石油化工厂房钢结构设计简析

2020-07-09 12:25王勇骏
砖瓦世界·下半月 2020年4期
关键词:工业厂房设计要点钢结构

王勇骏

摘 要:对于工业厂房建设而言结构和材料的稳定性和耐用性是非常重要。钢结构作为一种最经济,最实用的材料方法正越来越多地用于工业厂房建设过程中。而钢结构设计过程作为钢结构的工业厂房建设项目中重要组成部分也得到越来越大的重视。本文阐述了钢结构设计的特点,并结合新工艺技术和材料对钢结构设计的要点进行了详细的分析。

关键词:工业厂房;结构设计;钢结构;设计要点

钢结构工业厂房具有重量轻、强度高、抗震性强、工期短、外形美观、节能环保等优良的特点。对于许多公司而言,钢结构因其轻质材料、出色的性能以及以可承受的适宜价格已成为建造工业厂房建筑物结构的最佳选择,但是钢结构材料也存在防腐蚀、抗震、防火性能等方面的性能不足影响了其广泛的应用。随着一些新工艺技术和新材料也不断的涌现,如高强度建筑材料、高效防火和耐腐蚀涂料的应用,这些新材料工艺及技术与钢结构材料的紧密结合,能够弥补钢结构材料不足之处,并促进钢结构厂房的应用。

1 设计特点

1.1 便捷性

与混凝土结构相比,钢结构的便捷性特点贯穿于整个工业厂房项目建设中,钢结构模式能不但在设计上简化了结构设计的复杂性和难度,还能在施工上提高工作的效率。

1.2 经济性

从结构装配的角度来看,将钢结构用作工业车间的结构可以节省大量的建筑材料,并能够降低通用材料消耗如水泥砂浆等。钢结构技术应用于工业厂房的建设极大降低了厂房生产建设成本,具有显著的经济效益。

1.3 环保性

与混凝土结构相比,在工业厂房中使用钢结构,金属钢结构会存在大量可利用空间,可以用于布置各种管道。这样可以有效节省安装管道的费用,这有助于降低施工建设的成本。作为建筑材料,钢结构能够被充分使用后,还可以被回收重复使用多次,具有回收价值大,循环利用率高特点。此外,在施工安装过程中基本没有灰尘这种混凝土施工不可避免的粉尘污染,符合绿色环保循环经济的发展要求。

1.4 空间利用率高

工厂的钢结构在组装过程中占用的空间较小,设计过程的可变性较高以及空间结构设计更加多样化有助于节省空间,提升厂房的空间利用率。对于工业厂房使用者而言,能在有限的面积实现更加广泛的用处,实际也是降低厂房使用者的生产成本。

钢结构在应用具有很多特点,但是在使用过程中也发现钢结构材料具有一些不足之处,如钢结构材料耐腐蚀性和耐火性存在不足。因此,在工厂厂房结构的设计过程中必须重视这些不足之处,在设计过程中采用各种措施弥补缺陷,提升钢结构设计的合理性,可靠性,从而实现厂房的安全性和耐用性。

2 钢结构设计要点

2.1 防火设计方面

与混凝土结构相比,钢结构更容易受到外界温度变化的影响,在耐火和防火性能方面不理想。因此在设计过程中,设计人员明确工业厂房的火灾隐患类别及危险等级,确定建设厂房的所需耐火等级,并严格按照耐火等级和设计规范要求采用能满足耐火等级的钢制材料和必要的涂层。如明确要求用于厂房建设钢结构材料的表面涂有耐火涂层。此外,设计人员必须做好多方面预防和综合考虑的工作,如疏散楼梯和安全出口的设置的数量位置、合理的间距等。

2.2 防腐设计方面

钢结构的材料性质导致它很容易在大气环境中被氧化和腐蚀,因此设计人员在钢结构设计实施中应与工业厂房建设所在地的大气环境水文条件有效结合,考虑防腐蚀性方案并制定提升厂房钢结构的防腐蚀性的措施。如在钢结构材料的外部涂新型防腐蚀涂料,根据厂房各个部件的防腐和防锈要求确定各个部件的涂料的涂层厚度,从而实现对工业厂房的钢结构有效地防腐蚀性保护。

2.3 抗震设计方面

在可能发生地震的地区的工厂中,必须重视抗震性能的设计,全面提高厂房的抗震性能指标。如在设计过程中按要求将钢结构的均匀对称地布置,制定减少振动对工业钢结构厂房的破坏作用的措施;强调屋顶桁架和屋顶平板以及屋顶桁架和柱之间的连接需要可靠,连接方法科学合理,以避免节点损坏;重视柱与墙之间的连接,调整适当的纵横比以及采用适当的减震方法。

2.4与工艺设计协调

工业厂房钢结构设计过程还需要符合工业流程需求,整个工艺生产的过程设计相协调。如厂房的壁厚和高度,钢支架分配必须与符合工艺设计要求;将建设现场客观条件与实际需求结合,选择正确的钢支架类型;注意钢的结构性能,并根据工艺设计要求选择合适的原材料钢材,以确保工业工厂的整体性能。

2.5 钢结构科学计算

对钢结构性能指标计算结果的评估是钢结构设计的重要的基础。通过比较和分析来自不同软件的计算结果,确定最佳横截面以节省成本。在环境雪恶劣地区如降雪量较大东北地区,设计人员应考虑根据这些地区的实际降雪条件,在计算钢结构上的载荷适当放大系数,并依据资料验证工业厂房的钢结构最大载荷是否可以满足往年最大降雪的要求。在组件构件设计中必须仔细考虑结构参数(如净横截面和细长比)的重要性,设计连接时需要根据施工条件选择合适的连接方法,使用承压连接时,由于承压和剪切要求,请勿在剪切面上安装螺栓。

3 结语

设计人员在对工业厂房钢结构的设计时要注意采用克服钢结构材料的缺陷,依靠科学的计算指标,与现场实际相结合,与工艺设计相协调,应用新兴的工艺技术和新材料,制定抗震和防腐蚀防热等不同措施,促进钢结构厂房的设计的更加合理和可靠,提升钢结构厂房的安全性和耐用性,保障项目建设的质量。

参考文獻:

[1]邱志刚.工业厂房结构设计中钢结构设计要点分析[J].门窗,2019(14):136.

[2]张秀芹,王庆杰.工业厂房结构设计中钢结构设计要点分析[J].居舍,2019(13):89.

[3]陆雄伟.钢结构设计在工业厂房结构设计中的应用探讨[J].建材与装饰,2019(13):102-103.

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