鋼結構廠房設計中應注意的幾個問題

付荻

前言

鋼結構廠房的特點是其施工時間相對較短，且具有抗震性能好、承載能力強的優點，因此鋼結構在廠房構建中被廣泛應用。但是鋼結構同樣也存在防火性差、容易受到外界環境影響而產生銹蝕等問題。所以在設計時需要充分考慮鋼結構的優缺點，充分發揮鋼結構的優勢和價值。現階段，鋼結構廠房主要有重型鋼結構廠房和輕型鋼結構廠房兩種，前者包括煉鋼和軋鋼等車間，需要在內部配置大噸位吊車，廠房往往要承受較大的作用力，所以對鋼的需求量較大；后者一般采用門式鋼架結構，具有施工快、自重輕且成本低廉的優點，在工業廠房構建中應用廣泛。

1 鋼結構廠房設計時應根據其特點注意的問題

1.1 屋面設計工作

在屋面設計時尤其要注意防水工作的開展，設計人員應充分考慮屋面的坡度、天溝類型以及單坡屋面的長度，然后根據施工工藝要求和實際施工情況適當調整屋面的坡度。由于施工當地的溫差和降雨量會影響單坡屋面長度，所以在設計之前需要全面掌握當地的溫度和降雨量情況，結合調查分析確定單坡屋面長度并做好相應的處理。

1.2 溫度伸縮縫設計

在鋼結構廠房內，如果溫度變化太大則會產生一定溫度應力，當溫度應力過大時則會引起鋼結構出現變形。為避免此類情況發生，一般對于大型鋼結構廠房構建，需要在其內設置溫度伸縮縫。溫度伸縮縫的設置包括縱向伸縮縫和橫向伸縮縫，在設置前首先要明確溫度區段的長度，然后可以采用單柱或雙柱的方式處理伸縮縫。一般來說，如果是縱向伸縮縫，則可以使用滾動支座進行設計，而如果是橫向伸縮縫，則可以使用橢圓孔滑動方式或槽鋼夾板滑動進行設置。

1.3 立面設計

為提升鋼結構廠房的立體效果，在滿足功能要求的同時也符合美觀性要求，需要在廠房里面設計中綜合考慮鋼結構的規模、色彩、線條和變化等條件。在傳統設計中，廠房外墻多是由磚砌成，然后使用涂料或者面磚進行外部處理，一般情況下會在廠房的外墻面位置設置采光窗，但是一方面該形式單一且沉悶，另一方面在外墻位置設置采光窗會破壞整體結構的美觀性，而且采光通風效果并不好。目前在廠房構建中開始廣泛使用彩色壓型鋼板，不但改變了原本結構單一和沉悶的缺點，而且還提高了廠房結構整體的美觀性，使富于色彩的線條的變化。同時因為在鋼結構廠房屋面設置采光板，可達到良好的采光通風效果。

1.4 支撐系統設置

為保證鋼結構廠房的空間工作，提高廠房鋼結構整體剛度，使鋼結構可以有效承受水平和縱向作用力，避免桿件變形失穩，需要結合廠房結構的具體形式、車間吊車設置、振動設備和廠房的高度、長度等來設置支撐系統，鋼結構廠房的支撐系統設置包括柱間支撐和屋蓋支撐系統。鋼結構廠房的每一溫度去都應該設置可靠的柱間支撐系統，同時在設置時需要保證該系統和屋蓋支撐布置協調一致。在設置時要注意下柱支撐位置決定了鋼結構的穩定性同時影響溫度應力大小，所以在設置下柱支撐時要盡量選擇在溫度區的中部，使吊車梁等構件可以隨著溫度變化而自由向兩端伸縮。當溫度區段的長度大于150m時，需要在溫度區設置兩道下段柱支撐，其位置應盡可能布置在溫度區段中間1/3的范圍內，為了避免過大的溫度應力，兩道支撐的中心距離不宜大于72m。上段柱支撐除在設有下段柱支撐的柱間布置外，為了滿足結構的安裝要求，提高鋼結構廠房上部縱向剛度，傳遞山墻的風力及縱向地震作用，還應在溫度區段的兩端柱間布置上段柱支撐。

1.5 防銹處理

一般來說，大多數廠房的選址本身就是在侵蝕性比較強的潮濕環境中，所以對于鋼結構廠房來說，如果不進行鋼材的防銹處理直接將其安置在空氣中，則會造成鋼結構的腐蝕。鋼結構廠房一旦受到銹蝕，鋼結構構建的截面厚度將減小，引起鋼結構應力條件變化，從而可能會嚴重影響鋼結構的使用壽命，造成鋼材材料的浪費。鑒于此，必須重視鋼結構廠房構件的防銹蝕問題，首先應該全面掌握鋼結構廠房的相關信息，包括選址、廠房布局、材料選擇和車間工藝結構等。其次，為保證廠房結構安全，一般會在鋼結構表面涂上防銹漆，同時要確定涂層的數量和厚度。此外，對于露天的鋼結構構件，需要確保其厚度，采取措施使其處于良好環境中，避免遭到外界的腐蝕影響。

1.6 隔熱與防火設計

鋼材受熱達到100℃以上時，由于溫度的不斷上升，鋼材的強度將會下降。當溫度達到250℃時，鋼材的強度有所提高，但是其塑性將下降。當溫度超過250℃之后，鋼材會出現徐變現象。當溫度達到500℃時，鋼材的強度降到最低，鋼結構可能會出現塌落問題。因此，一般來說，當鋼材的溫度在150℃以上后，為保證鋼材的導熱性能，必須采取保溫隔熱和防火措施。主要可以從以下三個方面開展設計工作：首先可以通過澆筑混凝土的方式或安裝耐火性強的磚來保證鋼結構構建的保溫隔熱性。其次，為將鋼結構中的熱量有效釋放出，可以在鋼結構周圍安裝硬質板材。此外，也可以根據實際天氣情況選擇厚涂型的防火材料涂在鋼結構表面，從而可以為鋼結構保溫隔熱性能的提高提供良好環境。

2 結語

綜上所述，不同于民用建筑，工業廠房因其自身的功能特點，需要我們對鋼結構廠房做出合理設計，便于鋼結構廠房內部進行合理的設備布置，滿足工廠的生產需要，同時也設計出經濟、科學、低碳環保的鋼結構廠房，促進鋼結構廠房的應用及發展。