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天博体育app下载地址钢结构厂房(精选5篇)

发布日期:2023-06-18 13:44:40 浏览次数:

  天博体育app下载地址天博体育app下载地址天博体育app下载地址钢结构建筑色彩多样,大方美观,隔热隔声阻燃,耐大气腐蚀,工程造价低,建设周期短,空间利用率高,因而得到了尤为广泛的应用。正是因为独特的钢结构建筑体系,在很大程度上使得钢结构厂房的防雷设计与普通框架结构、砖混结构的建筑物防雷设计有着一系列明显的差别,再加上不同的厂房有着不尽相同的使用性质,甚至许多厂房还有着爆炸和火灾等危险因素的存在,所以,在钢结构厂房的防雷设计当中,应当切实的按照其特点,采取科学有效的防雷措施。

  建筑物防雷设计工作的首要问题就是确定建筑的防雷等级,相关设计人员应当对厂房的重要程度、气候条件、地区差异、雷击所导致的破坏程度以及爆炸危险环境等影响因素进行综合考虑,同时通过计算预计雷击次数综合确定防雷等级。《建筑物防雷设计规范》中明确的规定了建筑物的防雷分类,对于工业厂房,应当对其具有爆炸、火灾等危险环境与否加以确定。按照所使用的产出品、中间产品和原料是否为易爆易燃物质,贮存、生产过程及生产工艺时候存在易爆易燃物质泄露等加以确定。对于工业厂房的危险等级,应当按照各项相关设计规范确定防雷类别。通常可以将甲类可燃固体环境、甲类可燃液体环境及甲类可燃气体环境划分成第一类防雷建筑,而小型的甲类可燃固体环境、甲类可燃液体环境及甲类可燃气体环境则划分成第二类防雷建筑,第三类防雷建筑包括乙类可燃固体环境、乙类可燃液体环境及乙类可燃气体环境。当厂房中对第一类防雷建筑、第二类防雷建筑、第三类防雷建筑加以兼备时,则应当根据第3.5.1及3.5.2条的《建筑物防雷设计规范》中具体规定划分防雷分类。

  1)设置避雷针及避雷带。在设置接闪器方面,通常在厂房容易受到雷击部位对避雷针及避雷带进行设置,同时在建筑物屋面按照防雷等级形成规定的建筑物避雷网络,接闪器除了采用混凝土构件以内的钢筋以外,还可以使用扁钢或者圆钢避雷针、避雷带,有时为了不影响厂房的美观,还可以采取暗设避雷的措施,这时应当将避雷带的截面适当的加大;2)金属屋面的接闪器。根据相关设计规范,除了防雷建筑的第一类以外,通常金属屋面的接闪器应当为其自身的屋面,并且必须满足:金属板下面如果存在易燃物品,则其铁板厚度要不低于4mm,铜板厚度要不低于5mm,铝板厚度要不低于7mm;金属板下面不存在易燃物品时,则其厚度应不低于0.5mm;金属板无绝缘被覆层;金属板之间如果为塔接,则其塔接长度要不低于100mm。与此同时,1mm厚的聚氯乙烯层、0.5mm厚的沥青层及薄的油漆保护层并非为绝缘被覆层。一般钢结构厂房的屋面为彩钢夹心板以及彩钢压型板,绝大多数均采用条或者自攻螺栓进行连接,整体的结构钢柱与金属屋面之间能够形成较好的电气通路。

  引下线的主要作用是在接地极中导入雷电流,按照规范要求可知,采用暗敷时扁钢界面要不低于80mm2,圆钢直径要不低于10mm。往往扁钢截面以及圆钢直径越大,那么其效果便会越理想。另外,设置越多的引下线,那么每根引下线所流过的雷电流便会越小,对电子设备及感应范围的影响越小,引下线数量的增加也有助于屏蔽效果的增强,所以,在设计过程中,除了与引下线间距的规范要求相满足以外,还应当将引下线的数量适当的增加,这对设备的防护非常有利。从钢结构厂房的结构特点而言,不管是钢梁与钢梁之间,还是钢梁与钢柱之间,都已经有天然的电气通路形成,在引下线的泄雷电流效果、截面积、屏蔽作用对线路或者金属物的反击保护、厂房的施工难度、等电位等诸多方面,将结构钢柱设计成引下线有着突出的优势。对于钢结构的厂房,根据柱距对恰当的钢柱进行选择后,将屋面接闪器与钢柱进行电气连接,只需把钢柱下端连接接地装置,便能够使全部钢柱均成为引下线接地装置

  箱型基础、独立基础、条基、桩基和筏板等形式是尤为常见的钢结构厂房结构基础。在设计接地的过程中,往往选择基础以内钢筋网进行自然接地,同时运用40×4镀锌扁钢制成环形接地网或者接地体。当采取的是人工接地体时,那么扁钢要不低于25×4,圆钢直径要不低于10,正是因为在混凝土基础内敷设人工接地体,因而有着导电性能高、抗腐蚀性强及不易机械损坏等一系列优点。在连接基础与钢柱方面,比较常见的有平板式、外包式和杯口型等,通过进行结构专业沟通可知,不管采用的是怎样的方式,在专业设计结构的过程中,必须综合性的考虑钢柱方便移动及施工,尽可能的避免基础钢筋网与钢柱的接触,也就是基础钢筋网与钢柱不能形成电气通路,其实这往往背离了电气设计的期望,所以,在设计接地时要尤其注意接地网与钢柱之间良好的电气贯通。同时,切勿忽视钢结构厂房接地设置所具备的特殊性,也就是接地螺栓与基础钢筋本身不具备电气连接,所导致的后果为整个钢结构厂房缺乏有效的接地网,因此,可采取有针对性的补救措施,也就是利用40×4的镀锌扁钢形成等电位环网,过钢柱时镀锌扁钢应当可靠的与下侧柱底板进行焊接,这样镀锌扁钢便能够充当接地线以及接地极的角色。

  总而言之,在钢结构厂房的防雷设计过程中,设计人员应当对钢结构自身所具备的优势加以充分的利用,尽可能的确保厂房防雷的最优化和简单化,并且及时的与结构专业进行沟通,加强全面的了解,从而制定出理想的设计方案。

  [1]洪健,唐海翔.钢结构厂房防雷和接地设计[J].城市建设理论研究(电子版),2012(21).

  [2]马健,林同炎,李国豪,刘国栋.钢结构建筑防雷设计[J].科技信息,2010(16).

  随着我国经济建设的迅猛发展,企业生产仓储用房日趋大型化,而钢结构骨架建造的厂房,以强度高、自重轻、跨度大、吊装施工方便和建设时间短等优点正越来越被广大厂家所采用。但钢结构厂房具有耐火性能低的弱点,在未进行防火处理的情况下,其本身虽然不会起火燃烧,但火灾时,强度会迅速下降,一般结构温度达到350℃、500℃、600℃时,强度分别下降1/3、1/2、2/3。理论计算显示,在全负荷情况下,钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右,而一般火场温度达到800~1000℃,在这样的火场温度下,的钢结构一般在15min左右,就会出现塑性变形,产生局部损坏,造成钢结构整体倒塌失效。如:1992年5月无锡兴业有限公司全钢结构占地1000平方米厂房发生特大火灾,将整个厂房烧得支离破碎:1992年6月上海联合毛纺厂两层全钢结构厂房5400平方米,由于设备油箱形成爆燃气体发生火灾,整个厂房烧毁;1993年11月安徽佳通轮胎有限公司的单层全钢结构厂房,建筑面积58752平方米,由于人为纵火,导致这个厂房钢结构全部被破坏;2003年2月5日四川绵阳三角生活用纸制造有限公司成品2号仓库因放火发生火灾,钢屋架建筑全部烧毁。这类建筑还存在空间大,火势蔓延快,设备、人员密集,疏散困难等特点,一旦发生火灾,常用的自动消防设施很难发挥预期作用。人员疏散和灭火救援难度较大,有造成群死群伤的潜在危险。

  火灾的发生和发展具有随机性和确定性的双重特点。随机性是指火灾发生的起火原因及时间、地点等因素是不定的,受到各种因素的影响,遵循一定的统计规律;确定性是指在某一特定场合下发生的火灾会按基本确定的规律发展蔓延。燃烧过程与烟气流动过程皆遵循燃烧学、流体力学等物理和化学规律。火灾的确定性规律可采用工程科学的方法研究,一般室内火灾的自然发展过程大体分成三个主要阶段,即:初期增长阶段、充分发展阶段及衰减阶段。

  在火灾发展的初期增长阶段,随着放出热量迅速增多,在可燃物上方形成温度较高、不断上升的火羽流。当羽流受到房间顶棚的阻挡后,便在顶棚下方向四面扩散开来,形成了沿顶棚表面平行流动的较薄的热烟气层,达到了一定厚度时又会慢慢向室内中部扩展,不久就会在顶棚下方形成逐渐增厚的热烟气层。当火灾达到充分发展阶段,热烟气层的温度与中心温度相差无几。

  如果室内有通向外部的开口(如门和窗),则当烟气层的厚度低于开口的上沿高度时,烟气便可由此流到室外。开口便起着向外排烟的作用。在建筑火灾的发展过程中,烟气的排放相当重要,烟气排放速率的大小决定着烟气层高度的变化情况。当排放速率大于烟气的产生速率时,烟气层的高度会逐渐升高,最终保持在对人没有威胁的高度。

  建筑用钢(q235、q345钢等)在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右。钢材的机械性能随温度的不同而有变化,当温度升高时,钢材的屈服强度,抗拉强度和弹性模量的总趋势是降低的,但在150℃以下时变化不大。当温度在250℃左右时,钢材的抗拉强度反而有较大提高,但这时的相应伸长率较低、冲击韧性变差,钢材在此温度范围内破坏时常呈脆性破坏特征,称为“蓝脆”。如在“蓝脆”温度范围内进行钢材的机械加工,则易产生裂纹,故应力求避免。当温度超过300℃时,钢材的抗拉强度、屈服强度和弹性模量开始显著下降,而伸长率开始显著增大,钢材产生徐变;当温度超过400℃时,强度和弹性模量都急剧降低;到500℃左右,其强度下降到40%~50%,钢材的力学性能,诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等都迅速下降,低于建筑结构所要求的屈服强度。我国20世纪90年代初对钢梁的耐火极限进行了验证,确认了136b、140b标准工字钢梁的耐火极限分别为15min、16min(钢梁内部达到临界温度:平均温度538℃,最高温度649℃)。因此,若用没有防火保护的普通建筑用钢作为建筑物承载的主体,一旦发生火灾,则建筑物会迅速坍塌,对人民的生命和财产安全造成严重的损失。

  在建筑防排烟工程中,常用的三种方式是:自然排烟、机械加压送风防烟和机械排烟。自然排烟和机械排烟是控制烟气下降的常用方法,与机械排烟相比自然排烟有其自身的优点。一是无大的动力设备,运行维修费用也少,且平时可兼作换气用;二是在顶棚开设排烟口,自然排烟效果好。对于自然排烟的应用,在国外也有许多采用自然排烟的例子,在德国,大空间的公共建筑多使用自然排烟尤其是单层的展览建筑。我国现阶段对建筑防排烟方式选择的倾向性意见是:凡是能利用外窗等实现自然排烟的部位应尽可能地采用自然排烟方式。特别是大空间建筑宜首先考虑设置自然排烟,理由如下:

  (二)大空间建筑通常顶棚或侧墙设置大面积采光或通风带,可与自然排烟结合使用;

  (四)由于内部空间的高大、宽敞,机械排烟可能引起烟气与空气的掺混,过于集中的机械通风排烟把大量刚刚补入的新鲜空气直接排放出去,形成所谓的“流通短路。

  目前,防排烟设计方法基本有三种:(1)体积换气次数法;(2)基于数理模型计算公式设计方法:(3)借助计算机模拟软件分析评估设计方法即性能化设计方法。但无论采用哪种方法,都要满足以下要求:一是烟气层高度。火灾中的烟气层伴有一定热量、胶质、毒性分解物等,是影响人员疏散行动与救援行动的主要障碍。在设计时限内,烟气层最好能保持在人群头部上方一定高度处,使得人在疏散时不必从烟气中穿过,也不会受到热烟气流的辐射热威胁。普遍认为烟气层在人员疏散过程中保持在距地面2m以上的位置时,人员疏散是安全的。二是热辐射。根据人体对辐射热耐受能力的研究,人体对烟气层等火灾环境的辐射热的耐受极限是2.5kw/m2,上部温度约为185度,处于这个程度的辐射热几秒钟之内就会引起皮肤强烈疼痛。三是结构安全。建筑用钢在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右。钢材的机械性能随温度的不同而有变化,当温度升高时,钢材的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的总趋势是降低的,但在150℃以下时变化不大。

  (一)钢结构厂房、库房以及民用建筑耐火性能差,火灾时容易倒塌,造成大量人员伤亡和财产损失,设置排烟系统能有效排出建筑内的高温烟气,有利于人员疏散、火灾扑救和建筑结构安全。

  (二)大型钢结构厂房、库房以及民用建筑多为单层,在顶部结合采光、通风设置自然排烟窗施工简单可行。

  随着我国经济的高速发展,工业项目结构形式也发生了很大变化,由最初的高大、浑厚的混凝土排架或框架形式转换成了钢结构形式。钢结构结构形式能充分利用钢材强度高、延展性好的优点,此类项目由专业厂家加工制作,施工吊装安装快捷,施工现场整洁干净,施工周期短,于是在各行各业涌现出了一批批钢结构厂房。由于钢结构能更好地实现大跨度、大柱距、大吊车的结构布局,所以能满足多样化的工艺平面布局要求,加上钢结构厂房质轻的围护结构,故而此类结构受到了更多用户的青睐,被更广泛地推广到各行各业。本文主要就典型重型厂房的进行设计例证,总结此类项目的基本设计要则,以更好地缩短设计周期,降低设计人为成本,在结构方案上合理化控制工程造价,实现工业项目的人性化设计。

  经济合理的结构布局往往以合理的结构单元划分为前提。结构单元的划分基本考虑因素有如下几项:工艺布局、吊车设置、建筑物平面投影尺寸等。

  1、结构单元平面尺寸基本要求:在满足生产工艺布局、人流入口、货流入口、参观通道等要求前提下,重型钢结构厂房结构单元经济控制尺寸基本为长度方向总尺寸不超过220米,跨度方向不超过150m。

  2、能归并为一个结构单元的吊车使用要求:尽量使轨高差异不大,檐口高度或刚架端部下沿高度在12m以上的合并为一个单元进行计算。因为,鉴于轻钢规程(CECS 102:2002)的使用范围,没有必要将轻重吊车合并为一个单元进行计算。如果主跨为大吨位吊车,附跨为轻型吊车,设计时应尽量合理分配结构单元。在保证主跨横向刚度足够抵抗侧向风荷载、地震力的前提下,公共轴处建议设双柱,总结原因主要有两个:(1)设双柱能合理利用轻钢规程与钢结构规范的相关控制指标,根据地震力是否是控制指标,合理选择钢柱钢梁的腹板及翼缘的宽厚比及高厚比限值,不再是附跨技术指标从属主跨,将各项设计指标均从严控制,会造成不必要的浪费。(2)主附跨公共轴处一般均为高大型防火隔墙,此类墙体贴砌在主跨钢柱外侧,若不脱缝,则双柱合一,这样为保证公共柱两侧的吊车安全运行距离,则必然会增大厂房横向尺寸,公共柱往往成为三阶柱,柱截面三段变化,柱截面加工焊接量较大。另外,此处公共隔墙也会出现三段式设计,其竖向呈“Z”字型,墙体构造及安装困难,重型吊车的制动系统、辅助系统安装也会非常困难。

  3、投影尺寸以矩形或方形为主的可化为一个结构单元。若出现长向端部局部收进,则须注意收进尺寸不宜过大,按抗震规范平面布置尽量规则的指导原则,虽然厂房的地震力不一定是主控因素,但符合抗震概念的指导精神要求,也会消除掉后期许多不良隐患。若非收进不可,则因考虑采取在平面凹角处增加补强措施,通过补强措施增强厂房的整体性。

  考虑到取材便利、用钢量经济指标等因素,对于吊车吨位超过50吨的厂房,实腹柱截面初步选型截面高度大于700、翼缘板厚度在18mm以上的钢排架,建议设计人考虑格构柱的设计方案,在综合分析实腹柱与格构柱的用钢量、加工便利、防锈漆防火涂料附着力等方面后,再予以定案,确保设计不返工。

  从计算假定看,普钢排架厂房一般假定屋面刚度无穷大,挠度太大不行。从厂房变形要求看,规范对吊车轨顶处的水平位移有较严格的规定,如果屋面梁刚度太小,钢柱则成了悬臂柱,位移不能满足,用钢量则转移到柱子上了,即柱子截面要很大。

  一些老前辈偏向于用桁架屋面梁(屋架与柱子铰接,这其实也是以前没有计算机,为了方便采用手算而采用的一种结构形式),因为当时采用大型屋面板,荷载较大,容易出现漏水问题,而桁架屋面梁的刚度大,结构安全度高。桁架梁在国内的使用时间比较长了,积累的经验也比较多,技术已经比较成熟,以致沿用至今。

  实际上,现在普通厂房中使用实腹式梁(梁柱刚接,刚度也不小;采用轻型彩钢板屋面,其对屋面梁变形要求不严,不会产生漏水等问题),从结构体系来说是没有问题的,已通过实践的检验。

  1、大吨位吊车轻型屋面的钢结构厂房,屋面钢梁的挠度问题,也超出了《门钢规程》的范围,如果钢梁挠度控制得太严格的话,会出现浪费的问题,现在许多工程已经将钢梁挠度指标放宽了,可以参考《门钢规程》,但支撑系统最好采用普钢设计,不能采用圆钢。

  2、对于采用轻型屋面的大吨位吊车轻型屋面的钢结构厂房,钢梁挠度可以取L/250。对于采用大型屋面板的大吨位吊车轻型屋面的钢结构厂房,钢梁挠度仍取L/400。对于采用轻型屋面的但钢梁上带有悬挂吊车的大吨位吊车轻型屋面的钢结构厂房,钢梁挠度取L/400。

  由于重型吊车的吊车荷载较大,柱脚弯矩太大,常规的平接式柱脚不能满足受力需要,故建议重型钢柱的柱脚以插入式为主,插入深度的计算既要满足截面本身的高宽比例要求,尚应满足抗震要求的截面塑性要求。如:双肢柱截面尺寸为:全截面高度hc=2375mm,全截面短边尺寸bc=700mm。

  1、构造计算:杯口插入长度H1应为1.5xbc和0.5xhc的最大值,即最少插入深度应为1188mm。

  H1应为2xbc=1400mm和squa(6M/bf.fc)的最大值,其中bf为吊车肢翼缘宽度,fc为混凝土抗压强度。

  仅以笔者多年工业项目设计经验,对重型厂房的结构设计做了一些总结。另外,除考虑上述关键要素外,设计时还有许多需要注意的地方,比如地面堆载、室内风管、人孔等等,设计时不应只考虑本专业的技术要则,更需要对项目有一定的认知程度,读懂工艺图,熟悉关联专业的设计主控方向,这样才会少走弯路,为项目争取更多的设计时间,才能结构设计不被动。

  1)排架一支撑体系。即横向设计成刚接排架,纵向设计成柱--支撑体系,用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约,但柱间支撑布置会受到厂房的工艺布局和使用功能方面的制约,需要结构设计师参与到前期的工艺和建筑设计中,以便综合考虑各方面后得到最优的方案。这种体系尤其适合纵向(柱距方向)长度较长,但横向(跨度方向)较短的厂房,可以很好的节省用钢量。

  2)纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架,不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响,缺点是柱不宜采用工字型柱,而要采用两个方向惯性矩都比较大的截面形式(如箱形柱),使用钢量增加。

  3)钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式,靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩,但要求楼面刚度大,否则柱子间的变形不协调,无法充分发挥柱间支撑的作用。

  钢结构厂房的经济柱距一般在6~9m左右,但经常受到厂房内工艺布置和大型设备布局的影响,尤其是在楼层上还布置有大型设备或者生产需要有大量堆载时,这些工艺和设备的要求就对柱网的布置起着决定性的作用。在高度地震区的厂房如果有重型设备设置在楼层上时,在重型设备的周围宜均匀地布置一些钢柱,并使这些柱的形心与设备中心大致重合,以减少大型设备在地震力作用下产生的巨大顷覆力矩对支承梁的不利影响。

  楼盖主要有压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板、装配整体式预制钢筋混凝土楼板、装配式预制钢筋混凝土楼板、普通现浇混凝土楼板和其它楼板。

  支撑的布置遵循抗侧力中心与水平地震作用力中心接近重合的原则。其中柱间支撑分为中心支撑和偏心支撑。一般的多层钢结构工业厂房宜采用中心支撑。中心支撑宜为交叉支撑、人字支撑或单斜杆支撑,不宜采用K型支撑。但中心支撑适用于地震力小构造简单的结构。当厂房为高层钢结构或在强震区时,宜采用延性和耗能能力更好的偏心支撑。

  钢结构的连接节点主要有以下几类:柱与基础的连接(柱脚连接)、上柱与下柱的连接、梁与柱的连接、主梁与次梁的连接、次梁与次梁的连接、柱与支撑的连接,梁与支撑的连接、支撑构件间的连接等。

  近年来,针对以前典型的栓焊连接型梁柱刚接节点的不足,又出现了以下几种新的梁柱刚接形式:盖板式节点、狗骨式节点等。对于一般的多层钢结构工业厂房仍可采用典型的栓焊连接型粱柱刚接节点。但在强震区宜使用能将塑性铰自梁端外移的狗骨式节点。

  某些工业厂房的构件布置复杂,在应用软件建模时,如果完全按实际情况建模会产生大量的近节点,对分析结果不利,在这时候,就需要利用一些简化手段,适当的将构件移动并通过等效代换等方法,使模型尽量符合实际情况。

  排架结构里的纵向柱间支撑不能简单地被看为构造措施,必须把它作为一种受力杆件输入到模型中,支撑的刚度直接影响到厂房纵向的周期与水平位移。如果有柱间支撑仍按纯框架模型计算,其结果会偏“柔”,低估了地震力,而且由于纯框架模型侧移大,为满足侧移的要求,必然需要加大柱的刚度,这样就加大了整个结构的用钢量。支撑斜杆的两端连接节点虽然按刚接设计,但由于其承担的弯矩小,在模型中支撑构件可按两端铰接模拟。

  由于工业厂房楼板开洞较大,且与钢梁间的约束较弱,因而在建模时可将工业厂房的楼板设定为弹性楼板。

  由于钢梁整体失稳模型为平面外的弯扭失稳,而且钢梁的抗扭模量很小。若次梁的端部存在弯矩,该弯矩会对主梁形成扭矩。为了防止主梁平面外的弯扭失稳,应将主次梁节点设计为铰接。

  本工程是一多层钢结构厂房,总建筑面积近2000m2。首层层高4.4m,二层标高12.Om。局部二层分别为:7.0m,16.Om。局部一层为10.5m,夹层层高4.5m,建筑高度22.2m。为满足工艺要求,柱距纵向为6-10m,横向为5-9m;为设备承重需要,在每台设备四周设置4根箱形柱;为节约造价,因所有箱形柱在12.0m以上仅承受屋面荷载,所以在12.0m以上截面变为H型柱.其余的框架柱均为H型柱。柱与独立基础刚性连接。为节省造价,屋面采用冷弯薄壁Z型连续钢檩条。墙面考虑窗布置的需要,没有采用Z型连续檩条,而是采用冷弯薄壁C型钢檩条,以方便窗的设置。屋面采用现场复合双层彩钢板+保温棉,墙面采用外挂夹芯板。由于使用功能的限制,仅在厂房纵向两轴设有X型柱间支撑。楼面采用普通现浇混凝土楼板以节约造价。梁柱节点采用典型的栓焊连结型节点。

  1)计算荷载。基本风压0.3kN/m2,地震烈度Ⅶ度,地震加速度0.10s,阻尼比取为0.35,主要荷载见表1。

  2)荷载工况。按《建筑结构荷载规范》规定,该工程应考虑X方向地震力作用、Y方向地震力作用、X方向风力作用、Y方向风力作用、恒载作用、活载作用下的标准内力。

  3)计算方法。结构分析,采用STS空间建模,并用SAT-8软件完成框架杆件的强度、稳定、挠度等计算。

  1)结构振型与自振周期。结构水平方向的主要振型无明显突变,说明结构沿高度方向的质量和刚度分布合理,X、Y方向及考虑扭转耦联时基本自振周期见表2。

  2)主要构件尺寸。本结构框架梁柱除受主要设备集中力的8根柱子采用箱形柱外,其余均采用焊接工字形截面,框架柱间支撑采用双槽钢支撑。主要梁柱尺寸见表3。

  1)构件的强度、刚度、稳定性。计算分析表明,各种梁、柱设计应力均控制在规范允许设计限值的90%,结构构件的稳定性、挠度等均按规范控制。各类节点验算也符合规范的要求。

  自进入20世纪90年代以来,我国钢结构建筑发展十分迅速,如何做好钢结构厂房(库房)的消防监督检查工作,已成为消防执法监督人员的一大考验,笔者通过对钢结构建筑的火灾特点和相关规范的研究理解,认为钢结构建筑的消防监督检查应注重以下几方面:

  在《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)中,厂房(库房)的火灾危险性等级分为甲、乙、丙、丁、戊五类,甲、乙、丙三类的厂房(库房)火灾危险性很容易区分,相应的耐火等级要求也显而易见。而丁、戊类的综合性厂房(库房)火灾危险性相对不是很容易区分,尤其是一些厂房(库房)功能分区不明确,在部分时间内实际堆放的物品远不止于难燃或不燃物品,经常有大量的包装纸箱等可燃品存在,但有时这些可燃品又不是经常性地存在,故此在日常监督检查中对火灾危险性很难界定,也影响了对该单位是否符合消防安全要求的判定。对此笔者认为应该按照《建规》第3.1.2条之规定进行判定,即符合“厂房火灾危险性较大的生产部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%或丁、戊类厂房内的油漆工段小于10%,且发生火灾事故时不足以蔓延到其他部位或火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施,”其火灾危险性可按火灾危险性较小部分确定,符合“丁、戊类存储物品的可燃包装重量小于物品本身重量1/4的仓库,”其火灾危险性应按丁、戊类确定。

  对照《建规》第3.2.1条关于建筑构件燃烧性能和耐火极限的规定,无防火保护层的钢结构是不燃烧体,耐火极限仅为0.25h,通常认为钢结构厂房(库房)的耐火等级为四级。但《建规》第3. 2.4条规定:“丁、戊类厂房(库房)二级耐火级的丁、戊类厂房的柱、梁可采用无保护的金属结构,其中能受到甲、乙、丙类液体或可燃气体的部位,应采取外包敷不燃材料或其他防火隔热保护设施。”;《建规》第3. 2.5条规定:“1、除甲、乙类仓库和高层仓库外,当非承重外墙采用不燃烧体时,其耐火等级不应低于0.25h;2、4层及4层以下的丁、戊类地上厂房(仓库),当非承重外墙采用不燃烧体时,其耐火极限不限”; 《建规》第3. 2.8条规定:“二级耐火等级厂房的屋顶承重构件可采用无保护层的金属构件,其中能受到甲、乙、丙类液体火焰影响的部位应采取防火隔热保护措施”。综上所述,这几条规定说明钢结构厂房(库房)的梁、柱、屋顶承重构件和非承重墙等构件的耐火极限符合二级耐火等级建筑条件,这就可以理解为这是对丁、戊类厂房的特殊规定,即钢结构丁、戊类厂房(库房)的梁、柱、屋顶承重构件和非承重墙等构件为无保护层的钢结构,其他构件满足《建规》第3.2.1条之规定的前提下,可以视为二级耐火等级建筑。相应厂房层数、防火分区、防火间距可按《建规》第3. 3.1条、3. 3.2条、3.4.1条、3.5.2条之规定执行,在日常监督检查中也应按照该标准进行判定该单位是否符合消防安全要求。

  一旦确定了厂房(库房)的火灾危险性及耐火等级的要求,那么相应的消防给水和灭火设施的设置也就有了明确方向。但是对于钢结构建筑来说,是否应设置消防给水系统,符合什么标准的钢结构建筑不需要设置消防给水系统,《建规》规定的不是很明确。对此,笔者认为在日常监督检查中应该从如下几个方面去检查:

  (一)对于钢结构厂房来说,符合判定为二级耐火等级建筑的厂房(库房),只要满足“建筑物体积小于等于3000平方米的戊类厂房”即可不用设计室外消防给水系统,但是不符合此类标准的钢结构厂房(库房)应设室外消火栓系统。

  (二)符合二级耐火等级判定标准且可燃物较少的单层、多层丁、戊类钢结构厂房(库房)内,可燃物较少,即使发生火灾,也不会造成较大面积的火灾和造成较大的经济损失,这样的钢结构厂房(库房)可不考虑设置室内消火栓,初期火灾可采取其他方式灭火。若耐火等级一、二级单层、多层丁、戊类钢结构厂房(库房)内可燃物较多,比如有较多的纸箱和木箱等可燃包装材料时,仍应设置室内消防给水设施。对于甲、乙、丙类钢结构厂房(库房),只要其建筑占地面积大于300平方米也应设置DN65的室内消火栓。

  (三)对于符合《建规》第8. 5条规定的钢结构厂房(库房),均应设置相应的自动灭火系统。

  钢材是一种不会燃烧的建筑材料,钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足,必须进行防火处理。要想知道防火涂料是否合格,那就要首先知道这两种类型的防火原理。

  原理是防火涂料层在受火时膨胀发泡,形成泡沫,泡沫层不仅隔绝了氧气,而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能,可延滞热量传向被保护基材的速率。薄涂型钢结构防火涂料涂层厚度一般为2-7mm,高温时涂层膨胀增厚,具有耐火隔热作用,耐火极限可达0.5-1.5h。这种涂料又称钢结构膨胀防火涂料。

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