鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計常見缺陷與預(yù)防分析

1、<p>　　鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計常見缺陷與預(yù)防分析</p><p>　　摘要：鋼結(jié)構(gòu)廠房是指采用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材，通過連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的國際流行的門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)體系形式,在經(jīng)濟發(fā)展推動下，其應(yīng)用和推廣越來越廣泛，但是以鋼作為材料應(yīng)用時間間斷短，還存在一些缺陷，文章結(jié)合相關(guān)實例分析了鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計常見缺陷，并闡述了其預(yù)防措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞

2、：鋼結(jié)構(gòu)廠房、設(shè)計缺陷、預(yù)防措施 </p><p>　　中圖分類號： TU391 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　改革開放以來，在國家經(jīng)濟迅猛發(fā)展的推動下，建筑領(lǐng)域鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，其扮演角色也越來越重要，由于鋼結(jié)構(gòu)有點較為突出，迅速地占領(lǐng)著越來越廣的市場。鋼結(jié)構(gòu)具有施工

3、速度快、整體剛度和抗震性能好、自重輕、承載力高等優(yōu)點，尤其是在大跨度和超高層建筑更為突出，取代了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位置，然而還存在防火性能差、易腐蝕等缺點。 </p><p>　　二、鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計常見缺陷 </p><p>　　下圖為青島某鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計實例圖，該廠房的高度為21米，跨度為2X24米，每跨各兩臺200噸吊車。該廠房的高度高，跨度大，吊車噸位重，其主要設(shè)計采用格構(gòu)式階型柱

4、，格構(gòu)柱采用H型鋼組合截而，屋面梁為焊接H鋼。 </p><p>　　通過分析該工程實例施工過程，筆者總結(jié)如下幾點鋼結(jié)構(gòu)廠房常見的設(shè)計缺陷： </p><p>　　1、門式鋼架柱網(wǎng)的尺寸及結(jié)構(gòu)體系的設(shè)置問題 </p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)廠房工程所包含構(gòu)件的數(shù)量會對工程的施工進度以及工程造價產(chǎn)生直接影響，廠房門式鋼架柱的間距設(shè)計應(yīng)首先滿足廠房的使用要求，門式剛架柱的間

5、距宜設(shè)計為8-9m，當(dāng)鋼架的柱間距設(shè)計為9m時，工程所需檁條、鋼架等構(gòu)件的數(shù)量會較6m柱距時會減少三成（該點僅對重鋼適用），這對于縮短工程周期、降低造價具有重要意義，與此同時，鋼架柱的間距會影響到工程的跨度，最大跨度的設(shè)計不宜超過36m。其次，鋼架柱結(jié)構(gòu)體系設(shè)置問題，由于縱向水平力由廠房的支撐體系承受，因此屋蓋的橫向支撐應(yīng)在各個溫度區(qū)段的端部柱間或合理設(shè)置，使廠房整體形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，在門式鋼架輕型結(jié)構(gòu)的廠房的橫向與縱向溫度區(qū)段的選擇

6、上，橫向溫度區(qū)段不宜超過150m，縱向不應(yīng)大于300m。 </p><p>　　2、鋼屋蓋系統(tǒng)的設(shè)計問題 </p><p>　　在進行屋蓋系統(tǒng)的設(shè)計時，計算荷載與計算簡圖接近于計算的極限狀態(tài)，系統(tǒng)構(gòu)件承載力的安全儲備有限，相應(yīng)的系統(tǒng)對于溫度、超載及腐蝕的作用十分敏感，偶然的因素就可能導(dǎo)致其失效，鋼屋蓋破壞多表現(xiàn)在，屋蓋倒塌、桿件及節(jié)點板變形或開裂、屋蓋支撐彎曲、撓曲超標(biāo)以及析架桿件斷裂等方

7、面。 </p><p>　　3、吊車梁系統(tǒng)的設(shè)計問題 </p><p>　　吊車梁的受力情況十分復(fù)雜，加之吊車的垂直與側(cè)向力均具有動力特征。受疲勞與沖擊作用的影響，吊車梁系統(tǒng)的計算方式與計算簡圖與實際應(yīng)用情況存很大的差異，與屋蓋系統(tǒng)相比具有更多的不穩(wěn)定性，系統(tǒng)整體的可靠性與耐久性最低。鋼結(jié)構(gòu)廠房柱系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)力要比實際應(yīng)力小很多，柱體的安全儲備較大，同時荷載同時出現(xiàn)的概率相對較小，柱體因承

8、載能力不足而發(fā)生破壞的情況并不多見。 </p><p>　　4、檁條、墻梁與拉條問題 </p><p>　　輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房工程的檁條、拉條與墻梁多選用Z形、C形的實腹式冷彎薄壁型鋼材，這種類型的鋼材具有整體剛度較好的優(yōu)點，截面的回轉(zhuǎn)半徑與慣性矩較大，可以充分發(fā)揮材料性能，同時，該型材截面的抗扭剛度較小，對荷載偏心較為靈敏，在檁條、拉條、墻梁等圍護構(gòu)件的設(shè)計上應(yīng)注意以下問題： </p&

9、gt;<p>　?。?）風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按規(guī)程規(guī)定計算，重視雙層拉條的使用； </p><p>　?。?）檁條受風(fēng)吸力的影響，下翼緣承受壓力時，可通過穩(wěn)定計算進行解決，檁條的穩(wěn)定性可通過《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的公式進行驗算。 </p><p>　　三、鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計常見缺陷的預(yù)防對策 </p><p><b>　　1、加固鋼結(jié)構(gòu) </b

10、></p><p>　　在鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計過程中，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的分布，合理改變其荷載、節(jié)點性質(zhì)與傳力途徑，通過附加桿件與支撐，加以預(yù)應(yīng)力以及加強空間的協(xié)同工作等措施對鋼結(jié)構(gòu)進行加固。 </p><p>　　2、提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性 </p><p>　　應(yīng)盡可能的提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性，使其在發(fā)生火災(zāi)后不至于立即失效倒塌。一般的鋼材的耐火性比較差，除了在制造時改變鋼材

11、的材料組成成份，改變鋼材的結(jié)構(gòu)及金相組織，加入特定的成分，來使鋼材自身的耐火性和耐候性都得到提高外。 </p><p>　　噴涂法是最簡單、最經(jīng)濟、最有效的一種做法，而且價格低、施工速度快，適用于形狀復(fù)雜的鋼構(gòu)件。不過也具有表面粗糙，不太美觀和清理比較難等缺點，這些缺點可以借助一些設(shè)計手法來掩蓋和修飾。 </p><p>　　3、合理設(shè)計溫度伸縮縫 </p><p>

12、;　　當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房的平面尺度較大時，為避免鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的溫度應(yīng)力，應(yīng)將溫度伸縮縫合理設(shè)置在廠房縱橫兩個方向上，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范確定區(qū)段的距離。一般情況下通過設(shè)置雙柱的方式進行溫度伸縮縫的處理，可在屋架支座處對縱向溫度的伸縮縫進行滾動支座設(shè)置。 </p><p>　　4、屋面與支撐設(shè)計 </p><p>　　合理設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的形式、設(shè)備的分布及溫度區(qū)段長度等因素，使廠房支撐系統(tǒng)穩(wěn)定可靠?？捎趶S

13、房溫度區(qū)段穩(wěn)定的柱間進行支撐系統(tǒng)的設(shè)置，協(xié)調(diào)布置實施屋蓋的橫向水平支撐。廠房的下柱支撐應(yīng)盡量設(shè)置在溫度區(qū)段的中間部位，使吊車梁等構(gòu)件能夠隨溫度變化向區(qū)段的兩端自由伸縮。鋼結(jié)構(gòu)屋面當(dāng)前主要有由兩層彩色的壓型鋼內(nèi)夾保溫棉組成的剛性屋面與由彩鋼板內(nèi)板、保溫層、隔氣層與卷材防水層組成的復(fù)合柔性屋面兩種形式。 </p><p>　　5、結(jié)構(gòu)的防銹處理 </p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)表面直接暴露在大氣中

14、就會銹蝕，潮濕或有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境，加劇鋼結(jié)構(gòu)廠房的銹蝕。鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的防銹蝕問題必須重視，結(jié)合廠房侵蝕介質(zhì)情況和環(huán)境條件，在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面加強設(shè)計，確保廠房結(jié)構(gòu)使用期的安全。一般常采用防銹底漆和面漆，結(jié)合使用環(huán)境和涂層性質(zhì)設(shè)計好涂裝層數(shù)及厚度，最終起到預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)的防腐防銹的作用。 </p><p><b>　　四、結(jié)語 </b></p><p>

15、　　綜上所述，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)廠房時，我們要嚴(yán)格按照和采用相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。此外，隨著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)日漸成熟，我們要緊跟時代步伐，不斷創(chuàng)新，設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟環(huán)保的鋼結(jié)構(gòu)廠房，滿足經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展的要求。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　田海明 王永崗 崔建 華王麗：《某重型鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計與分析》，《鋼結(jié)構(gòu)》， 2009年11期 <