黄嘉悦
中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司 陕西省西安710054
摘要:新时期发展下工业厂房设计随之增多,从当前来看工业厂房与普通建筑区别体现在结构形式、空间布局等多方面,这也对工业厂房建筑设计提出较高要求,鉴于工业厂房的特殊性文章通过对工业厂房建筑设计细节问题进行分析,结合钢结构厂房建设对厂房建筑设计展开探讨。
关键词:工业厂房;钢结构;厂房建筑;建筑设计
引言
厂房的结构设计它是工业与管理的重要的组成部分,它既给人提供休息空间,又节省了建厂的费用。在此阶段,在中国的钢结构设计中,厂房设计存在严重的结构问题,严重影响其设备设计。在此基础上,将分析厂房结构设计中适用于钢铁结构的优点,提出相关设计要点。提高厂房结构的质量。
1现代工业厂房建筑设计细节问题分析
首先,整体布局问题。工业厂房是企业生产方面的一个重要部分,但是在设计中设计师不能够根据企业的实际状况来进行设计,有一定的随意性,不能够对企业的土地进行充分的利用,造成土地浪费的现象。设计师在设计工业厂房钢结构的时候只是考虑自己设计的这一部分的内容,不能够结合企业的实际情况来选择厂房建设的合理位置,会造成厂房在运行的过程中又出现新的问题。其次,内部结构问题。与传统的混凝土厂房相比较,钢结构的厂房因其强度高,重量轻,建造周期短在石油化工领域被广泛使用,但是随着工厂投入使用之后,钢结构厂房的问题也一点点暴露出来,其中就有内部结构的问题,主要表现为:钢结构厂房中钢架的分布不均匀,厂房的举架不够高。厂房中的钢架分布不科学,在放置生产设备时会有所体现,钢架分布不科学会使厂房中的一些区域无法利用,从而使厂房中所能投入的生产设备数量减少,这就需要增设厂房,会增加企业的投入成本。
2现代工业厂房建筑设计措施
2.1结构选型
以轻钢型为例,根据工业企业和工业生产的实际需求不同,在设计轻型钢结构时,需要使用到的结构类型也有很大差异。现阶段较为常见的有门式钢架、箱体式钢架以及网架结构等。以门式钢架工业建筑为例,将大量不同尺寸的轻型钢,按照设计方案进行拼装、固定,形成建筑骨架。后期建筑拆除后,这些轻型钢材料约有80%-90%可以重新回收使用。从结构的细部组成上来看,主要有连续梁框架、边柱、角柱等组成,连接部位通常采用焊接的方式进行固定,也有的使用螺丝固定。门式钢架结构通常适用于中小型工业建筑,在大型工业建筑中,也可以将若干个门式钢架结构进行并联,但是需要在连接部位做好固定。
2.2管道布置控制
工业厂房给排水设计过程中,首先应对管道布置进行思考,管道布置分为给水管道和排水管道。给水管道布置的设计要点需要考虑以下几个方面:首先,了解工业厂房所在周围的水源类型情况,对水源状况进行调查,并结合厂房内供水水质使用要求,做出合理的给水设计方案,其次,考虑工业厂房周围供水点位置、水压等情况,如若工业厂房基础设施不够完善,则工业厂房的给水需要自备水设计方案,自备水设计主要考虑供水储存、提升以及净化等。一般情况下,工业厂房给水管道分为生活给水和生产给水,采用不同的管道进行供水。工业厂房排水管道的设计要点主要考虑以下几点:首先,根据给水管道设计情况及厂房内使用要求等情况对排水水质分类,一般情况分为生活污水和生产废水。其次,考虑工业厂房周围排水情况以及排水形式、水量、温度等进行管材及配件的选取、排水设备选型以及排水建构筑物的选择等。厂房内的给排水设计需要结合相关联的周围管道的设计进行,从中找出最优设计方案,已达到给排水管道设计的功能性和合理性。
2.3抗震设计
钢结构工业厂房建筑的结构设计还要充分考虑抗震设计的硬性要求,考虑到工厂人员密集度较大难以在紧急避难状态下疏散的问题,必须在厂房结构设计初期分析当地的地震发生频率、厂房建筑抗震性能,全面分析钢结构工业厂房的钢结构性能,确保整体均衡性的设计和施工。在钢结构工业厂房设计的过程中,要计算和分析地震作用下产生的柱底剪力和柱底弯矩值。同时,在钢结构工业厂房的抗震设计和施工中,要严格管控钢结构的塑性,使之能够较好地应对地震灾害对建筑工程建设的损害和影响,增强工业厂房建筑结构的实用性能。
2.4暖通负荷设计
工业厂房不同于民用建筑,其在日常的生产中会产生热量、废气等,这就为暖通的采暖制冷、通风和空气调节设计增加了各种变量,同时厂房生产环境的不同,也会造成符合计算有较大的误差。对于此,在设计中一定要做好资料总结,并加强加入各种参数,计算出相对准确的实际负荷,这样暖通工程才能发挥效用,创造舒适的生产空间。影响工业厂房负荷计算的因素上有三点。第一点是厂房大小的区别,一些大的厂房通风负荷就要考虑空气不能有效流通的情况,制冷要考虑区域的情况。第二点是厂房工作内容的区别,比如一些厂房灰尘大、产生的热量较高,所以在计算负荷上就要增大通风除尘和制冷,重视通风设计,减少采暖;还有一些厂房需要时刻打开大门,在采暖和制冷的负荷计算中就要增加空气流通下的设计考虑;第三点是消防、环保、卫生的因素,要以具体的标准来做负荷调整,以保证厂房负荷各项规定。
2.5防火防腐蚀设计
工业厂房钢结构设计中设计人员应该充分考虑钢结构防火因素,应该根据生产产品的种类、地区的天气情况等因素来对厂房的防火等级进行评估,在防火设计的时候应该根据防火等级和生产要求来进行设计,在厂房发生火灾的时候,厂房的钢结构会随着火势的蔓延发生变形,随着钢结构形态的改变,钢结构的稳定性会发生破坏,会导致厂房坍塌。因此,设计人员在设计工业厂房钢结构时应该在钢结构的表面喷涂防火涂料,可以减少钢结构的破坏范围。设计人员还应该注意创新型钢材,注意研发防火耐热的钢材,在厂房钢结构中增加这样的防火耐热型的钢材能够降低厂房钢结构在火灾中的破坏程度,在火灾发生后钢结构厂房还能够投入使用,从而降低了工厂的投资成本。设计人员在设计工业厂房钢结构的时候应该充分考虑厂房钢结构的防腐蚀能力,随着我国工业的不断发展,环境也出现了一些问题,一些地区由于工业生产废气的排放从而形成酸雨,酸雨会腐蚀工业厂房的钢结构,从而厂房会出现渗漏的问题,对于需要干燥环境的生产工厂来说,雨水的渗漏会影响生产产品的质量,从而影响工厂的收益。所以设计人员在工业厂房钢结构设计中应该注意加强防腐,例如可以做钢结构的表面喷涂防腐蚀的涂料,或者在钢结构的表面增加一层防腐蚀的合金材料,从而防止钢结构遭受腐蚀。
2.6隔热设计
工业建筑因为作业环境的特殊性,对温度有一定的要求,通常要求恒定在某一个温度值。因此在轻型钢结构建筑设计时,还要考虑隔热设计。重点从门窗部位、外墙部位着手进行优化设计。在轻型钢结构框架的基础上,可以根据保温隔热等具体需求,有选择性的使用一些辅助材料,例如ALC加气混凝土板、彩色压型钢板等,都可以满足这一需求。在建筑外墙设计上,也可以考虑使用新型高性能的隔热材料,例如离心玻璃棉等,将这些新型材料铺贴、固定在轻型钢结构上,满足工业建筑的设计、施工与使用需求。
结语
综上所述,工业厂房钢结构设计的合理性是工厂能够安全生产的前提,设计人员在设计过程中应结合钢材特性来进行设计,充分考虑防火、抗震等方面性能,并根据使用需求对工业厂房整体布局与给排水、暖通等方面设计进行细化处理,以提高我国工业厂房建设水平。
参考文献
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[2]段荣.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略[J].商品与质量,2016(31):177.
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