随着绿色环保理念的逐步推进,低能耗、高效率的新型环保材料迅速占领家居建材市场,钢结构厂房的使用也越来越普遍,尤其是在厂房建筑中。为了更好地保证其有效性,钢结构建筑厂房的设计应根据具体要求,不断完善工业厂房钢结构方案,从而提高钢结构厂房的安全性和可靠性。基于此,本文探讨了钢结构厂房的优势和设计特点,并对钢结构厂房设计的要点进行了探讨和分析。
钢结构厂房设计有哪些优势和特点?
1、钢结构厂房立面设计要点分析
钢结构厂房立面设计有四个基本特点,即尺度、轮廓、色彩、变化。与混凝土结构工业厂房相比,轮廓是轻钢结构建筑类型最显著的特点。传统的混凝土结构工业厂房由于平屋顶采光效果不理想,一般会设计大量的采光窗,而大量的采光窗会破坏墙体的轮廓造型,而钢结构厂房则不会受此影响。轻钢结构平屋顶大量采用平屋顶采光瓦,不仅采光均匀,而且不会破坏墙体的轮廓造型,实用又美观,目前特别适用于连栋工业厂房,同时也解决了工业厂房的通风问题。钢结构厂房的立面设计主要由工艺布置决定,立面要求简洁、大气,同时简洁统一凸显主题。
2、钢结构厂房格构柱设计方案分析
格构柱是利用连接件将槽钢肢连接起来形成统一整体的一种柱,在格构柱的整体图中,无论是弯矩还是荷载都转化为纵向荷载,这些纵向荷载主要作用在格构柱上,格构柱的各分支承受主要部分剪应力,而剪应力则分布到拉杆或拉板上,由它们承受。格构柱的计算方法有着独特的特点,表现在:格构柱绕虚拟轴的长细比采用长细比计算法;绕虚拟轴弯曲的轴向受力格构柱,必须在弯矩作用平面内进行整体稳定计算;格构柱分支的稳定计算按各分支最不利荷载进行,并进行单肢稳定计算;格构柱的计算还必须包括拉杆; 格构柱特殊连接点的设计也包括在总体计算、分项设计等中。
钢结构厂房设计有哪些优势和特点?
3、钢结构厂房顶部水平框架设计方案分析
1.钢结构厂房承载力管理系统
钢结构厂房的组成主要有模板支撑系统、框架结构管理系统、框架结构管理系统、屋盖结构管理系统等。
模板支撑体系主要由柱支撑和屋面支撑两方面组成,模板支撑体系的作用是将水平和垂直平面框架连接起来,使各部分成为统一的整体空间布局,相互联系、影响和协调,以保证钢结构厂房的稳定性和刚度。
为了保证工业厂房内正常、安全的工作环境,框架结构管理系统通过筏板基础、墙梁、墙体、抗风柱等形成承受和传递围护结构墙体重量的风荷载,将风荷载作用在墙体上。
框架结构管理系统由横平面框架和纵平面框架组成。横平面框架作为钢结构厂房的基本承重结构,意义重大,由基础、钢屋架、横柱排组成。在建立平屋面梁与柱顶连接时,可采用刚接或固定连接,柱段与基础的连接大多只能采用刚接方式。纵平面框架的构件比横平面框架复杂得多,其构件包括纵柱排、基础、连接梁、柱支撑、固定托架、吊车梁等,主要承受纵向风荷载、纵向温度应力、纵向地震灾害相互作用力及吊车纵向水平体系推动力等,对钢结构厂房的功能来说也是不可缺少的。
屋架结构管理系统包含了钢结构工厂屋顶所需的一切,如屋面、屋架支撑、天沟板、固定支架、钢檩条、平屋梁等。
2.钢结构厂房水平平面框架荷载
钢结构厂房设计应遵循基本计算方法,以水平面框架和垂直面框架构成的整体空间布局作为计算目标。但这种计算方法相对复杂,工作量极大。因此,在实际计算工作中,一般将水平面框架所承受的荷载和垂直面框架所承受的荷载分开计算。这种计算方法的工作量相对较小,得出的结果与实际数据更加一致。
钢结构厂房设计有哪些优势和特点?
水平平面框架在钢结构厂房中的工作方式是:它承担着工业厂房内部所有的水平和纵向荷载。钢结构厂房的基本模数由水平平面框架设计确定,然后通过吊车梁等各种预制构件将水平平面框架相互连接,形成三维空间结构,以保证工业厂房框架的纵向弯曲刚度满足钢结构厂房的荷载要求。在钢结构厂房水平框架的设计方法中,对于水平框架的荷载计算只包括水平平面的承载力,没有考虑纵向风荷载。但在实际工作中,纵向支撑的设计只考虑纵向风荷载。但实际上,水平结构框架在承受水平风荷载的同时,纵向风荷载也会对其产生影响。因此,在钢结构厂房水平平面框架的设计中,还应包括纵向风荷载引起的平面外弯矩。
3、温度变形缝设计要点分析
温度会引起钢结构厂房的变形和结构中产生温度应力。当工业厂房的总面积足够大,温度应力足够大时,钢结构厂房就会发生较大的变形,造成风险。为了防止这样的风险,工业厂房需要设置温度变形缝。温度变形缝的设置方式有两种:一种是水平温度缝设置,一种是垂直温度缝设置,选择设置哪种方式取决于厂房的实际设计。温度缝的设置将工业厂房划分为若干个温度段,由钢结构标准确定每个温度段的长度。解决温度变形缝的方法有两种钢结构温度缝,即单柱设置法和悬臂设置法,一般选择前者。若设置纵向温度变形缝,可在钢屋架橡胶支座处设置倾斜橡胶支座。若设置横向温度变形缝,可在框架梁与钢檩条交接处采用钢直夹板拖拉法或椭圆孔拖拉法。
总的来说,钢结构厂房的有效设计关系到其质量以及建成之后的实际使用效果,对厂房的安全使用起着至关重要的作用。因此在钢结构厂房设计过程中钢结构温度缝,应该对项目进行全面的分析,确保钢结构厂房的安全使用。