厂房建筑钢结构设计分析

厂房建筑钢结构设计分析
2024年06月26日 14:41 广东建科建筑设计院

钢结构是厂房建设中的常用结构,关系着厂房的质量与安全。在厂房结构设计工作中,设计人员要综合考量防火(抗火)性能、抗震能力、防潮防腐效果等方面,全面提升厂房钢结构的质量,保证厂房的稳固与安全。

1、防火(抗火)设计

当前,在厂房设计工作中,设计人员需要重视多个方面的问题,尤其是厂房对防火和抗火能力的实际需求。在厂房中,生产工艺类别、设备运行的温度、存储物品危险类别等对厂房的防火能力提出了不同需求:部分厂房被定为甲类车间、甲类仓库,这些厂房必须具备高防火性能;还有部分厂房是用于冶金类生产的,厂房内常常存在熔炉、窑炉、液体金属塑型设备等,厂房内部温度极高,这类厂房也具有较高的防火性能要求。长期处于高温环境下,钢结构可能出现微变形并产生二次应力,从而降低钢材的使用寿命(主要是钢材屈服强度降低),影响建筑结构的整体安全性。为保证厂房的使用寿命以及厂房工作人员的生命安全,设计人员在进行厂房结构设计时需要考虑厂房的使用用途,选择稳定性能好的钢材,并结合使用防火涂料、防火隔层,减少钢结构在长期使用过程中的强度损失,避免钢结构出现局部较大变形等安全隐患。

为保证厂房结构的防火性能,设计人员需要加强对防火涂料产品的了解。其中,水性膨胀型防火涂料的防火性能突出,对环境污染低,易存储,涂刷操作也较为简单,能够有效节约成本。

在制作水性膨胀型防火涂料时,相关工作人员首先要将助剂和水加入分散罐中,并通过混合设备以高速旋转的形式展开混合作业,转速为500转/分钟,持续时间为5分钟。其次,在完成高速旋转步骤之后,工作人员要按照既定次序添加阻燃体系、颜料和增强填料,并再次开展旋转作业,转速为2000转/分钟,旋转时间控制在30分钟以内。最后,工作人员要在混合料中添加乳胶并开展旋转作业,转速为800转/分钟,旋转时间控制在15分钟左右。至此,水性膨胀型防火涂料得以制作完成。需要注意的是,工作人员应选择与使用合适的乳胶,控制好颜料的比例,其中,乳胶混合料可采用聚醋酸乙烯酯乳胶与醋酸乳液进行复配。

2、抗震设计

抗震性能是厂房结构设计中必不可少的一个考量因素。设计人员需要考虑厂房的建设位置,了解厂房所处区域的地质情况以及该区域历史上的地震发生情况,以此来完成钢结构的设计与安装。厂房在长时间的晃动中,可能出现零部件松散,从而导致整体结构坍塌,影响工人的生命安全。因此,设计人员在选择钢结构材料的过程中,要尽可能选择稳定性高的材料。另外,厂房设计人员要重点关注建筑的屋顶结构,保证不同结构之间结合良好,防止因局部的坍塌而损害整体结构的安全。

3、防腐防潮以及钢材用量方面的设计

目前,厂房的生产往往伴随着生产任务多、生产时间长、生产环境封闭等情况,这极易导致厂房中湿度过高。厂房中的湿度过高,不但会加速钢结构的氧化程度,还会导致钢结构的腐蚀问题,厂房建筑的稳定性将难以得到保证。因此,在进行厂房结构的设计过程中,设计人员要了解厂房中的生产作业内容,还需根据实际生产环境制定相关策略,以免钢结构遭到腐蚀。我国目前钢制材料的防腐工作以刷油漆为主,其次是建设隔离层,保证钢结构与外部环境隔绝。尤其是蒸汽量较高的区域,隔离层的建设可提升结构稳定性并延长钢结构的使用年限。

除此之外,在厂房结构设计过程中,设计人员还需要利用专业的设备计算钢材用量,完成各分项工程钢材用量的确认工作。设计人员通常利用BIM技术来完成钢结构的整体架构设计,并通过三维立体模型来模拟钢结构的承重能力,揭示结构中存在的不足之处,调整钢材用量,确保钢结构的稳定性。

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