钢结构工业厂房设计要点分析
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轻型钢结构厂房设计要点摘要:在进行轻工业厂房设计时,必须严格执行轻型钢结构厂房设计要点,综合考虑可能影响其设计质量的因素,进而全面提高此方面的设计质量。
基于此情况下,本文总结了厂房结构体系的选型、门式刚架柱网尺寸的选择及结构体系的布置、门式刚架设计、檩条,墙梁及拉条、支撑设计与构造、吊车梁设计方面内容做出了综合论述。
关键词:轻型钢;结构;厂房设计;要点分析引言:近年来,轻型钢结构在建筑工程中得到了越来越广泛的应用,例如在高层建筑、大跨度公共建筑中,都有轻型钢结构设计的身影,它已成为一个城市现代建筑的象征。
随着现代轻型钢结构设计水平提高,从而形式由单一的框架式发展到多元化,如肋玻结构形式、钢桁架结构形式。
一、钢结构设计1.1钢结构形式与结构布置。
钢结构在设计之前应该选择合理的结构体系,合理的建筑结构体系应该是刚柔相济。
钢结构常用的结构体系有框架、平面(桁)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
在钢结构设计的整个过程中都应该注重的是概念设计,所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
一般地说要刚度均匀,力学模型清晰简便,层次清楚,条理分明,尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,控制构件的侧移变形,保证结构具有足够的抗弯和抗剪能力,使其结构传力以最直接简单的线路传递到基础,抗侧支撑的分布应均匀,其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线,否则应考虑结构的扭转。
结构的抗侧应有多道防线,比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独随1/4 的总水平力。
1.2 判定结构的合理性。
要正确使用结构软件,还应对其输出结果做正确的判断。
比如评估各向周期、位移、应力、总剪力、变形特征等。
不同的软件会有不同的适用条件和范围,初学者应充分明了。
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件。
工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离,为了获得实用的设计方法,有时会用误差和较大的假定,但对这种误差,会通过适用条件、概念及构造的方式来保证结构的安全。
钢结构厂房设计常见细节问题及其解决对策1、钢结构连接问题:钢结构中的连接是关键,常见的问题包括连接件设计不合理、连接件选择不当等。
解决对策是合理选用适合的连接件,例如高强螺栓连接、焊接连接等,并进行充分的连接设计和计算。
2、螺栓松动问题:螺栓在运输、安装等过程中容易出现松动的情况,这会影响钢结构的稳定性和安全性。
解决对策是选择适当的螺栓材质和型号,并在施工中采取正确的螺栓预紧力和紧固方法。
3、钢材质量问题:钢结构厂房需要使用高强度钢材,在购买过程中需要注意钢材的质量和合格证明。
解决对策是选择信誉好的供应商,并对所购买的钢材进行质量检测。
4、防火阻燃问题:钢结构厂房在设计中需要考虑防火阻燃的要求,以确保生产过程中不发生火灾。
解决对策是使用阻燃涂料或涂层对钢结构进行防火处理,并设置防火墙等安全设施。
5、地震抗震问题:钢结构厂房需要具备一定的地震抗震性能,以确保在地震发生时能够保持安全。
解决对策是在设计中采用适当的抗震措施,如设置抗震支撑、加强结构刚度等。
6、排水问题:钢结构厂房需要合理设计排水系统,以确保雨水排出畅通,并避免积水对钢结构造成损坏。
解决对策是设计合理的排水斜度和排水设备,并合理布置雨水管道。
7、消防安全问题:钢结构厂房在设计中需要考虑消防安全要求,包括设置疏散通道、灭火设备等。
解决对策是合理布置消防通道、安装消防设备,并符合相关消防规定。
8、气候适应性问题:钢结构厂房需要在各种气候条件下运行,需要考虑气候适应性。
解决对策是在设计中考虑保温隔热措施、防潮防腐措施等,以适应不同气候条件下的使用需求。
9、钢结构防腐问题:钢结构易受到腐蚀的影响,需要进行合理的防腐处理。
解决对策是选择适当的防腐涂料、防腐措施,并定期检查和维护钢结构的防腐层。
10、负荷分析问题:钢结构厂房设计需要进行负荷分析,包括垂直荷载、水平荷载等。
解决对策是合理计算和分析各种负荷的作用,以确保结构的安全性和稳定性。
钢结构厂房设计中的细节问题及其解决对策不尽上述十个,还有其他一些细节问题需要考虑,但以上列举的问题是设计中比较常见的,解决对策可提供一定的参考。
钢结构厂房设计方案一、引言。
钢结构厂房是工业生产中常见的建筑类型,其设计方案的合理性直接关系到厂房的稳定性、安全性和生产效率。
本文将针对钢结构厂房设计方案进行详细介绍,旨在为相关设计人员提供参考和指导。
二、地基处理。
首先,钢结构厂房的地基处理至关重要。
在选择建筑地点时,要考虑地基的承载能力和稳定性,避免选择软弱或不稳定的地质条件。
在地基处理方面,可以采用加固地基、打桩等方式,以确保地基能够承受厂房的重量和外部环境的影响。
三、结构设计。
钢结构厂房的结构设计是设计方案中的关键环节。
在结构设计中,需要充分考虑厂房的功能需求、荷载情况、抗震性能等因素。
合理的结构设计可以有效地提高厂房的稳定性和安全性,同时也能够减少材料的使用量,降低建筑成本。
四、材料选择。
在钢结构厂房的设计中,材料的选择至关重要。
优质的钢材能够提高厂房的承载能力和耐久性,同时也能够减少维护成本。
在选择材料时,需要考虑材料的强度、耐腐蚀性以及成本等因素,以确保厂房的质量和经济性。
五、防火设计。
钢结构厂房的防火设计是设计方案中不可忽视的部分。
在设计防火措施时,需要考虑厂房的功能分区、疏散通道、消防设施等因素,以确保在发生火灾时能够及时疏散人员,并减少财产损失。
六、环境保护。
在钢结构厂房的设计中,环境保护也是一个重要的考虑因素。
在设计方案中,需要考虑厂房对周围环境的影响,采取相应的措施减少废气、废水的排放,保护周围的生态环境。
七、总结。
综上所述,钢结构厂房的设计方案涉及到地基处理、结构设计、材料选择、防火设计和环境保护等多个方面。
合理的设计方案能够提高厂房的稳定性和安全性,降低建筑成本,并对周围环境产生积极影响。
因此,在设计钢结构厂房时,需要综合考虑各个方面的因素,确保设计方案的合理性和可行性。
大型钢结构工业厂房施工技术类重点难点分析及对策2.1厂房混凝土筏板、楼板表面平整度和密实度控制更具体措施详见“第九章筏板、楼板、格构梁、高大柱施工及平整度控制措施”。
2.2大体积混凝土施工更具体措施详见“第十章土建工程施工方案及主要施工工艺”。
2.3阵列厂房、成盒及彩膜厂房格构梁施工更具体措施详见“第九章筏板、楼板、格构梁、高大柱施工及平整度控制措施”。
更具体措施详见“第十章土建工程施工方案及主要施工工艺”。
2.5高支撑架体系施工更具体措施详见“第八章高大架体支拆及成品保护方案”。
跨距的早拆模体系,将现浇梁板跨度降为≤8m,混凝土强度达设计强度75%可直接拆除大部分模板和支撑架,加快整体拆模时间。
当现浇结构混凝土强度达到设计强度的75%时,其他部位的模板和支撑架可拆除,独立支撑组和模板块留下不拆,用作支承混凝土板荷载,待混凝土强度达到规范要求时,可全部拆除。
如下图:第一次拆除后平面示意图第一次拆除后立面示意图更具体措施详见“第八章高大架体支拆及成品保护方案”。
更具体措施详见“第十章土建工程施工方案及主要施工工艺”。
对策1、在塔吊起重能力范围内的钢构件选用单机吊装。
2、在两台塔吊抬吊能力范围内的选用两台塔吊进行抬吊,根据吊装方法设置吊耳。
对于采用抬吊方法提前计算双机起重能力,保证吊装时塔吊安全。
双机抬吊安装3、采用以上方法不能解决的钢梁包括两类:一是横轴方向钢梁采用梁顶滑移方法,对于此种吊装方法安全分析重点滑移小车及限位板和防坠板受力情况,以保证钢梁滑移时的安全;二是纵向钢梁通过合理分段使构件满足吊装要求。
滑移法安装更具体措施详见“第十一章钢结构工程施工方案”。
2.9压型钢板混凝土屋面防裂控制分析1号建筑(阵列厂房)和2号建筑(成盒及彩膜厂房)核心区屋面为压型钢板组合楼盖,平面尺寸分为340.90m×133.30m、302.10m ×133.00m。
压型钢板采用开口式DECK-75,板厚1.20mm,钢筋混凝土板厚150mm,内配双排双向φ8@200,混凝土强度等级为C30。
钢结构厂房重点难点,及解决措施钢结构厂房重点难点及解决措施在现代工业建筑中,钢结构厂房因其具有强度高、自重轻、施工速度快等优点而被广泛应用。
然而,在钢结构厂房的建设过程中,也存在着一系列的重点难点问题。
本文将对这些问题进行详细的探讨,并提出相应的解决措施。
一、钢结构厂房的重点难点(一)钢结构设计钢结构的设计是整个厂房建设的基础,其合理性直接影响到厂房的安全性、稳定性和经济性。
设计过程中需要考虑的因素众多,如厂房的使用功能、荷载情况、抗震要求、防火要求等。
同时,还需要对钢结构的构件尺寸、连接方式、节点构造等进行精确计算和设计,以确保结构的强度和稳定性。
(二)钢结构制作与加工钢结构的制作与加工质量直接关系到厂房的整体质量。
在制作过程中,需要保证钢材的材质符合要求,切割、焊接、打孔等工艺精度要高。
同时,还需要对构件进行防腐处理,以延长其使用寿命。
然而,由于钢结构构件的尺寸较大、形状复杂,制作过程中容易出现尺寸偏差、焊接缺陷、防腐层不均匀等问题。
(三)钢结构安装钢结构的安装是整个建设过程中的关键环节。
安装过程中需要保证构件的垂直度、平整度和水平度,同时要确保构件之间的连接牢固可靠。
由于钢结构厂房的跨度大、高度高,安装过程中需要使用大型起重设备,如吊车、塔吊等,这就对施工场地、起重设备的选型和操作提出了很高的要求。
此外,安装过程中还需要考虑天气因素的影响,如大风、大雨等,会给施工带来很大的困难。
(四)防火与防腐钢结构的防火和防腐性能是影响厂房使用寿命和安全性的重要因素。
由于钢材的导热系数大,在火灾发生时,钢结构容易迅速升温,导致结构强度下降甚至倒塌。
因此,需要对钢结构进行有效的防火处理,如涂刷防火涂料、安装防火板等。
同时,钢材在潮湿的环境中容易发生锈蚀,影响结构的稳定性和耐久性,所以必须采取有效的防腐措施,如涂刷防腐涂料、采用热浸镀锌等。
(五)施工安全钢结构厂房的施工过程中,存在着高空作业、起重作业、焊接作业等多种危险因素,容易发生安全事故。
钢结构设计的八大要点钢结构设计要点钢结构设计简单步骤和设计思路(一)判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
(二)结构选型与结构布置此处仅简单介绍。
详请参考相关专业书籍。
由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要。
对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。
运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。
所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
(无论结构软件如何强大,扎实的结构概念和力学分析,及可靠的手算能力,才是过硬的素质。
)钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。
结构选型时,应考虑它们不同的特点。
在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
屋面上雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。
总雪载释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。
多层钢结构工业厂房的设计与施工要点分析摘要:建筑施工技术的不断更新,越来越多的建筑企业会在工程项目中应用新型施工技术。
多层钢结构由于其自身优势,通常会被应用于工业厂房项目中。
但由于部分施工单位未能掌握正确施工方法,导致施工质量差,影响工程进度与安全性。
因此本文将结合实际案例,对多层钢结构工业厂房设计方案、施工要点进行分析,以期加强多层钢结构施工技术应用效果。
关键词:多层钢结构;工业厂房;设计要点;施工要点前言:钢结构在应用过程中可发挥极大优势,例如高荷载能力、高抗震能力、节约施工成本、缩短施工周期等。
为拓展钢结构应用范围,需对钢结构进行合理设计、严格施工,加强施工细节管理,才可确保工业厂房建设可靠性,为后期投入使用安全提供保障。
一、工程实例简介A工程项目为多层钢结构工业厂房,总建筑面积为15968.58㎡,建筑平均高度为22.31m,一层地面标高为±0.000m,层高为5.98m。
2-4层层高皆为4.2m。
其中一层于3m标高设置局部夹层。
A工程项目施工前,施工单位、设计单位、业主等工程参与方,共同对项目经济性与施工周期进行对比,结合业主提出要求,对厂房纵横方向柱距均设置为9m,钢柱材料选用H钢,钢梁材料选择成品H型钢,选用楼承板楼面作为该厂房主体楼面,同时选用成品双层压型钢板复合保温墙体作为厂房墙面。
为确保该厂房稳定性、安全性,保障其在应用过程中荷载力足够,设计师将该厂房内的钢柱数量设置30根[1],使用下桩基承台作为主要基础。
二、多层钢结构工业厂房设计要点(一)抗震性能设计要点无论是单层钢结构还是多层钢结构,设计过程中都应严格遵循安全性原则。
地震作为影响工业厂房安全性主要因素之一,设计过程中应注重提升工业厂房整体结构抗震性能。
由于本次工程项目处于地震多发地带,设计师开展抗震设计时,对场地与周边地质条件充分调查,之后结合勘察数据进行抗震设计,同时还对比参考优秀工程案例,为此次工程项目抗震性能、安全性能提供保障。
钢结构厂房毕业设计钢结构厂房毕业设计钢结构厂房是现代工业建筑中常见的一种形式。
其优势在于具有较高的强度和稳定性,能够承受较大的荷载,同时还具备较长的使用寿命。
在进行钢结构厂房的毕业设计时,需要考虑多个因素,包括结构设计、功能布局、材料选择等等。
本文将从这些方面进行探讨。
首先,结构设计是钢结构厂房毕业设计的核心。
在进行结构设计时,需要考虑到厂房的使用需求和地理条件。
一般而言,钢结构厂房采用框架结构或悬挑结构。
框架结构适用于较大的建筑面积,能够提供较大的空间,适合用于生产车间或仓库。
而悬挑结构则适用于需要较大悬挑面积的场合,如装卸区或停车场。
其次,功能布局是钢结构厂房毕业设计中需要考虑的另一个重要方面。
在进行功能布局时,需要根据厂房的使用需求和生产流程进行合理的规划。
例如,生产车间应该与仓库、办公区域等相互配合,以提高工作效率。
同时,还需要考虑到人员流动和物料流动的便捷性,以确保生产过程的顺畅进行。
另外,材料选择也是钢结构厂房毕业设计中需要重点关注的问题。
钢材是钢结构厂房的主要构件,其质量和性能直接影响到厂房的安全性和使用寿命。
在选择钢材时,需要考虑到其强度、耐腐蚀性、耐火性等因素。
同时,还需要根据地理条件和气候环境来选择合适的防腐措施,以延长钢结构厂房的使用寿命。
此外,钢结构厂房毕业设计还需要考虑到节能环保的要求。
随着环保意识的提高,建筑行业也越来越注重节能减排。
在进行设计时,可以采用一些节能措施,如利用太阳能进行供暖或照明,使用可再生材料等。
这样不仅可以减少对环境的污染,还可以降低能源消耗,提高厂房的可持续发展能力。
最后,钢结构厂房毕业设计还需要考虑到施工和维护的便捷性。
在进行设计时,需要考虑到施工过程中的施工工艺和施工设备,以确保施工的顺利进行。
同时,还需要考虑到厂房的维护和保养,以延长其使用寿命。
例如,可以合理设置通风设备和消防设备,方便日常维护和检修。
综上所述,钢结构厂房毕业设计需要从结构设计、功能布局、材料选择、节能环保和施工维护等多个方面进行综合考虑。
钢结构框架厂房设计要点学习钢结构框架厂房设计这么久,今天来说说关键要点。
我理解,钢结构框架厂房设计第一个重要的点就是结构选型。
这就好比我们盖房子选砖头,不同形状的砖头盖出来的房子稳定性不一样。
钢结构有门式刚架、框架结构等多种形式。
门式刚架比较轻盈,适合小型厂房,就像我们搭那种简易车棚,结构简单还实用。
框架结构呢相对更稳一些,大型的、有较重设备的厂房可能会用到。
我之前总是混淆这两种结构的适用范围,后来做了一些实际案例分析才弄明白,大家也可以这样去加深理解,多找些实际例子来看。
说到钢材的选择,这也很关键。
不是所有的钢材都能通用,要根据厂房的使用环境、承载能力等因素来选。
就跟挑选衣服似的,冬天有厚棉衣,夏天有薄T恤,不同的场景得选合适的。
我总结一下几种比较常见的钢材,像Q235和Q345是用得比较多的,不过它们的强度啊、性能啊都各有不同。
Q345的强度高一些,要是厂房需要承受很大的重量,可能就得选这个了,但价格相对也会高一点。
这个时候我觉得就可以多去看看一些钢材的手册或者规范,像《钢结构设计规范》这些资料真的挺有用的。
对了还有个要点,就是厂房的荷载计算。
这可真是个麻烦事儿,要考虑恒载、活载啥的。
恒载还好算一点,比如厂房自身结构的重量。
活载牵扯的东西就多了,像人员走动、设备重量,还有可能有货物堆放等。
我记得有一次算一个仓库厂房的荷载,我光想着设备很重,忘了还有可能货物不定时的大量堆放,结果算出来的数据在后来核对的时候就不对了。
然后我就知道了,算活载得考虑周全,不能只单一考虑某一种情况。
我想大家也可以做个小笔记,把常见的活载情况列一下,这样计算的时候就不容易遗漏。
接着就是连接节点设计了。
这部分感觉很复杂,因为它关乎到整个厂房结构的整体性。
我理解连接节点就相当于人的关节一样,关节要是不健康,这个人活动就不方便,厂房也同理。
焊接、螺栓连接这些方式各有优缺点。
焊接连接比较牢固,但是后期要是要修改或者检查就比较麻烦。
多高层工业厂房结构设计要点分析摘要:随着经济的不断发展,我国的工业产能也得到了显著提高,成为维持社会稳定运转的重要因素。
现阶段,工业厂房的建设数量不断增加,多高层工业厂房具有跨度大、荷载大的特点,在设计过程中应注意到与一般民用建筑的不同之处。
为保障工业厂房在后期使用过程中的安全性和稳定性,本文针对多高层工业厂房钢结构设计相关内容展开分析与研究,阐述了钢结构设计中应关注的要点,以期为相关设计人员提供参考。
关键词:工业厂房;钢结构;设计要点工业厂房不但是保证工业生产质量的重要区域,还是关系着人们生产生活安全的重要场所,因此,工业厂房建设是我国工业生产及管理工作中的重点内容。
长期以来,由于受到设计与制造技术等方面的影响,工业厂房的形式、功能较为单一,这些工业建筑已经不能满足工业生产的需求。
多高层工业厂房的出现不仅有效解决了国内工业用地紧张的问题,而且多高层厂房具有开洞多、跨度大、承压能力强的优势。
在进行设计的过程中,要应用到各种新型的设计理念,同时根据工业厂房建筑的实际情况制订设计方案,只有这样才能不断提高工业厂房的质量和安全性能。
1多高层工业厂房的概述1.1空间利用效率高在工业厂房的结构设计中,运用钢结构进行设计,在空间利用效率上也具备着较为突出的价值和优势,因为工业厂房采用钢结构进行拼装和搭接的话,其自身所占用的空间明显要小于其他一些结构设计类型,并且因为这种钢结构工业厂房设计的可变性比较高,所以其对于空间的构建也就可以多样化,进而提升了工业厂房后期使用中的空间利用效率。
除了上述钢结构在工业厂房结构设计中的一些优势之外,其存在的缺点也是比较明显的,比如因为这种钢结构材料的使用,其在防腐蚀性以及防火性等方面确实存在着一定的不足和缺陷,这些缺陷也就需要在具体的工业厂房设计过程中加强关注,切实提升钢结构的应用价值。
1.2基本特征对于厂房的平面结构以及柱网布置而言,能够满足不同生产工艺的要求。
多高层工业厂房在平面结构布局方面具有不规整的特点,柱网布置也不规则,对于布梁的整齐性也没有过高要求。
钢结构工业厂房设计要点分析发表时间:2019-09-03T13:38:33.120Z 来源:《河南电力》2019年1期作者:王晓明[导读] 钢结构工业厂房的广泛采用,使其在规模、高度、横向跨度和建造难度上都不断刷新着一项项新记录,极大地增强了我国工业厂房的建设能力。
王晓明(身份证号码:622 627 1985 0129 xxxx)摘要:我国工业化进程在近些年取得了快速发展和显著成就,工业厂房作为重要的生产场所和生产要素,其在设计理念、制造工艺和安装技术方面也都取得了长足进步。
钢结构工业厂房具有高稳定性、高性价比和可持续利用的建筑及材料特点,这不仅提升了工业厂房的质量和环保品质,增加了工业厂房的功能性,同时还降低了建设成本和后续的改进成本,为满足日益复杂的功能性需求、越来越严格的质量环保标准及安全性要求提供了有利条件。
钢结构工业厂房的广泛采用,使其在规模、高度、横向跨度和建造难度上都不断刷新着一项项新记录,极大地增强了我国工业厂房的建设能力。
关键词:工业厂房;钢结构设计;具体应用引言随着我国工业化进程不断加快,钢结构厂房建设应用范围逐步扩大,因此优化设计理念、增强钢结构厂房的安全实用性和节能环保性就成为十分必要的事项。
布局合理,带有前瞻性眼光的设计方案是良好的设计前提,方案具体的实施和执行要依靠结构工程师扎实的专业知识和丰富的工程经验来完成,一个成功的钢结构厂房项目设计,需要优秀的方案和精良的具体设计,二者缺一不可。
本文主要结合某公司钢结构生产车间厂房案例,对钢结构厂房设计要点进行如下分析:钢结构厂房的工艺设计、荷载设计、抗震设计、整体分析计算及优化、加强防火设计和防腐设计等,明确各项设计节点的特点,全面提升项目建设质量,为企业生产发展提供稳定场所。
1钢结构工业厂房的相关特点1.1 钢结构重量轻相比钢筋混凝土等常见的工业厂房建筑材料来说,具备同等承载能力的钢结构自重占比要少许多,构件截面也小,运输成本低,安装方便快捷且对环境友好无污染,同等建筑面积而所得净空间较大,并且还可以降低对地基承载力的要求,从而降低工程造价。
钢材由于其本身的强度较高,延性、韧性和塑性都很好,钢结构构件适合在车间预制加工,精度高,质量好,大批量生产时也易于控制并保证质量好。
在厂房的安装过程中,钢构件从生产车间运至安装工地,只需通过螺栓和焊接的方式按照施工图纸搭建连接,较为简单灵活。
钢结构可适用于开间跨度更大的结构,这是其十分重要的优势,比混凝土的开间要大上60%左右,大大满足了工业厂房设计的大跨度性趋势。
1.2节能环保在建造工业厂房过程中,钢结构的制造和安装不会对周边生活环境带来很大的影响,同时钢材还可以重复的进行利用。
而钢筋混凝土结构的情形就大大不一样了,其由钢筋和水泥砂浆共同组成,需要借助大型工程机械大量的工地浇筑和振动机振捣密实,施工噪声大,材料回收利用率特别低,对环境造成污染,对资源造成浪费,增加了经济成本。
1.3防火性差钢结构有一定的耐热性却不防火,当温度到达450℃~650℃时,强度下降极快,在600℃时已不能承重,只有在200℃以下时钢材的性质变化不大。
《钢结构设计标准》GB50017-2017规定,钢结构受热高于100℃时,应进行结构温度作用验算,根据不同情况采取措施。
因此,必须重视钢结构厂房的防火以及对温度的控制,要清晰厂房内生产工艺环节中易燃性物料的贮存、投料及成品等各环节的运送流程,合理规划厂房空间布置情况,并做好钢结构的耐热耐火涂层和热辐射屏蔽的防护工作,防止火灾的发生造成生命和财产的损失。
1.4耐腐蚀性差钢材的耐腐蚀性较差,钢结构厂房建筑需采取严格有效的防腐措施,在高腐蚀性环境中使用的钢结构,必须对其作定期检查和维护。
因此,钢结构的维护费用高于钢筋混凝土结构。
2钢结构工业厂房设计的原则2.1 整体布局工业厂房选址和规划是十分关键的问题,应尽可能使厂房选在合理的区位。
好的选址规划必须考虑原材料和产品的运输传送快捷经济,考虑动力和能源的有效供应,考虑供水和排污的合理规划,考虑自然采光和自然通风占比最大化等,必须将各方便利弊综合权衡,找到最优化的整体解决方案和整体布局设计,使资源合理分配,高效利用,实现绿色环保的可持续效益。
2.2 内部结构内部结构设计时要遵循整体布局方案设计,进行内部空间的合理划分,使各个生产环节有足够的空间保障,实现功能合理且工艺协调性良好。
现阶段我国钢结构工业厂房建设布局不合理的现象时常发生,在设计建造过程中没有做到空间比例协调,将厂房空间随意划分,利用很不合理,出现厂房资源的错配和浪费。
2.3 成本造价成本造价问题不论在传统的砖混结构、钢筋混凝土结构,还是钢结构的工业厂房设计,都是极其重要的,是直接影响建造企业投资决策的重要因素。
钢结构设计人员首先应努力做好投标报价阶段的设计工作,考虑方案要尽可能依据企业生产工艺的要求,将结构的布置方案考虑得更加周全细致,详细评估厂房结构各主要材料的最大最小用量,并对材料的现行市场价格进行调研判断其浮动趋势。
其次要注重设计过程中用钢量的合理控制,做到结构的安全性和经济性兼优。
3钢结构工业厂房的设计应用3.1 应用项目案例概述某公司钢结构生产车间厂房,建筑面积15288m2,长度196m,宽度78m,厂房结构采用门式钢架体系(24m+30m+24m),柱距7.5m,建筑檐口高度为12.4m。
厂房车间内设吊车:24m 跨 5t 梁式吊车 4 台,16t 梁式吊车 1 台,30m 跨 10t 梁式吊车 3 台,20t 梁式吊车 1 台。
依据厂房设计要求,结合施工现场环境,采用3维设计软件进行钢架设计。
3.2 工艺设计与荷载设计钢结构厂房是为工业生产活动提供相应的场所而设计建造,钢结构厂房要和各个生产模块有效协调,墙体厚度和高度要能适应工艺设计指标要求,确保生产活动的安全有序进行。
在钢结构布置形式中,可以采用平面桁架、网架、门式钢架等形式,设计人员要按照车间生产工艺及建造要求进行全面考虑,选择最佳的结构形式,使其满足生产工艺功能性和厂房整体性能要求。
荷载设计极其重要,需结合生产的工艺要求、建造场地的气候气象条件、地质条件等,计算选取合理的各项特征参数、组合系数和分项系数等。
合理的荷载设计将为结构计算分析和连接节点细部设计提供安全性和经济性的判断依据,提升了钢结构设计的量化精确性。
3.3 抗震设计钢结构工业厂房设计时抗震性能设计至关重要。
如果厂房建设区域处于地震频发带,对抗震性能设计必须给予足够的重视,确保结构安全性。
在设计过程中,要对钢结构体系的布置首先进行抗震性能的概念性设计,增加主要杆件的安全性冗余度,增加抗侧力杆系等。
其次,“强柱弱梁”设计思路,“强节点弱杆件”设计思路等,都能增强结构传递水平侧向力的能力。
另外,钢结构厂房屋架与钢柱、屋面板与屋架连接牢固,节点处理合理,避免结构节点连接问题导致事故的发生;对柱子长细比、墙体高宽比按照抗震等级进行控制;在必要的时候应用减震阻尼器等,这些都是提升工业厂房抗震性能的有效途径。
3.4 结构计算和节点设计目前的钢结构计算,设计人员基本上都是采用3维软件进行结构受力计算和分析,将规范校核后的应力比作为施工设计阶段的设计指标。
钢结构设计规范要求,至少要用2款不同的计算软件建模分析,并对计算结果进行对比,选取最佳截面,从而对工程成本在设计阶段进行有效控制。
在构件连接节点设计过程中,要涉及到净截面等结构参数对构件承载力的影响,还要根据结构主要荷载类型、工作环境、制造和安装的难易程度、空间位置及后期维护的成本等因素,选取合理的连接方式,这就要求设计人员综合权衡利弊,合理取舍,选择最安全经济的连接节点形式。
3.5 防腐设计钢结构工业厂房长时间暴露在复杂变化的大气环境中,会受到不同程度腐蚀与氧化作用。
当环境温热潮湿时,会加速钢结构氧化反应,导致钢结构腐蚀性更加明显。
钢结构腐蚀之后,局部会出现不同程度的锈迹,构件有效截面会变小,导致钢结构主要受力位置应力过大,对结构强度和稳定性产生不利的影响,降低了结构的安全性能。
因此设计人员在设计阶段急用应该对厂房环境的重要影响要素进行细致分析,制定合理的防腐设计方案,提升结构的抗腐蚀性。
为钢结构选取科学有效的防腐涂料,制定合理的涂刷工序,规定好合适的油漆干膜厚度,确保外部环境中的腐蚀介质不会直接接触到钢构件钢材,对结构起到有效保护作用。
3.6 防火设计在工业厂房设计中,钢结构与混凝土结构相比,更容易受到温度变化的影响,防火性能不强,因此需强化钢结构的防火隔热设计。
在具体设计过程中,设计人员要对厂房火灾类型进行合理划分,制定防火等级,避免火灾隐患对结构稳定性产生较大影响,强化防火性能。
在设计阶段要明确规定结构的耐火极限,选择合适的防火材料和措施。
设计人员要优化火灾预防控制操作,对设计质量进行有效控制,比如对火灾逃离出口进行合理布置,能够及时疏散人员,降低火灾事故发生概率。
另外,要考虑防火涂料和防腐涂料间化学及物理性能的相互匹配性。
结束语在现阶段,钢结构工业厂房设计中还存在着不少不合理之处,厂房的功能性不能很好地满足实际生产工艺的改进性需求,导致建成后厂房的经济效益潜力未能充分发挥出来,造成不必要的改建和重建,增加重复建设成本。
因此,在厂房的建造设计中,就必须加强对工业厂房实际需求的细致分析,在满足生产工艺当前各方面需求的前提下,适当考虑生产工艺未来5至10年的改进趋势,对工业厂房钢结构体系的主要结构适当做出前瞻性的优化,为以后轻微的改造预留些许空间余量,最终才能够获得更加科学合理的钢结构工业厂房系统。
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