對鋼結構廠房安全性設計的整體分析研究

逯家寶

（吉林省電力勘測設計院，吉林 長春 130022）

1 防排煙措施在鋼結構廠房設計中應用

當火情發生的初期，逐漸增厚的熱煙氣層會在頂棚下方形成。當火情迅速發展階段時，中心溫度與熱煙層的溫度接近或一樣。室內如果有直通向外界的開口，如有門或窗。煙氣層的厚度如果低于通向外界的門窗上沿高度時，火情初期產生的熱煙氣體，能夠迅速通過門窗排到室外。因此，鋼結構廠房的防排煙設計方案如果設計合理，排煙系統能發揮作用，可以在火情發生時，最大程度避免和減少火災的人身財產損失，火險中利于快速疏散，使建筑結構廠房的安全得以保障。

工業廠房建筑安全設計方面，防排煙主要有：自然方式、機械方式與機械加壓排煙方式。工業廠房采用鋼結構設計，設計中采用較多的是頂部采光加通風。設計方面，自然排煙窗施工，易熔自然排煙窗設計有得天獨厚的先天條件，施工簡單安全，可選擇的樣式也多種多樣，可以滿足施工要求。

2 鋼架結構工業廠房耐火性設計

鋼結構耐火性能是由鋼結構的鋼材所決定的。鋼結構自身不會燃燒，但是鋼結構耐高溫和防火能力很差，如遇火災，鋼結構隨著溫度的升高，鋼結構的構件強度變低發生徐變，產生變形失效甚至塌落，所以在設計過程中應盡可能將耐火性提高，使鋼結構在火災火情發生時不會立即失效倒塌。

提高鋼結構廠房的耐火保護措施可以增強鋼結構的耐火性能，提高安全性。可以對鋼結構的鋼材材料成份調整，加入可以提高耐火性的材料成分，增強自身耐火性和耐候性。另外可以通過表面噴涂防火涂料，噴涂厚度須達到耐火隔熱保護層要求。同時通過增加設計方法加以改善是表面粗糙、不美觀的弊端。

3 鋼架結構支撐及屋面安全設計

鋼結構廠房安全設計中，通過增加整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止變形，避免彎桿，以確保整體穩定。按照廠房結構，廠房跨度大，車間起重機設計位置，振動設備和廠房的跨度、高度、溫度等，長度分布的布局設計支持系統，以確保安全屋面。鋼結構的整個支持系統是至關重要的，之間應設置各溫區的支持。在屋頂橫向水平支撐的情況下，協調安排。影響廠房的垂直結構變形方向的重要原因是下柱支撐的位置，并影響溫度應力多大的支持盡可能設置較低的柱溫區在中間的吊車梁的縱向構件，如溫度變化，可以自由到區橫跨段。如果溫度段的長度小，在中間溫度區，設置一個較低的柱支撐，但溫度段的長度超過150m，為了確保廠房的縱向剛度，在此區段內的溫度設定為較低的兩個柱支撐其位置應安排在中間的第3個溫區范圍內，以避免大的溫度應力，兩個支持中心距離不應超過72m的。

設計還必須考慮其屋面屋頂和排水設計，屋頂坡度設計也應該適當增加大，積雪地區，根據工程設計的經驗，單坡屋頂的長度應控制范圍內70m。市面上常見的有兩種方式：剛性屋面：雙彩色壓型鋼板夾保溫棉；復合柔性屋面防水：屋面彩鋼板氣體阻隔層，內層板，板材的防水層，保溫層組件。

4 鋼架結構安全加固

對鋼架結構增加支撐設計，可使結構自身的剛度增加，通過調整鋼架結構的振頻，大大的提高結構承載力和改善結構動力特性，設計中增加支撐設計或輔件，通過增加支撐，以使結構或輔助桿長細比的穩定性加以改進，以增加結構剛性的加固和組件；桿彎曲載荷，可以用它來改變的分布結構變化將支柱式結構設計改變其橫截面的力量得到加固；桁架桿可以通過撐桿變桁架為撐桿式結構設計。可以改變其外觀加固構件內力的桁架結構設計，達到加固效果。

5 結構防銹處理設計

直接暴露于大氣中氧化，是造成鋼架結構表面被腐蝕生銹的直接原因。當在相對潮濕的環境或空氣中含有腐蝕性介質，將嚴重顯著銹蝕的鋼架結構本身。導致構件表面截面減小，表面銹坑局部的現象，應力集中在構件受力的情況下，結果導致結構過早地被破壞。因此，設計上要注意預防防腐防銹等問題，并采取相應的措施和對策，以確保廠房的整體絕對安全性保障。一般常使用防銹底漆、涂料涂層。厚度的數值通常取決于廠房的環境，室內空氣中大氣自然介質和濃度，要求結構表面的，涂層厚度為100μm（即做底漆2道，面漆2道）。露天鋼架結構的情況下，薄膜厚度應為180～200μm的。鋼架結構在酸性環境中，需使用氯磺化防酸漆以達到設計要求。鋼柱柱腳在水平地面下的部分，設置不低于C20，保護層厚度應滿足要求，不小于55mm。

6 溫度變化下伸縮縫設計

結構因為溫度變化而產生溫度應力的影響不容忽視，這會造成鋼結構廠房變形現象發生。溫度應力在什么情況下產生呢？如何避免呢？鋼結構廠房平面尺度較大時，溫度伸縮縫設置位置應該放在廠房縱橫兩個方向，根據鋼結構規范來執行區段的長度。采用設置雙柱的方法來處理溫度伸縮縫為首選，對縱向溫度伸縮縫設置滾動支座，設置位置在屋架支座處。

7 結論

鋼架結構廠房設計，應符合自身特性，揚長避短。我們應快速上網掌握全新的科學技術、新工藝、新策略，堅實樹立一個積極向上的先進理念，對存在的諸多不足之處細細研究，發揮鋼結構廠房的優點優勢，彌補不足，全方位分析，使設計達到安全、合理、可靠的要求。

[1]閆桂森，陳旭.設計鋼結構廠房應注意的問題[J].山西建筑，2010，31（06）：57-58.

[2]路克寬.鋼結構工程便攜手冊[M].北京:機械工業出版社，2003.