钢结构厂房设计中的几个问题

钢结构厂房设计中的几个问题

摘要：钢结构在建筑领域扮演着越来越重要的角色，并且迅速地

占领着越来越大市场，但也存在着防火性能差、易腐蚀等缺点，因

此，在设计中如何根据其特点扬长避短、更好地发挥钢结构的作用

就显得很重要。

关键词：钢结构 厂房设计 伸缩保温 支撑

abstract: the steel structure in the architecture field

plays a more and more important role, and quickly occupied

the more and more major market, but there is also fireproof

performance is poor, easy to corrosion defects, therefore,

in how to design according to its characteristic foster

strengths and circumvent weaknesses, better to play the role

of the steel structure is very important.

keywords: steel structure plant design telescopic

insulation support

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

随着我国经济和社会的快速发展，尤其是城市建设的飞速发展，

钢结构在建筑领域扮演着越来越重要的角色，起到了举足轻重的作

用。无论在工业还是民用建筑中，钢结构以其整体刚度和抗震性能

好、施工速度快、自重轻、承载力高，在大跨度及超高层建筑中代

替了钢筋混凝土结构的特点迅速地占领着越来越广的市场。但是钢

结构也存在着防火性能差、易腐蚀等缺点，因此在设计中，可以根

据其特点扬长避短，这样才能更好地发挥钢结构的作用。本文主要

就钢结构工业厂房在设计中的几个问题谈谈自己的看法。

一、钢结构在设计中应注意的问题

1、钢结构的设计计算

按排架结构进行计算，有几个设计要点需要注意:

一是基础。除发生冲切、剪切破坏之外，还存在较大的弯矩作用，

从而导致基础产生倾覆和滑移破坏。在风荷载较大的情况下，特别

对于一些敞开和半敞开的结构，轻钢结构自重很轻，有可能不足于

抵抗风荷载产生的上拔力，导致基础上拔破坏。为了防止这些破坏

的发生，最经济有效的办法是增加基础埋深，对于轻钢结构基础，

还须预埋地脚螺栓，用于上部结构和基础的连接，若锚栓离混凝土

基础边缘太近，会产生基础劈裂破坏，因此，锚栓离基础边缘的距

离不得小于150mm，若锚栓长度过短，会使锚栓从基础中拔出，导

致基础破坏，所以规范也规定了锚栓埋入长度。

二是柱脚。柱脚为刚性固定连接，刚性固定连接分为三种形式: 露

出式柱脚、埋入式柱脚、包脚式柱脚，本设计采用了露出式柱脚即

靴式柱脚，在设计手册中有详细的计算过程，可以做到精确计算，

对于跨度较大，吊车荷载吨位较高的情况，认为采用埋入式更为合

适，对提高和确保钢柱脚和钢筋混凝土基础或基础梁的组合效应和

整体刚度有利。

三是牛腿处设钢系杆。下柱截面高度为1100mm，吊车梁与牛腿连

接距下柱形心距离偏心太大，不能保证柱的侧向稳定，所以在牛腿

标高处增设钢系杆，以减小柱的计算长度，以防柱失稳，计算时考

虑与吊车梁共同传递纵向水平力，同时作为排架柱的侧向支撑点。

钢系杆截面计算如下:

当支撑杆位于距柱端αl处时( 0 ＜ α ＜ 1) ，

fb1 = n/240α( 1 － α)

式中n———被撑构件的最大轴心压力。

图1 钢系杆布置图

四是屋架。对于具体工程，屋架设计时应考虑到排架柱对屋架下

弦产生的附加拉力或压力，以及在吊车荷载设计值和永久荷载标准

值组合下下弦杆是否受压，如受压时其长细比不宜超过200，根据

具体情况对下弦杆进行强度和稳定性验算。当风荷载较大，屋架下

弦杆在永久荷载标准值和风吸力荷载设计值共同作用下受压时，为

满足λ≤200，可加密下弦系杆。

2、钢结构的屋面支撑系统及屋面设计

屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结

构形式、吊车吨位和所在地区的抗震设防烈度等条件来决定。一般

情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑；在无檩

体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但

考虑到施工条件的限制和安装需要。无论有檩或无檩体系屋盖均应

在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于

12m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备

的均应设置纵向水平支撑。

屋面的排水及防水设计在屋面设计中需重点考虑，根据《屋面工

程技术规范》的规定，屋面坡度最小为5％，在积雪较大的地区，

坡度应适当加大。单坡屋面的长度主要取决于所在地区的温差以及

降雨所形成的最大水头高度。根据工程设计经验，单坡屋面长度宜

控制在70m以内。

目前，市场上钢结构屋面的做法常用的有两种：①刚性屋面：双

层彩色压型钢板内夹保温棉；②复合柔性屋面：由屋面彩钢板内板、

隔气层、保温层、卷材防水层组成。

3、钢结构的立面设计

轻钢结构的建筑主要有把握以下4个方面的特征：规模、线条、

色彩、变化。 钢结构厂房的立面主要由工艺布置来决定，在满足

工艺的要求下力求立面简洁恢宏同时使节点尽量简单统一。彩色压

型钢板使得轻钢厂房的建筑表现得体形轻盈色彩丰富，明显优于传

统钢筋混凝土结构的沉重单一。在轻钢厂房的设计中常采用跳跃性

色彩和冷色调，重点突出主要出入口、外天沟、收边泛水等地方，

既体现了现代化厂房的恢宏气势，又丰富了立面效果。

传统的钢筋混凝土结构厂房，外墙维护为砖砌体，外装修为涂料

或面砖，辅以色带，由于混凝土屋面设置采光窗效果不理想，设计

时通常在墙面设置大量的采光窗。但对于维护墙为彩色压型钢板的

钢结构厂房来说则不然。线条是表现轻钢结构建筑风格最独特的特

征，均匀的线条或横或竖，使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感，

体现了强烈的现代工业气息。若在墙面设置大量采光窗，则破坏了

墙面的线条造型，同时，轻钢结构屋面可以大量使用屋面采光板，

采光均匀，同时兼可解决厂房通风问题。

二、应当处理好的其它几个问题

1、钢材的保温隔热与防火

钢材具有很高的导热性能，其导热系数为50w(m.℃)，当受热达到

100℃以上时，其抗拉强度就会降低，塑性增大；温度达到250℃时，

钢材抗拉强度会稍提高，但塑性却降低，出现蓝脆现象；温度达到

500℃时，钢材强度降至很低，会致使钢结构塌落。所以当钢结构

所处环境温度达到150℃以上时，就必须做隔热防火设计。其做法

一般为：钢结构外侧包耐火砖、混凝土或硬质防火板材。或者钢结

构刷厚涂型防火涂料，厚度按《钢结构防火涂料技术规程》计算。

2、温度伸缩缝的设置

温度变化将引起钢结构厂房的变形，使结构产生温度应力，当厂

房平面尺度较大时，为避免产生较大的温度应力，应在厂房纵横两

个方向设置温度伸缩缝，区段的长度可以根据钢结构规范来执行。

温度伸缩缝一般采用设置双柱的方法来处理，对纵向温度伸缩缝可

在屋架支座处设置滚动支座。

3、防锈处理

钢结构表面直接暴露在 …… 此处隐藏：1873字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……