摘要:介绍了轻型钢结构概念,总结了轻型钢结构的优点,探讨了轻型钢结构在纺织工业厂房设计、施工中的使用要点。
关键词:轻型钢结构 纺织工业 厂房 设计 施工
轻型钢结构由梁、柱、檩条及各种支撑系统、屋面和墙体组成,主要构件采取工厂化生产,构件节点多采用螺栓连接,可减少现场焊接工作量,使进度和质量得到完全保证。由于屋面和墙体采用轻质彩钢板系列,可减轻自重,减小梁柱断面,加快建设速度,从而降低工程总造价,产生更好的经济效益。同时结构自重轻,可提高结构的整体抗震性能。因此在厂房、公共建筑、仓库等采用较多,尤其在近几年的纺织工业厂房中得到广泛的应用。
1轻型钢结构的优点
1.1工程造价低。一般砖混结构、混凝土框架结构、混凝土锯齿形排架结构造价分别为650元/m2
、920元/m2、1050元/m2而一般轻型钢结构造价为490元/M2。
1.2施工速度快,工期短。实现了设计标准化,制造工厂化,安装机械化。
1.3施工现场湿作业少,受冬季施工影响小,工人劳动强度低,符合施工文明化进程的需要。
1.4大部分采用绿色材料,有利于环保,钢材无害无污染,材料可回收利用,利用资源量低,符合可持续发展要求。
1.5结构断面小,强度大,抗震性能好,适应大跨度、大柱距,柱网尺寸比较灵活,可提高生产车间面积利用率,对今后技术改造提供更大的适应空间1.6其保温隔热性能优于其他结构形式。
2轻型钢结构纺织工业厂房设计要点
2.1纺织厂房防火要求较高,而钢结构具有耐热强、防火低的特点,钢结构若表面温度达到600℃,则几乎失去承载能力,因此对其进行防火设计更为重要,应根据建筑防火等级,设计轻型钢结构防火涂料。以耐火等级为二级的钢结构厂房为例,钢柱耐火极限为2.5h,如采用NCB(超薄型)防火涂料,涂层厚度须达到3mm。
2.2为满足生产工艺要求,纺织车间内温湿度较高,钢结构厂房当室内湿度超过75时,钢材会加速腐蚀,所以必须对纺织车间(特别是漂染车间)进行重要处理,对轻型钢结构要进行严格防腐处理。在钢结构除锈后,防锈漆一般选用环氧富锌防腐底漆,环氧云铁中间漆和醇酸类面漆,防腐保护层干膜厚度应大于75pm,然后涂刷防火涂料。
2.3宜采用镀锌檩条,镀锌含量≥0.18g/m。。
檩条是整个屋面体系中比较薄弱的环节,一般檩条的厚度只有2~2.5mm,在正常的裸置状态下,檩条的使用寿命大概只有4~5年,延长檩条的使用寿命相当重要,因此镀锌檩条的选用,能更好地延长使用寿命,减少维护费用。
2.4纺织厂房对保温隔热要求较高,对屋面、墙面板及保温层一般按以下要求设计。屋面、墙面外镀锌彩板厚度≥0.5mm,内镀锌彩板厚度≥0.4mm。屋面宜选用容重12kg/m。超细玻璃丝棉,厚≥100mm。墙面宜选用阻燃型聚氨酯硬质泡沫复合板,厚≥80mm。屋面、墙面保温平均导热系数为0.023w/m·k。
2.5由于纺织车间湿度较高,必须考虑冷桥效应与天沟的保温。
2.6轻型钢结构部分必须与其它结构之间留有温度伸缩缝。若采用砌体围护结构,注意砌体与钢结构间采用弹性连接。
2.7设计屋面结构应验算风吸力作用的负压计算。
2.8节点一般按刚性模型计算,节点设计构造要求一定要与所设计钢节点相同。柱脚抗剪键的钢板尺寸,焊逢设计应进行计算设计,以抵抗柱脚水平剪力。
3轻型钢结构施工要点
3.1预埋柱脚螺栓现浇混凝土独立基础预埋柱脚螺栓的位置应准确,保证其垂直度,螺栓外露长度要满足双螺帽和调整高度要求。基础抗剪键应注意留有灌浆口,并保证灌浆强度。
3.2结构设计及安装轻型钢结构工厂制造几何尺寸必须按设计要求加工,避免几何尺寸误差过大而造成受力性质的变化。结构安装要注意侧向刚度,并控制其侧向偏差,尤其是钢架侧向线刚度差,控制误差极限较为重要。
3.3防腐措施轻型钢结构采用抛丸除锈要达到Sa2.5级,一般在抛丸4h内涂漆,若超过此限易在钢表面产生氧化层,影响其附着力。
3.4屋面设计屋面铺设应与雨季主导风向相反,宜采用隐藏暗扣式屋面板固定方式,压板公母扣须正确匹配。
3.5解决好轻型钢结构中的冷桥3.5.1屋面支架与檩条连接处加设防腐木垫,隔断冷桥。,3.5.2屋面保温层连接应采用双层错缝搭接或拆筘方式叠接,墙面保温层板缝应采用胶粘结挤压连接。
3.5.3墙板与刚柱等螺栓固定处加橡胶隔垫密封并隔断冷桥。
3.6节点细部处理
3.6.1内排水室内落水管应采用保温处理。
3.6.2屋脊脊瓦与屋面板搭接长度视屋面坡度确定足够的搭接长度,一般>500mm,脊瓦与屋面板空隙应采用密封材料封堵,以解决好此处保温防水功能。
4轻型钢结构使用要点
在使用过程中易对轻型钢结构造成锈蚀,运输工具易对其碰撞,一旦发现,应及时进行维修。
根据其使用情况,一般每1O年左右对防腐、防火涂料、保温隔热、防水等功能进行一次全面检查维修。
总之,随着新结构、新材料的不断出现,纺织工业厂房将在应用中不断发展和创新,要求工程技术人员应不断研究、探索,使纺织工业厂房更加经济、合理、完善。
参考文献:
[1]陈铭,张韶辉,轻钢结构纺织厂房屋面系统的保温隔汽[J].山东纺织科技,2004,45(3)}23—24.
[2]张韶辉,陈铭.浅谈单层轻钢结构用于棉纺织工业厂房的设计[J].山东纺织科技,2004,45(2):21—23.