鋼結(jié)構(gòu)拱形屋頂設(shè)計(jì)的五大重點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開(kāi)詳細(xì)的圖紙,施工隊(duì)必須依照?qǐng)D紙進(jìn)行施工。除了設(shè)計(jì)院出具的常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)圖紙外,簡(jiǎn)易的鋼結(jié)構(gòu)車棚等小型工程也常需專業(yè)設(shè)計(jì)。在鋼結(jié)構(gòu)拱形屋頂廠房的設(shè)計(jì)中,有五個(gè)重點(diǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注,直接影響工程的安全、經(jīng)濟(jì)和美觀。
鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的重要作用
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的角色,無(wú)論在工業(yè)還是民用建筑中,鋼結(jié)構(gòu)以其優(yōu)越的特性迅速占領(lǐng)越來(lái)越廣闊的市場(chǎng)。在拱形屋頂設(shè)計(jì)中,需要充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)規(guī)避其不足,才能更好地應(yīng)用這一材料。
設(shè)計(jì)五大重點(diǎn)
1. 保溫隔熱與防火設(shè)計(jì)
鋼材具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)(50W/m·℃),這是其重要特性。在受熱條件下,鋼材強(qiáng)度會(huì)隨溫度變化:
- 溫度達(dá)到100°C以上時(shí),抗拉強(qiáng)度下降,塑性增大
- 溫度達(dá)到250°C時(shí),抗拉強(qiáng)度略有上升,但塑性下降,出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象
- 溫度達(dá)到500°C時(shí),鋼材強(qiáng)度降至很低,會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)坍塌
因此,當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境溫度達(dá)到150°C以上時(shí),必須進(jìn)行隔熱防火設(shè)計(jì),以保證結(jié)構(gòu)的安全性。
2. 屋蓋支撐系統(tǒng)與屋面設(shè)計(jì)
屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應(yīng)根據(jù)以下條件決定:
- 拱形屋頂廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置
- 屋蓋結(jié)構(gòu)方式
- 吊車噸位
- 所在區(qū)域的抗震設(shè)防烈度
一般情況下,無(wú)論有梁或無(wú)梁系統(tǒng)的屋蓋結(jié)構(gòu),都應(yīng)設(shè)置豎直支撐。對(duì)于屋架間距不小于12m的廠房,或廠房?jī)?nèi)設(shè)有特重級(jí)橋式吊車、有較大振動(dòng)設(shè)備的,均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。
屋面做法主要有兩種:
- 剛性屋面:雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉
- 復(fù)合柔性屋面:由屋面彩鋼板內(nèi)板、隔氣層、保溫層、卷材防水層組成
3. 溫度伸縮縫的設(shè)置
溫度變化會(huì)引起鋼結(jié)構(gòu)廠房的變形,產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)廠房平面尺寸較大時(shí),為防止過(guò)大的溫度應(yīng)力,應(yīng)在廠房縱橫兩個(gè)方向設(shè)置溫度伸縮縫。
- 伸縮縫間距可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)尺度規(guī)范執(zhí)行
- 溫度伸縮縫一般采用設(shè)置雙柱的方法處理
- 對(duì)縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設(shè)置滾動(dòng)支座
4. 防銹處理
鋼結(jié)構(gòu)拱形屋頂表面直接暴露在大氣中就會(huì)受腐蝕。當(dāng)空氣中有腐蝕性介質(zhì)或鋼結(jié)構(gòu)處在潮濕環(huán)境中時(shí),銹蝕會(huì)更加明顯和嚴(yán)重。
銹蝕的危害:
- 使構(gòu)件截面減小
- 使鋼構(gòu)件表層產(chǎn)生銹坑
- 引起應(yīng)力集中現(xiàn)象,使結(jié)構(gòu)過(guò)早損壞
防腐措施需在以下方面采?。?/strong>
- 總體布置
- 工藝布置
- 材料選擇
防腐涂裝標(biāo)準(zhǔn):
- 室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在自然大氣作用下:涂層厚度100μm,底漆兩道,面漆兩道
- 露天鋼結(jié)構(gòu)或工業(yè)大氣環(huán)境:漆膜總厚度150-200μm
- 酸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu):使用氯磺化防酸漆
- 鋼柱柱腳地下部分:用不低于C20的混凝土包裹,保護(hù)層厚度不小于50mm
5. 立面設(shè)計(jì)
輕鋼結(jié)構(gòu)拱形屋頂建筑的立面設(shè)計(jì)需要把握以下特征:
- 規(guī)模:廠房整體的尺度感
- 線條:結(jié)構(gòu)線條的流暢性
- 顏色:彩色壓型鋼板的色彩搭配
- 變化:立面的豐富性和層次感
鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面主要由工藝布置決定,在滿足工藝要求的前提下,力求立面簡(jiǎn)潔宏大,且節(jié)點(diǎn)盡量簡(jiǎn)單統(tǒng)一。彩色壓型鋼板使輕鋼廠房的建筑表現(xiàn)出輕盈體形和豐富色彩,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的沉重單調(diào)。
設(shè)計(jì)中常采用跳躍性顏色和冷色調(diào),重點(diǎn)突出主要出入口、外天溝、收邊泛水等部位,既體現(xiàn)了現(xiàn)代化廠房的宏大氣勢(shì),又豐富了立面效果。
設(shè)計(jì)原則總結(jié)
鋼結(jié)構(gòu)拱形屋頂廠房的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)其特性進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確保設(shè)計(jì)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理且美觀大方。江蘇杰達(dá)鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司在設(shè)計(jì)中充分考慮這五個(gè)重點(diǎn),結(jié)合拱形屋頂?shù)莫?dú)特優(yōu)勢(shì),為客戶提供科學(xué)可行的設(shè)計(jì)方案。