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多层轻钢结构厂房的设计与应用分析

编辑:曾长生 来源:中国知网 时间:2017-09-01 10:05:31 次数:

多层轻钢结构厂房在实际应用中会出现钢结构腐蚀、漏水等现象,因此必须加强多层轻钢结构厂房设计水平。设计时,设计人员要认真分析多层轻钢结构厂房的特点、结构布置合理设计和施工,以提高厂房质量。

  与钢筋混凝土厂房相比,多层轻钢结构厂房的用钢量少、自重轻、抗震性能强、施工简单。多层轻钢结构厂房集设计、制造和施工为一体,施工速度快,节能效果显著。

    钢结构是一种绿色环保材料,建筑结构使用螺栓连接,不会产生噪声和建筑垃圾。因此,在工业厂房中广泛应用。

多层轻钢结构厂房

1多层轻钢结构工业厂房的特点

1.1采用轻型围护结构

    多层轻钢结构采用带有彩色涂层的压型钢板和夹芯金属板,保温隔热效果好,外形美观,已经完全取代传统的多层厂房砌体围护墙体。轻型围护结构是多层轻钢结构厂房中的主要围护材料,这种材料能降低钢结构厂房的自重和承载力。

1.2层高与柱网尺寸大

    与一般的民用高层建筑相比,多层轻钢结构高度在4-8 m,所以一个4层的厂房可能就相当于民用建筑的8层。多层轻钢结构厂房内部空间大,柱距一般为6-12 m,有时候甚至高达18 m

1.3施工周期短

    与传统的混凝土厂房相比,多层轻钢结构厂房设计、生产、施工一体化,现场不需要进行焊接,所以极大地提高了施工效率,施工周期短,资金流动速度快。


2多层轻钢结构厂房的结构布置

2.,柱网布置

    传统建筑工程的柱距模数一般为3 m ,6 m ,9m,12 m等。但是多层轻钢结构厂房钢架的,柱距模数为4.5 m,7.5 m,9 m,12 m等。钢架的跨度贝可根据厂房的实际情况设置。


2.2结构体系

    多层轻钢结构厂房一般采用弓形或者箱形柱的空间框架,构件大多数都是钢板焊接,这种结构体系的侧向刚度小,需要设置侧向支撑。或者根据电梯井的布置,采用框架抗剪析架结构或者框架钢混剪力墙结构,这种结构能够对建筑水平位移进行控制。比如,某电子装配厂为多层钢结构厂房,厂房长84 m,宽28 m,建筑总面积为10782,厂房平面图形为矩形。该建筑主体部分一共有4层,局部6层,首层层高7m,二层层高为6 m,三层层高为5.1m,四层层高为5m。该厂房的主承重结构为三跨工形截面钢框架结构。


2.3结构楼板的选用

多层轻钢结构厂房的楼板必须具备一定的刚度、承载力。常用的形式有压型钢板组合楼盖和预制板叠层组合楼盖。压型钢板组合楼盖是在钢梁上铺设压型钢板,然后在钢板上浇筑厚度为100150mm的钢筋混凝土。钢梁和压型钢板用螺栓连接。所以在设计的时候,要考虑到钢梁和楼板的组合方式,这样能降低钢梁的用钢量,提高楼层净高。预制板叠层组合楼盖贝{J是在钢梁上铺设预应力钢筋混凝土薄板,然后在薄板上浇筑厚度为100150 mm的钢筋混凝土。这种结构省去了压型钢板,降低了钢材的用量,因此有利于降低整个厂房的造价


3多层轻钢结构工业厂房的设计与施工

3.,图纸设计的重要性

    多层轻钢结构工业厂房设计图纸是厂房施工的前提和基础。在设计过程中,首先,结合施工场地的自然环境、地形地貌、水文条件、天气等因素,制订科学的施工方案。其次,在设计过程中,要考虑钢结构材料的运输、使用刚度、强度和稳定性能否满足厂房的施工要求,并做好防腐蚀和防火等措施。在设计图纸中,还要对钢结构的型号、连接件的型号、材料使用年限等进行说明,这样才能确保多层轻钢结构厂房的适用年限。最后,为了确保厂房的设计图纸符合厂家的生产要求,图纸设计好以后,还要进行图纸会审。设计单位联合建设单位、生产厂家对图纸进行会审。生产厂家结合生产的特点,及时调整设计图纸,确保设计图纸的最优化,减少施工过程的设计变更,从而有效控制厂房施工成本。多层轻钢结构工业厂房设计过程中,还要根据制作环节和安装环节编制工程施工组织设计方案,包括厂房制作各个子项目的工艺要求和技术要求,从而确保各个环节符合设计要求。


3.2对多层轻钢结构厂房的抗震性设计

    我国是一个地震活动频繁的国家,地震活动会造成建筑出现倒塌、塌陷、建筑结构断裂等现象。工业厂房人群密集,如果厂房出现质量问题,一旦发生地震,可能造成大量人员伤亡。因此,必须做好工业厂房抗震设计。抗震设计主要从以下几个方面考虑:第一,按照厂房结构的质量和刚度总体布置,确保厂房各个部分受力均匀,以免钢结构受力不均匀影响结构的抗震效果。厂房横向结构可以使用钢架或者梁柱框架,以减少建筑横向变形。第二,多层轻钢结构厂房杆件强度不足往往是由于杆件失稳造成的,所以必须合理布置钢结构的支撑系统,确保钢结构厂房整体框架的稳定性。第三,提高钢结构薄弱环节的抗震性能。地震发生时,厂房钢结构薄弱环节首先受到地震波的冲击,发生变形、断裂等现象。所以在设计的时候,要适当提高薄弱环节钢结构的延性、刚性,减少地震作用对建筑的扭转作用和侧向位移力。


3.3多层轻钢结构工业厂房防腐、防火设计

    钢结构由纯铁、碳以及其他杂质构成,其中纯铁占99%。钢结构长期裸露在空气中,很容易受到自然环境下的雨水、空气等的腐蚀,很容易生锈,从而影响到钢结构的使用寿命。因此,必须对钢结构进行防腐蚀处理,防腐处理可以采用涂装方式,涂防锈底漆和面漆。钢结构室内的防腐蚀涂层一般厚度在100 um,室外的钢结构材料涂抹厚度在150200 um。如果厂房处于强酸环境中,则使用专用的防酸漆,降低酸性物质对钢结构的腐蚀。按照国家建筑行业的相关规定,钢结构材料的表面防腐蚀的等级为A,B,C,D。在设计过程中,根据工业厂房的实际需求确定防腐蚀等级。

    钢结构厂房的防火性能差,当钢材温度在100℃以上,钢材的抗拉力强度降低,塑性提高;温度达到250℃,钢材抗拉强度稍微提高,塑性降低,会出现蓝脆现象;温度超过了250℃,钢材会出现徐变;温度超过500℃,钢材强度降到最低,钢结构很容易出现坍塌现象。因此,钢结构超过150℃时,要作防火处理,可以在钢结构上涂抹耐热涂料。

多层钢结构工业厂房

3.4多层轻钢结构厂房施工时对轻钢屋面的保护措施

    多层轻钢结构厂房施工过程中,可能会造成屋面漏水、漏雨现象。因此要做好屋面的防水措施。首先,确定房屋的坡度,屋面檀条高度设计为最高高度,避免屋面不均匀出现下挠。其次,作好屋面结构细节处理。泛水板与彩色压型钢板使用塔接方式连接,塔接部分设置堵头和挡水板。施工时,钢板向上翘300,可以防止屋面漏水。外天沟一端用墙板支撑,另外一端贝{J用槽型件支撑,确保天沟的深度、两端作好溢水处理。


4小结

    随着建筑行业的发展,多层轻钢结构厂房应用越来越多。但是在设计的时候,一定要结合厂房的实际情况和钢结构的特点,作好多层轻钢结构厂房的防腐蚀、防火处理,确保多层轻钢结构厂房的施工质量。

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