隨著(zhù)國家經(jīng)濟的快速發(fā)展,鋼結構在建筑領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用,扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色,無(wú)論在工業(yè)還是民用建筑中,鋼結構以其突出的特點(diǎn)迅速地占領(lǐng)著(zhù)越來(lái)越廣的市場(chǎng)。其特點(diǎn)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(zhù)防火性能差、易腐蝕等缺點(diǎn),在設計中根據其特點(diǎn)揚長(cháng)避短才能更好地發(fā)揮鋼結構的作用,現在就鋼結構工業(yè)廠(chǎng)房在設計中的幾個(gè)問(wèn)題作簡(jiǎn)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,其導熱系數為50w(m.℃),當受熱達到100℃以上時(shí),其抗拉強度就會(huì )降低,塑性增大;溫度達到250℃時(shí),鋼材抗拉強度會(huì )稍提高,但塑性卻降低,出現藍脆現象;溫度達到500℃時(shí),鋼材強度降至很低,會(huì )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(shí),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(zhì)防火板材;蛘咪摻Y構刷厚涂型防火涂料,厚度按《鋼結構防火涂料技術(shù)規程》計算。
2屋面支撐系統及屋面設計
屋蓋支撐系統的布置應根據廠(chǎng)房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結構形式、吊車(chē)噸位和所在地區的抗震設防烈度等條件來(lái)決定。一般情況下無(wú)論有檁或無(wú)檁體系的屋蓋結構均應設置垂直支撐;在無(wú)檁體系中,大型屋面板有三點(diǎn)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(wú)論有檁或無(wú)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(chǎng)房或廠(chǎng)房?jì)仍O有特重級橋式吊車(chē)或廠(chǎng)房?jì)扔休^大振動(dòng)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(diǎn)考慮,根據《屋面工程技術(shù)規范》的規定,屋面坡度最小為5%,在積雪較大的地區,坡度應適當加大。單坡屋面的長(cháng)度主要取決于所在地區的溫差以及降雨所形成的最大水頭高度。根據工程設計經(jīng)驗,單坡屋面長(cháng)度宜控制在70m以?xún)取?/p>
目前,市場(chǎng)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(chǎng)房的變形,使結構產(chǎn)生溫度應力,當廠(chǎng)房平面尺度較大時(shí),為避免產(chǎn)生較大的溫度應力,應在廠(chǎng)房縱橫兩個(gè)方向設置溫度伸縮縫,區段的長(cháng)度可以根據鋼結構規范來(lái)執行。溫度伸縮縫一般采用設置雙柱的方法來(lái)處理,對縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設置滾動(dòng)支座。
4防銹處理
鋼結構表面直接暴露在大氣中就會(huì )銹蝕,當鋼結構廠(chǎng)房空氣中有侵蝕性介質(zhì)或鋼結構處在潮濕環(huán)境中時(shí),鋼結構廠(chǎng)房銹蝕就會(huì )更加明顯和嚴重。鋼結構的銹蝕不僅會(huì )使構件截面減小,還會(huì )使鋼構件表層局部產(chǎn)生銹坑,當構件受力時(shí)將引起應力集中現象,使結構過(guò)早破壞。因此,對鋼結構廠(chǎng)房構件的防銹蝕問(wèn)題應予以足夠的重視,并應根據廠(chǎng)房侵蝕介質(zhì)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(chǎng)房結構的安全。一般鋼結構的防腐常采用防銹底漆和面漆,涂裝層數及厚度常根據其使用環(huán)境和涂層性質(zhì)來(lái)決定。一般室內鋼結構在自然大氣介質(zhì)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(zhì)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(gè)方面的特征:規模、線(xiàn)條、色彩、變化。
鋼結構廠(chǎng)房的立面主要由工藝布置來(lái)決定,在滿(mǎn)足工藝的要求下力求立面簡(jiǎn)潔恢宏同時(shí)使節點(diǎn)盡量簡(jiǎn)單統一。彩色壓型鋼板使得輕鋼廠(chǎng)房的建筑表現得體形輕盈色彩豐富,明顯優(yōu)于傳統鋼筋混凝土結構的沉重單一。在輕鋼廠(chǎng)房的設計中常采用跳躍性色彩和冷色調,重點(diǎn)突出主要出入口、外天溝、收邊泛水等地方,既體現了現代化廠(chǎng)房的恢宏氣勢,又豐富了立面效果。
傳統的鋼筋混凝土結構廠(chǎng)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(shí)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(chǎng)房來(lái)說(shuō)則不然。線(xiàn)條是表現輕鋼結構建筑風(fēng)格最獨特的特征,均勻的線(xiàn)條或橫或豎,使得輕鋼結構建筑富有流暢的金屬質(zhì)感,體現了強烈的現代工業(yè)氣息。若在墻面設置大量采光窗,則破壞了墻面的線(xiàn)條造型,同時(shí),輕鋼結構屋面可以大量使用屋面采光板,采光均勻,同時(shí)兼可解決廠(chǎng)房通風(fēng)問(wèn)題。
總之,鋼結構廠(chǎng)房的設計,應根據其特點(diǎn)進(jìn)行建筑結構設計。應根據其特點(diǎn)進(jìn)行建筑結構設計,使設計安全可靠,經(jīng)濟合理且美觀(guān)大方。
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