隨著低碳環(huán)保理念的深入,低能耗、高效率的新型環(huán)保材料迅速占領建材市場,鋼結構的應用越來越廣泛,尤其是在工業(yè)廠房。為了保證其有效性,鋼結構工程廠房的設計應根據(jù)實際需要不斷優(yōu)化,以提高鋼結構廠房的安全性和穩(wěn)定性?;诖?,本文闡述了寧夏鋼結構廠房的優(yōu)勢和設計特點,探討分析了鋼結構廠房的設計要點。
一、鋼結構廠房立面設計要點分析
鋼結構廠房立面設計的四個基本特征是規(guī)模、線條、顏色和變化。與鋼構廠房與鋼筋混凝土廠房相比,線條是體現(xiàn)輕鋼結構建筑風格獨特的特點。傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構廠房由于屋的鋼筋混凝土結構廠房通常設計大量的采光窗,而大量的采光窗會破壞墻面的線條形狀,鋼結構廠房不會受到困擾。輕鋼結構屋頂廣泛采用屋頂采光板,不僅采光均勻,而且不會破壞墻面的線條造型,實用美觀。目前非常適合聯(lián)合廠房,順便解決了廠房的通風問題。鋼結構廠房的立面設計主要由工藝布局決定,立面要求簡潔宏偉,同時突出重點簡單統(tǒng)一。
二、鋼結構廠房的格構柱設計分析
格構柱是利用連接裝置拼接型鋼分肢,形成統(tǒng)一整體的柱形。在格構柱的整體界面上,彎矩和軸力都轉化為垂直軸力,主要作用于格構柱,主力由格構柱的分支承擔。剪力分散在裝飾條或裝飾板上,由它們承擔。格構柱的計算方法具有獨特的特點,主要表現(xiàn)在:格構柱繞虛軸的長細比采用換算長細比的方法;圍繞虛軸彎曲的偏心壓力格構柱需要在彎矩作用平面內(nèi)進行整體穩(wěn)定性驗算;格構柱的分支穩(wěn)定性驗算應根據(jù)每個分支的不利軸力進行單肢穩(wěn)定性驗算;格構柱的計算還需要包括裝飾;格構柱的設計還包括整體計算和局部設計。
三、鋼結構廠房頂部橫向框架設計分析
1、鋼結構廠房受力體系
鋼結構廠房主要由支撐體系、圍護結構體系、框架結構體系和屋頂結構體系組成。
支撐系統(tǒng)主要由柱間支撐和屋頂支撐組成。支撐系統(tǒng)的作用是將橫向和縱向平面框架連接起來,使各部分成為統(tǒng)一的整體空間結構,相互連接、相互作用、協(xié)同工作,從而保證鋼結構廠房的穩(wěn)定性和剛度。
為了保證廠房正常安全的生產(chǎn)環(huán)境,圍護結構體系通過基礎梁、墻梁、外墻、抗風柱等組成風荷載,承受和傳遞圍護墻的重量,風荷載作用于墻體。
框架結構系統(tǒng)由橫向平面和縱向平面框架組成。橫平面框架作為鋼結構廠房的基本承重結構,具有重要意義,由基礎、屋架和橫柱組成。在建構屋面梁和柱頂之間的連接時,可以采用剛接或者鉸接的形式。大多數(shù)柱段與基礎的連接只能采用剛性連接的形式??v向平面框架的組成要比橫向平面框架復雜得多,包括縱向柱、基礎、連接梁、柱間支撐、支架、起重機梁等,主要承受縱向風荷載、縱向溫度應力、縱向地震力和起重機縱向水平制動力等。對寧夏鋼結構廠房的作用也是必不可少的。
屋蓋結構體系包括鋼結構廠房屋頂所需的一切,如屋面板、屋面支撐、天溝板、支架、檁條、屋面梁等。
2、鋼結構廠房橫向平面框架荷載
根據(jù)傳統(tǒng)的計算方法,鋼結構廠房的設計應以橫向平面框架和縱向平面框架構建的整體空間結構為計算對象,但這種計算方法復雜,工作量巨大。因此,在實際計算工作中,橫向平面框架承受的荷載和縱向平面框架承受的荷載通常分別計算。這種計算方法的工作量相對較小,結果與實際數(shù)據(jù)一致。
橫向平面框架在鋼結構廠房中起著這樣的作用:承受廠房內(nèi)所有的橫向和縱向荷載,通過橫向和水平框架設計確定鋼結構廠房的基本單元,然后通過吊車梁等各種構件連接橫向和水平框架,使其成為三維空間結構,從而保證廠房骨架的縱向剛度符合鋼結構廠房的承載要求。在鋼結構廠房橫向框架的設計方法中,橫向框架的荷載計算僅包括橫向平面的承載力,不考慮縱向風荷載。但在實際工作中,縱向風荷載只考慮在縱向支撐的設計中,但事實上,橫向結構的框架也會受到橫向風荷載的影響。因此,在鋼結構廠房的橫向平面框架設計中,還應增加縱向風荷載引起的平面外彎矩。
3、溫度伸縮縫設計要點分析
溫度會導致鋼結構廠房變形,使結構產(chǎn)生溫度應力。當廠房面積足夠大,溫度應力足夠大時,鋼結構廠房會有很大的變形和危險。為了避免這種危險,有必要在廠房內(nèi)設置溫度伸縮縫。溫度伸縮縫有兩種:一種是橫向設置溫度縫,另一種是縱向設置溫度縫。選擇哪種設置取決于具體的工廠設計。溫度縫的設置就把廠房分為了若干個溫度區(qū)段,鋼結構設計規(guī)范則決定了每個溫度區(qū)段的長度。溫度伸縮縫的處理方法有兩種,即雙柱設置法和單柱設置法,一般選擇前者進行處理。如果設置縱向溫度伸縮縫,可以在框架支架處設置滾動支架。如果設置橫向溫度伸縮縫,可以在框架梁與檁條的連接處滑動槽鋼夾板或橢圓孔。
綜上所述,寧夏鋼結構廠房的合理設計關系到其質(zhì)量和建成后的應用效果,在工業(yè)廠房的安全應用中發(fā)揮著重要作用。因此,在鋼結構廠房的設計過程中,應對項目進行全面的分析,以確保鋼結構廠房的安全應用。