工业厂房钢结构设计要点分析_5
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工业厂房钢结构设计要点分析
发布时间:2022-12-27T03:22:54.807Z 来源:《城镇建设》2022年17期作者:罗胥伦
[导读] 工业厂房的建设是工业发展的重要基石之一,随着经济的飞速发展,工业也不甘落后,
罗胥伦
中国建筑第八工程局有限公司西南公司重庆分公司重庆市 400000
摘要:工业厂房的建设是工业发展的重要基石之一,随着经济的飞速发展,工业也不甘落后,这也标志着工业厂房的数量和规模不断增加和扩大。
要想保障工业厂房建设的速度和质量,更进一步为工业的发展提供一定的基础,厂房钢结构的设计和应用在建筑业中占有不可替代的地位。
因此设计人员要积极学习先进的设计技术,在确保建筑材料质量的基础上,注重钢结构设计的布局,确保应用钢结构能够为工业厂房的建设和施工提高效率,促进工业带动经济的发展。
关键词:工业厂房;钢结构;设计要点
引言
钢结构建筑因具有独特的承重性、稳定性、安全性、可靠性等受到多层工业厂房建筑设计技术人员的青睐。
多层钢结构工业厂房在许多建筑工地中拔地而起,逐步成为当前多层工业厂房建设首选的建筑形式。
与传统的混凝土厂房建筑设计不同,多层钢结构工业厂房在建筑设计上,大多使用了轻钢材作为主要建筑施工材料,这种材料能够很好地改善传统建筑材料的重量大、结构性能不足等劣势。
多层钢结构工业厂房建设所采用的轻钢材质能够充分发挥结构优点,大幅减轻建筑的总体重量,从而有效地减轻厂房负担。
施工过程中,围护层施工用材大多以夹芯金属钢板为主,这种材质能够简化操作过程,节省建筑施工过程的作业时间,并能有效提高我国多层钢结构工业厂房建设的总体水平和厂房施工质量。
1钢结构工业厂房的特征
(1)钢结构工业厂房内的机械设备种类较多、实际负载的要求较高。
现代钢结构工业厂房里主要由大型的机械设备组成,而这些机械设备的总重一般在数十吨以上,其楼面可变荷载量达到2.5~20kN/㎡左右。
所以,进行工业厂房设计过程中,设计人员要充分考虑各种机械设备对钢结构厂房的影响,要选用适当的布局方式,同时整体结构也要符合具备超强负荷的条件,针对各种机械设备灵活调整多层钢结构的荷载类型,以提高其安全性能,保障厂房顺利投入使用。
(2)有些钢结构工业厂房在使用钢筋混凝土组合楼板时,会出现楼板开孔很大的状况,且质量与刚度分配呈失调状态。
部分建筑设施基本是从基础层开始上下贯通,全长可能达到十几米或几十米。
所以,施工中往往出现同一楼层大面积开孔,这样会产生结构上的错层现象,从而造成钢结构厂房的质量和刚度在高度上分配不均,严重降低了厂房整体的安全性和稳定性。
如果突发地震或遇到其它特殊情况而引起巨大振动,就会导致钢结构出现大量扭转、屈曲等现象,给厂房造成巨大的安全隐患。
2工业厂房钢结构设计要点
2.1防火(抗火)设计
当前,在工业厂房设计工作中,设计人员需要重视多个方面的问题,尤其是厂房对防火和抗火能力的实际需求。
在工业厂房中,生产工艺类别、设备运行的温度、存储物品危险类别等对厂房的防火能力提出了不同需求:部分厂房被定为甲类车间、甲类仓库,这些工业厂房必须具备高防火性能;还有部分厂房是用于冶金类生产的,厂房内常常存在熔炉、窑炉、液体金属塑型设备等,厂房内部温度极高,这类厂房也具有较高的防火性能要求。
长期处于高温环境下,钢结构可能出现微变形并产生二次应力,而降低钢材的使用寿命(主要是钢材屈服强度降低),影响建筑结构的整体安全性。
为保证厂房的使用寿命以及厂房工作人员的生命安全,设计人员在进行厂房结构设计时需要考虑厂房的使用用途,选择稳定性能好的钢材,并结合使用防火涂料、防火隔层,减少钢结构在长期使用过程中的强度损失,避免钢结构出现局部较大变形等安全隐患。
为保证工业厂房结构的防火性能,设计人员需要加强对防火涂料产品的了解。
其中,水性膨胀型防火涂料的防火性能突出,对环境污染低,易存储,涂刷操作也较为简单,能够有效节约成本。
在制作水性膨胀型防火涂料时,相关工作人员首先要将助剂和水加入分散罐中,并通过混合设备以高速旋转的形式展开混合作业,转速为500转/分钟,持续时间为5分钟。
其次,在完成高速旋转步骤之后,工作人员要按照既定次序添加阻燃体系、颜料和增强填料,并再次开展旋转作业,转速为2000转/分钟,旋转时间控制在30分钟以内。
最后,工作人员要在混合料中添加乳胶并开展旋转作业,转速为800转/分钟,旋转时间控制在15分钟左右。
至此,水性膨胀型防火涂料得以制作完成。
需要注意的是,工作人员应选择与使用合适的乳胶,控制好颜料的比例,其中,乳胶混合料可采用聚醋酸乙烯酯乳胶与醋叔乳液进行复配。
2.2抗震设计
近年来,地震事故频繁发生,究其原因在于:钢结构设计规范性不足,难以顺应施工建设的各项需求,引起厂房建筑结构稳定性缺失现象,由此造成地震事件发生,工厂建筑结构发生倒塌事件,形成较为严重人员伤亡事故。
在地震中,其破坏特征是延性破坏,而非脆性破坏,可见到破坏瞬间的过程。
破坏瞬间延缓了逃生的时间;破坏瞬间基本很少散离碎片的坠落打击等次生伤害。
为此,加强钢结构抗震性能优化设计,尤为关键。
钢结构抗震性能,在厂房建筑设计环节中,占据较为关键的环节。
钢结构设计期间,应综合开展钢结构抗震性能设计工作,保障厂房抗震性能的规范性。
具体抗震设计表现为:以工业厂房建筑项目整体结构为视角,结合厂房建筑需求,全面掌握工业厂房的建筑特点,融合抗震设计元素,使其抗震性能处于合理状态。
在设计期间,设计人员应加强厂址确定与优化,减少厂房建设位置处于地质结构不稳定的区域,减少地震问题对工业厂房建筑结构产生的影响。
在建筑抗震结构设计期间,应以建筑结构整体稳定性为优先设计原则,以此保障厂房抗震性能的标准性。
钢结构在厂房建筑结构中占据较为关键的位置。
为此,在开展钢结构抗震设计期间,应从钢结构配件性能予以考量,比如受力性能、结构稳定性等。
在性能确定的基础上,最大程度地降低负面因素造成的影响,有效发挥钢结构建筑稳定性能的优势。
抗震系统设计,在工业厂房建筑设计中,应作为优化设计的重要环节,以期提升厂房建筑结构的安全性。
针对厂房结构性能分析期间,应综合考量多方因素,以钢结构建筑实际需求为基础,完成结构框架设计与选择,提升节点设计工作有效性,保障建材性能,提升钢结构整体稳定性,以此保障工业厂房抗震性能的规范性。
2.3强化对厂房屋面的保护措施
在进行多层轻钢结构厂房的实际施工过程中,相关的屋面可能出现较为显著的漏水和漏雨等问题,影响到厂房内部的生产活动开展。
针对这一情况,相关人员在进行设计的过程中,需要切实做好防水设计。
在以往的设计之中,常用的方法主要是确保轻钢厂房屋面具有一定的坡度,从而防止屋面出现积水问题。
在明确相关厂房的屋面坡度之后,屋面檩条高度应当设计为最高高度,避免屋面不均匀出现下挠问题。
同时相关人员在设计和建设过程中,也应当强化对厂房结构细节的处理工作。
以实际情况为例,如果相关人员在设计和建筑阶段对于防渗工艺的应用不正确,则将导致厂房在投入使用的阶段出现较大的渗漏风险。
部分情况下,相关设计人员也没有考虑在保温屋面上进行排气口增加的需求,进而造成了厂房内部的水分蒸发过程中相应的气体无法有效排出,降低了厂房的防水和防渗能力。
结束语
综上所述,钢结构是工业厂房建设中的常用结构,关系着厂房的质量与安全。
在厂房结构设计工作中,设计人员要综合考量防火(抗火)性能、抗震能力、防潮防腐效果等方面,全面提升厂房钢结构的质量,保证厂房的稳固与安全。
同时,设计人员还要充分利用BIM技术等先进技术来完成钢结构的整体架构设计,合理确定钢材用量,为厂房施工提供技术支持。
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