鋼結構廠房設計技術要點及細節處理

天津市市政工程設計研究院 300051

摘要：本文簡要介紹了鋼結構廠房，詳細闡述了鋼結構廠房設計技術與細節處理。

關鍵詞：鋼結構廠房；設計技術；細節處理

無論是在民用建筑領域還是工業建筑領域，鋼結構憑借自身的優勢快速占領了整個的建筑市場。鋼結構的主要特點有施工速度快、抗震性能強、荷載高、自重輕、剛度強，但是其自身也有容易被腐蝕、防火性能差等諸多缺點，因此，為了更好的建筑領域發揮鋼結構的功能，必須對其進行設計優化和技術處理。

1、鋼結構廠房介紹

1.1 鋼結構廠房遵循的設計原則

要依據建筑工程的實際情況，對鋼結構廠房進行設計規劃，必須對原材料進行合理選擇和嚴格把關，要對結構方案和廠房的構造措施進行科學設計，鋼結構廠房必須要符合結構構件在安裝、運輸、使用的整個過程中對穩定性、強度、剛度的要求標準，必須選擇防腐蝕性能強、防火性能好的鋼結構，要優先選擇使用符合標準要求的鋼構件，避免在使用過程中重新制作，重新安裝。在設計完成的鋼結構文件中，所使用鋼材的型號和規格、鏈接材料的鋼號或型號，建筑結構的使用周期等必須標注明確。

1.2 鋼結構廠房的優點

在當前的廠房設計施工的過程中采用了鋼結構作為主要的原材料，是因為鋼結構有以下優點：一是因為可以采用工業化大批量生產的方式對鋼結構原材料進行加工，同時，使用的機械設備能夠在施工現場進行及時的拼裝，可以有效縮短廠房的施工周期，節約建設成本，提高施工企業經濟效益。二是與鋼筋混凝土相比，鋼結構材料強度比較高，質量比較輕，所以在廠房的實際施工過程中，不但能夠有效減少建筑結構所帶來的荷載，還可以有效提高廠房結構的可靠性和穩定性。鋼結構經過防腐蝕措施處理后，可以極大提高防腐蝕能力，保證廠房在使用的過程中，不會因為外界環境因素的干擾而降低鋼結構的可靠性、穩定性和耐腐蝕性能。三是鋼結構材料強度高，成本較低，能夠回收反復利用，可以確保廠房的施工建設過程節能減排，減少能耗，節約資源，促進社會經濟的持續發展。

2、鋼結構廠房設計技術與細節處理

2.1 鋼結構廠房的隔熱保溫與防火處理

鋼結構的導熱性能非常高，通常的鋼結構導熱系數一般為50w（m.℃），遇到的熱量溫度超過100℃時，就會降低鋼結構的抗拉強度，同時增加了鋼結構的塑性；如果遇熱溫度超過250℃時，鋼結構的抗拉強度還會增加，塑性反而降低，產生藍脆現象；當遇熱溫度超過500℃時，鋼結構的強度會變得很小，能夠導致鋼結構坍塌。因此，鋼結構的外界環境溫度超過150℃時，就必須采取隔熱防火措施，以對其進行更好的保護。施工過程中，一般采取在鋼結構的外部包裹混凝土、耐火磚或防火板材，有的也采取涂刷一層厚防火涂料。

2.2 鋼結構廠房的立面設計處理

工藝布置對鋼結構廠房的立面設計起著決定作用，通常設計時是只要滿足施工工藝要求，力求立面恢宏簡潔，節點簡單一致。彩色的鋼結構能保證廠房從外表看來色彩豐富，外形輕盈，與傳統沉重單一的鋼筋混凝土廠房相比優勢明顯。在設計輕鋼廠房的過程中，如果使用冷色調或跳躍性色彩，在重要的出入口、收邊泛水、外天溝等位置做重點突出，不但能夠豐富廠房的立面效果，還能更加彰顯廠房的現代化的恢宏氣勢。

2.3 鋼結構廠房的支撐系統處理

在設置鋼結構廠房屋蓋的支撐系統和柱間的支撐系統時，必須依據鋼結構廠房的噸位、實際振動設備、結構形式、跨度、高度、柱網設置和吊車的設置等實際情況。通常情況下，屋蓋結構中沒有檁條的情況下，支撐系統設置在垂直方向上，在沒有檁條的廠房結構中，屋架和屋面板必須開展焊接施工，確保上弦起到支撐作用。但在鋼結構廠房的實際設計中，因為受施工條件的限制，再加上安裝施工的要求，就要把上弦在橫向方面的支撐系統布置在屋架上弦部位和天窗架上弦位置，如果鋼結構廠房的屋架間距超過12米時，或存在重量很大的振動設備和吊車時，就必須在縱向設置水平的支撐系統，以確保鋼結構廠房的安全。

2.4 鋼結構廠房屋面設計處理

在設計鋼結構廠房的屋面過程中，設計的主要內容是如何進行防水。技術要點是主要有三個，首先是屋面的坡度大小，其次是天溝是哪種形式，最后是單坡屋面的長度大小。要依據屋面工程的相關技術標準進行技術設計，但是很多的鋼結構廠房屋面的坡度大都處于2%-3%，與實際的要求相符合。但是，鋼結構原材料的性能、細節處理技術、節點如何處理等，在實際施工中設置屋面坡度為5%更科學合理。在我國的北方，由于冬季積雪較多，就要增大廠房的屋面坡度，在設計鋼結構廠房的單坡屋面長度的過程中，必須對區域內實際的降雨量變化及溫度變化進行考慮。通常情況下，鋼結構廠房的單坡屋面長度設置在70米以內，就能夠提高鋼結構廠房的性能，延長使用壽命。如果長度超過70米，就必須對其進行針對性的處理。目前，有2中設計方案在鋼結構屋面設計中廣泛應用，一種是使用的材料是雙層彩色的鋼板，這種鋼板中有保溫棉，防水性能良好，缺點是溫度變化非常大，不能有效解決熱脹冷縮的問題；另一種是使用保溫層、卷材防水層、隔汽層等復合而組成的鋼屋面系統，這種材質柔性較強，對熱脹冷縮問題改善效果較為顯著。

2.5 鋼結構廠房的防銹處理

外界潮濕的環境會對鋼結構廠房帶來腐蝕問題，如果外界空氣中含有腐蝕性較強的介質，就會導致鋼結構更嚴重的腐蝕。鋼結構被銹蝕后，不但會減小構件的截面積，還會在鋼結構的表面產生嚴重的銹坑問題，在構件受力集中時，就會嚴重的損壞構件。所以，必須高度重視鋼結構的銹蝕問題，在技術處理時，要考慮地區環境條件的實際情況和廠房是否存在侵蝕介質等因素，布置廠房總圖，選擇科學的施工工藝，嚴格選擇原材料，同時開展科學的施工，以保證鋼結構廠房的施工安全和使用安全。一般情況下，采用在鋼結構表面涂防銹漆的方式進行防腐處理，涂漆的厚度和層數依據鋼結構的圖層性質和環境實際條件。處于室內的鋼結構表面涂漆厚度在0.1毫米，兩道底漆、兩道面漆，保證鋼結構不被腐蝕。

3、結束語

設計鋼結構廠房和細節處理過程中，在嚴格要求鋼結構廠房的穩定性、強度、耐久性、抗震性外，還必須采取科學的保溫防火與防銹蝕技術，提高鋼結構廠房的穩定性能，延長使用壽命。

參考文獻：

[1]張淑瓊.鋼結構廠房設計應注意的幾大問題淺析[J].科技與企業.2012（02）

[2]魏啟方.試論鋼結構廠房工程的施工管理與控制[J].中國高新技術企業.2013（18）

[3]李彬.淺析鋼結構門式剛架廠房的設計[J].科技與企業.2013（22）

[4]范利鵬.研究鋼結構廠房設計[J].科技與企業.2013（03）