鋼結構廠房設計的幾點經驗總結

來源：建科 瀏覽：- 發布日期：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，還可以起到保護環境的作用，具有非常明顯的施工優勢。筆者有多年的鋼結構廠房設計經驗，下(xia)面做一個總(zong)結，希望對您有幫助。

1、立面設計

在(zai)立面(mian)(mian)設(she)計(ji)(ji)中有四個基本特(te)(te)點(dian)依次(ci)是規模、線(xian)條(tiao)、色(se)(se)彩(cai)、變化(hua)。鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)和鋼(gang)筋(jin)混凝土(tu)結(jie)構(gou)(gou)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)相比，線(xian)條(tiao)是呈現輕鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)建(jian)筑風格(ge)最獨特(te)(te)的(de)(de)特(te)(te)征(zheng)。傳統(tong)的(de)(de)鋼(gang)筋(jin)混凝土(tu)結(jie)構(gou)(gou)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)由于屋(wu)面(mian)(mian)設(she)置采(cai)光(guang)(guang)效果不(bu)(bu)理(li)想，在(zai)設(she)計(ji)(ji)時通(tong)常設(she)計(ji)(ji)大量(liang)的(de)(de)采(cai)光(guang)(guang)窗，而大量(liang)的(de)(de)采(cai)光(guang)(guang)窗會破(po)壞墻面(mian)(mian)的(de)(de)線(xian)條(tiao)造型，鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)則(ze)不(bu)(bu)會受此(ci)困擾。輕鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)屋(wu)面(mian)(mian)則(ze)大量(liang)使用(yong)屋(wu)面(mian)(mian)采(cai)光(guang)(guang)板，不(bu)(bu)僅采(cai)光(guang)(guang)均勻，而且不(bu)(bu)會破(po)壞墻面(mian)(mian)的(de)(de)線(xian)條(tiao)造型，既適用(yong)又美觀，目(mu)(mu)前非常適合聯合型廠(chang)房(fang)(fang)(fang)，順便也解決了廠(chang)房(fang)(fang)(fang)的(de)(de)通(tong)風問題。鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)的(de)(de)立面(mian)(mian)設(she)計(ji)(ji)主(zhu)要(yao)由工藝布置來決定的(de)(de)，立面(mian)(mian)要(yao)求(qiu)簡潔恢弘，同時簡單統(tong)一(yi)突(tu)出(chu)重點(dian)。設(she)計(ji)(ji)師們往(wang)往(wang)為了突(tu)出(chu)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)重點(dian)，會在(zai)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)入口、外天(tian)溝(gou)或(huo)者收邊泛水的(de)(de)地方使用(yong)跳躍性色(se)(se)彩(cai)和冷色(se)(se)調，起到畫龍點(dian)睛(jing)的(de)(de)作用(yong)，勾勒出(chu)鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)廠(chang)房(fang)(fang)(fang)體態輕盈、色(se)(se)彩(cai)豐富，給(gei)人耳目(mu)(mu)一(yi)新的(de)(de)感覺。

2、溫度伸縮縫的設計

溫(wen)(wen)度(du)會引起鋼(gang)(gang)結構(gou)廠(chang)(chang)房(fang)發生(sheng)(sheng)形變(bian)，使(shi)結構(gou)產生(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)度(du)應力(li)。當(dang)廠(chang)(chang)房(fang)面積足夠大(da)，且溫(wen)(wen)度(du)應力(li)也(ye)足夠大(da)時，鋼(gang)(gang)結構(gou)廠(chang)(chang)房(fang)就(jiu)會發生(sheng)(sheng)大(da)的形變(bian)，產生(sheng)(sheng)危險，為(wei)了(le)避免這種(zhong)危險的發生(sheng)(sheng)，在廠(chang)(chang)房(fang)內設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度(du)伸縮縫(feng)是必(bi)不(bu)可少的。溫(wen)(wen)度(du)伸縮縫(feng)的設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)有兩種(zhong)：一(yi)種(zhong)是橫向(xiang)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度(du)縫(feng)，另一(yi)種(zhong)是縱(zong)向(xiang)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度(du)縫(feng)，選(xuan)(xuan)擇哪一(yi)種(zhong)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)則(ze)根據具體廠(chang)(chang)房(fang)設(she)(she)計情況而定。溫(wen)(wen)度(du)縫(feng)的設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)就(jiu)把廠(chang)(chang)房(fang)分(fen)為(wei)了(le)若(ruo)干個溫(wen)(wen)度(du)區(qu)段，鋼(gang)(gang)結構(gou)設(she)(she)計規范則(ze)決定了(le)每個溫(wen)(wen)度(du)區(qu)段的長(chang)度(du)。其中處(chu)理溫(wen)(wen)度(du)伸縮縫(feng)的方(fang)法(fa)又有兩種(zhong)即雙柱設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)法(fa)和單(dan)柱設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)法(fa)，一(yi)般選(xuan)(xuan)擇前者來處(chu)理。倘(tang)若(ruo)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的是縱(zong)向(xiang)溫(wen)(wen)度(du)伸縮縫(feng)，可在屋架支座處(chu)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)個滾動支座，倘(tang)若(ruo)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的是橫向(xiang)溫(wen)(wen)度(du)伸縮縫(feng)，則(ze)可在框架梁與(yu)檁條連(lian)接處(chu)采用槽(cao)鋼(gang)(gang)夾板滑(hua)動方(fang)式或(huo)者橢圓孔(kong)滑(hua)動方(fang)式。

3、結構防腐設計

鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)主要組成部分是鐵(tie)(tie)、氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)、四(si)氧(yang)化(hua)三鐵(tie)(tie)、三氧(yang)化(hua)二鐵(tie)(tie)以(yi)(yi)及其他化(hua)合物(wu)，其中有(you)些物(wu)質暴露(lu)在(zai)空氣中，會(hui)被空氣氧(yang)化(hua)還(huan)原發(fa)生(sheng)質變，即(ji)稱腐蝕。所以(yi)(yi)，當鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)廠房(fang)(fang)空氣中有(you)腐蝕性介(jie)質或(huo)者(zhe)(zhe)鋼(gang)(gang)構(gou)(gou)(gou)件處在(zai)潮濕的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)下而未對(dui)鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)作出相應的(de)(de)(de)保護措施時，鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)廠房(fang)(fang)的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕就會(hui)愈(yu)加明(ming)顯。鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕輕(qing)微(wei)時會(hui)使鋼(gang)(gang)材(cai)發(fa)生(sheng)形(xing)(xing)變，比(bi)如(ru)使鋼(gang)(gang)構(gou)(gou)(gou)件截面(mian)厚度發(fa)生(sheng)變化(hua)，或(huo)者(zhe)(zhe)在(zai)構(gou)(gou)(gou)件表層(ceng)形(xing)(xing)成銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)坑(keng)層(ceng)等(deng)，嚴重(zhong)時甚(shen)至使鋼(gang)(gang)構(gou)(gou)(gou)件結(jie)構(gou)(gou)(gou)發(fa)生(sheng)大的(de)(de)(de)形(xing)(xing)變，因此鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)廠房(fang)(fang)設計時應注意結(jie)構(gou)(gou)(gou)腐蝕的(de)(de)(de)設計問題。一般地(di)，鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)建筑的(de)(de)(de)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)可分為(wei)兩種：鋼(gang)(gang)構(gou)(gou)(gou)件的(de)(de)(de)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)和(he)維(wei)護系(xi)統的(de)(de)(de)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)。鋼(gang)(gang)構(gou)(gou)(gou)件防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)法主要為(wei)在(zai)其表面(mian)刷(shua)一層(ceng)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)漆，防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)漆的(de)(de)(de)層(ceng)數和(he)厚度則(ze)由構(gou)(gou)(gou)件的(de)(de)(de)生(sheng)存環(huan)境(jing)(jing)和(he)涂層(ceng)的(de)(de)(de)性質共同(tong)決定。維(wei)護系(xi)統的(de)(de)(de)防(fang)腐為(wei)彩板(ban)部分，它的(de)(de)(de)表面(mian)涂層(ceng)的(de)(de)(de)處理由彩板(ban)的(de)(de)(de)專業廠家完成。

4、屋蓋支撐系統設計

在(zai)屋(wu)(wu)蓋(gai)(gai)(gai)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)系統(tong)設(she)計中，對支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)選擇和(he)屋(wu)(wu)面防水(shui)問(wen)題應(ying)當(dang)著(zhu)重(zhong)考慮。一般而言，屋(wu)(wu)蓋(gai)(gai)(gai)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計與(yu)廠房跨(kua)度(du)(du)、高度(du)(du)、屋(wu)(wu)蓋(gai)(gai)(gai)結構形(xing)式、吊車(che)設(she)置及噸位等因(yin)素有(you)(you)關(guan)，且絕大(da)(da)多數情(qing)況(kuang)下，不論(lun)有(you)(you)無(wu)(wu)檁(lin)條(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)屋(wu)(wu)蓋(gai)(gai)(gai)結構都應(ying)設(she)計為(wei)垂直(zhi)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)體系。在(zai)無(wu)(wu)檁(lin)條(tiao)(tiao)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)體系中，雖(sui)然大(da)(da)型屋(wu)(wu)面板有(you)(you)三點和(he)屋(wu)(wu)架相(xiang)焊接(jie)，起到了上弦(xian)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)作用，但(dan)是由于施工條(tiao)(tiao)件的(de)(de)(de)(de)(de)限制和(he)安裝的(de)(de)(de)(de)(de)需求，不論(lun)有(you)(you)無(wu)(wu)檁(lin)條(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)屋(wu)(wu)蓋(gai)(gai)(gai)都應(ying)在(zai)屋(wu)(wu)架上弦(xian)和(he)天(tian)窗架上弦(xian)設(she)置上弦(xian)橫向支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)。在(zai)屋(wu)(wu)蓋(gai)(gai)(gai)支(zhi)(zhi)(zhi)撐(cheng)(cheng)(cheng)設(she)計中必須(xu)設(she)計好屋(wu)(wu)面坡(po)度(du)(du)，單(dan)坡(po)屋(wu)(wu)面長度(du)(du)、天(tian)溝形(xing)式，因(yin)為(wei)這些因(yin)素直(zhi)接(jie)影響到了房屋(wu)(wu)防水(shui)性能的(de)(de)(de)(de)(de)好壞。根據有(you)(you)關(guan)規定(ding)，屋(wu)(wu)面坡(po)度(du)(du)最小為(wei)5%。但(dan)具體情(qing)況(kuang)要根據不同地(di)區的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征作出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)調整。廠房所在(zai)地(di)的(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)溫差和(he)降雨量的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小是廠房單(dan)坡(po)屋(wu)(wu)面長度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要影響因(yin)素，但(dan)總的(de)(de)(de)(de)(de)來說單(dan)坡(po)屋(wu)(wu)面長度(du)(du)宜(yi)控制在(zai)70cm以內(nei)，超(chao)過(guo)70cm則要特(te)殊處理(li)。

5、鋼材的保溫隔熱與防火設計

鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材的(de)導熱(re)(re)(re)性能(neng)特別(bie)好，當它處于不(bu)(bu)同(tong)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)環境下(xia)，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)(du)(du)和(he)塑(su)(su)性都會有所(suo)變(bian)(bian)化(hua)，大致分(fen)為四個層次：一(yi)(yi)是受熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)100℃以(yi)上；二是受熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai) 100～250℃ 之間(jian)；三是受熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai) 250～500℃ 之間(jian)；四是受熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai) 500℃ 以(yi)上，并且在(zai)這四個溫(wen)度(du)(du)(du)區(qu)間(jian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)(du)(du)和(he)塑(su)(su)性會發生不(bu)(bu)同(tong)的(de)變(bian)(bian)化(hua)，隨之對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)產生不(bu)(bu)同(tong)程(cheng)度(du)(du)(du)的(de)影響。其中當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)所(suo)處溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)第二到第四區(qu)間(jian)時鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)會分(fen)別(bie)出現藍脆現象(xiang)、徐變(bian)(bian)現象(xiang)、鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材節(jie)后塌落。由此可見(jian)，當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)所(suo)處環境的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)超(chao)過(guo)100℃時就(jiu)必須對其作出相應的(de)隔熱(re)(re)(re)保(bao)護措施，以(yi)增強(qiang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材的(de)抗(kang)熱(re)(re)(re)性能(neng)，避免鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)受熱(re)(re)(re)發生變(bian)(bian)化(hua)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)防(fang)(fang)火通(tong)常有以(yi)下(xia)幾(ji)種(zhong)方法(fa)(fa)：設置防(fang)(fang)火墻、防(fang)(fang)火門；設置自(zi)動噴(pen)水(shui)滅火系(xi)統；獨立水(shui)幕；設置防(fang)(fang)火帶。其中設置防(fang)(fang)火墻是最簡(jian)單有效(xiao)且造價低廉的(de)方法(fa)(fa)。一(yi)(yi)般在(zai)廠房高度(du)(du)(du)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)8m或者(zhe)只需分(fen)兩個分(fen)區(qu)的(de)情況下(xia)，可設置自(zi)動噴(pen)水(shui)系(xi)統，使(shi)防(fang)(fang)火面積范圍增加一(yi)(yi)倍，以(yi)此達到規范要(yao)求。

總之(zhi)，當前鋼(gang)結(jie)構在(zai)建筑領域已經成為了一種重要(yao)的(de)結(jie)構形式(shi)，我們在(zai)做鋼(gang)結(jie)構廠(chang)(chang)房(fang)設計(ji)時，需要(yao)科學合理(li)地(di)設計(ji)施工(gong)，從而保證鋼(gang)結(jie)構廠(chang)(chang)房(fang)的(de)安全性(xing)，提高經濟效(xiao)益。