。彩色壓型鋼板使得輕鋼廠房的建筑表現(xiàn)得體形輕盈色彩豐富，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構的沉重單一。在輕鋼廠房的設計中常采用跳躍性色彩和冷色調，重點突出主要出入口、外天溝、收邊泛水等地方，既體現(xiàn)了現(xiàn)代化廠房的恢宏氣勢，又豐富了立面效果。
傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構廠房，外墻維護為磚砌體，外裝修為涂料或面磚，輔以色帶，由于混凝土屋面設置采光窗效果不理想，設計時通常在墻面設置大量的采光窗。但對于維護墻為彩色壓型鋼板的鋼結構廠房來說則不然。線條是表現(xiàn)輕鋼結構建筑風格最獨特的特征，均勻的線條或橫或豎，使得輕鋼結構建筑富有流暢的金屬質感，體現(xiàn)了強烈的現(xiàn)代工業(yè)氣息。若在墻面設置大量采光窗，則破壞了墻面的線條造型，同時，輕鋼結構屋面可以大量使用屋面采光板，采光均勻，同時兼可解決廠房通風問題。
總之，鋼結構廠房的設計，應根據(jù)其特點進行建筑結構設計。應根據(jù)其特點進行建筑結構設計，使設計安全可靠，經(jīng)濟合理且美觀大方。
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