鋼結構廠房的設計常見缺陷與預防分析

1、<p>　　鋼結構廠房的設計常見缺陷與預防分析</p><p>　　摘要：鋼結構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構體系形式,在經濟發(fā)展推動下，其應用和推廣越來越廣泛，但是以鋼作為材料應用時間間斷短，還存在一些缺陷，文章結合相關實例分析了鋼結構廠房的設計常見缺陷，并闡述了其預防措施。 </p><p>　　關鍵詞

2、：鋼結構廠房、設計缺陷、預防措施 </p><p>　　中圖分類號： TU391 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　改革開放以來，在國家經濟迅猛發(fā)展的推動下，建筑領域鋼結構的應用越來越廣泛，其扮演角色也越來越重要，由于鋼結構有點較為突出，迅速地占領著越來越廣的市場。鋼結構具有施工

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構的位置，然而還存在防火性能差、易腐蝕等缺點。 </p><p>　　二、鋼結構廠房的設計常見缺陷 </p><p>　　下圖為青島某鋼結構廠房的設計實例圖，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，其主要設計采用格構式階型柱

4、，格構柱采用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，筆者總結如下幾點鋼結構廠房常見的設計缺陷： </p><p>　　1、門式鋼架柱網的尺寸及結構體系的設置問題 </p><p>　　鋼結構廠房工程所包含構件的數(shù)量會對工程的施工進度以及工程造價產生直接影響，廠房門式鋼架柱的間距設計應首先滿足廠房的使用要求，門式剛架柱的間

5、距宜設計為8-9m，當鋼架的柱間距設計為9m時，工程所需檁條、鋼架等構件的數(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，最大跨度的設計不宜超過36m。其次，鋼架柱結構體系設置問題，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在各個溫度區(qū)段的端部柱間或合理設置，使廠房整體形成穩(wěn)定的空間結構，在門式鋼架輕型結構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，縱向不應大于300m。 </p><p>　　2、鋼屋蓋系統(tǒng)的設計問題 </p><p>　　在進行屋蓋系統(tǒng)的設計時，計算荷載與計算簡圖接近于計算的極限狀態(tài)，系統(tǒng)構件承載力的安全儲備有限，相應的系統(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、撓曲超標以及析架桿件斷裂等方

7、面。 </p><p>　　3、吊車梁系統(tǒng)的設計問題 </p><p>　　吊車梁的受力情況十分復雜，加之吊車的垂直與側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。鋼結構廠房柱系統(tǒng)的設計應力要比實際應力小很多，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>　　輕型鋼結構廠房工程的檁條、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、墻梁等圍護構件的設計上應注意以下問題： </p&

9、gt;<p>　?。?）風荷載的標準值應按規(guī)程規(guī)定計算，重視雙層拉條的使用； </p><p>　　（2）檁條受風吸力的影響，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《鋼結構設計規(guī)范》中的公式進行驗算。 </p><p>　　三、鋼結構廠房的設計常見缺陷的預防對策 </p><p><b>　　1、加固鋼結構 </b

10、></p><p>　　在鋼結構廠房的設計過程中，根據鋼結構的分布，合理改變其荷載、節(jié)點性質與傳力途徑，通過附加桿件與支撐，加以預應力以及加強空間的協(xié)同工作等措施對鋼結構進行加固。 </p><p>　　2、提高鋼結構的耐火性 </p><p>　　應盡可能的提高鋼結構的耐火性，使其在發(fā)生火災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，改變鋼材的結構及金相組織，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，適用于形狀復雜的鋼構件。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計手法來掩蓋和修飾。 </p><p>　　3、合理設計溫度伸縮縫 </p><p>

12、;　　當鋼結構廠房的平面尺度較大時，為避免鋼結構出現(xiàn)較大的溫度應力，應將溫度伸縮縫合理設置在廠房縱橫兩個方向上，根據鋼結構規(guī)范確定區(qū)段的距離。一般情況下通過設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置。 </p><p>　　4、屋面與支撐設計 </p><p>　　合理設計鋼結構的形式、設備的分布及溫度區(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)的設置，協(xié)調布置實施屋蓋的橫向水平支撐。廠房的下柱支撐應盡量設置在溫度區(qū)段的中間部位，使吊車梁等構件能夠隨溫度變化向區(qū)段的兩端自由伸縮。鋼結構屋面當前主要有由兩層彩色的壓型鋼內夾保溫棉組成的剛性屋面與由彩鋼板內板、保溫層、隔氣層與卷材防水層組成的復合柔性屋面兩種形式。 </p><p>　　5、結構的防銹處理 </p><p>　　鋼結構表面直接暴露在大氣中

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

15、　　綜上所述，在設計鋼結構廠房時，我們要嚴格按照和采用相關設計標準。此外，隨著鋼結構設計技術日漸成熟，我們要緊跟時代步伐，不斷創(chuàng)新，設計出結構合理，經濟環(huán)保的鋼結構廠房，滿足經濟建設發(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：《某重型鋼結構廠房設計與分析》，《鋼結構》， 2009年11期 <