鋼結構廠房完全由鋼結構構成，其核心承重構件包括鋼柱、鋼樑、基礎和屋架。隨著現代工業的發展，鋼結構廠房逐漸成為新建廠房的主流選擇，尤其對於跨度大、荷載重大的建築，鋼屋架的應用更為廣泛。此外，牆體系統可以採用輕質結構或磚牆圍牆，兼顧結構的穩定性與實用性。
鋼結構廠房憑藉其獨特的優勢，在建築業獲得了廣泛的認可。鋼結構廠房因其施工速度快、自重輕、抗震性能好以及環保優勢，逐漸取代了傳統笨重的鋼筋混凝土結構，成為工業廠房設計中的主流。
鋼結構廠房的優缺點
鋼結構廠房的優勢
- 適用性廣：鋼結構建築用途廣泛，從工廠、倉庫到農業建築、辦公大樓，應有盡有。鋼結構建築不僅適用於單層、大跨距結構，也適用於多層、高樓。
- 施工快速：鋼結構建築構件可在工廠預製，現場只需簡單組裝，大大縮短了施工工期。
- 耐用且易於維護：透過電腦圖形精確設計的鋼結構具有耐候性，並且只需極少的維護。
- 美觀實用：鋼結構流暢簡潔的線條營造出濃厚的現代感。彩色牆板提供豐富的色彩選擇，靈活的牆體材料增強了建築的靈活性。
- 高強度輕質：鋼材雖然密度高於其他建築材料，但其強度非常高。在相同荷載條件下，鋼結構重量更輕，從而可以建造大跨距結構。 6. 優異的塑性和韌性：鋼材優異的塑性使其在意外或局部過載時不易發生突然斷裂。其韌性也使結構更能適應動態荷載。
- 環境優勢：鋼結構被認為是綠色建築系統。鋼材本身強度高、效率高，可回收率高，施工時無需模板，非常環保。
從缺點上來說，鋼結構也存在一定的缺點：
- 防火：當溫度超過150°C時，鋼材的強度會顯著下降；當溫度達到500-600°C時，其強度幾乎為零。因此，一旦發生火災，鋼結構可能無法承受長時間的火焰衝擊而倒塌。因此，對於有特殊防火要求的鋼結構，需要採取專門的隔熱和防火措施，以確保其安全。在鋼結構設計完成之前，應將此明確告知製造商。
- 易腐蝕：鋼材在潮濕環境中容易生鏽，尤其是在腐蝕性介質中。需要定期維護。 K-HOME的鋼結構在製造過程中加入了防銹工藝，以延長建築物的使用壽命。
鋼結構廠房設計要求
鋼結構廠房的設計是專案成功的關鍵。它不僅影響建築的美觀，也是整個工廠建造過程的基礎。設計必須嚴格遵守國家建築規範和行業標準，以確保建築物在風、雪和地震等荷載下的強度和穩定性。合理的設計可以透過精確計算和控製材料使用，避免不必要的浪費，從而降低建築成本。此外，考慮施工的簡易性對於確保施工過程順利進行並最大限度地降低額外成本也至關重要。
鋼結構廠房圖設計
詳圖為施工人員提供了清晰的指引，幫助他們準確地理解設計意圖和安裝要求，從而減少錯誤和返工。設計圖中詳細的註解和說明使施工人員能夠快速定位組件並了解安裝順序，從而提高施工效率。此外，設計圖必須考慮廠房的長期使用，以確保其易於維護。
鋼結構工業廠房設計過程中，應由專業技術人員審核圖紙，確保設計準確性，降低因圖面問題導致的品質、工期延誤風險。此外，也應針對製造、安裝階段的具體特點，並制定對應的施工組織設計，確保施工順利進行。
鋼結構廠房抗震設計要求
鋼結構廠房的抗震設計至關重要，因為它關係到廠房在地震災害中的穩定性和安全性。設計時，廠房的整體佈局應規則有序，避免平面和立面的複雜或不規則佈局。這將減少地震引起的扭轉效應和應力集中。
在選擇鋼材時，必須嚴格控制鋼材的品質等級，以確保足夠的強度和韌性。用於低溫環境的鋼材品質要求更高。此外，必須合理控製鋼構件的尺寸，以防止局部或整體失穩。加強構件之間的連結也是提高結構整體變形能力的重要措施。
針對不同的地震強度和地質條件，應謹慎選擇合適的結構體系，例如框架結構或框架支撐結構。此外，建築物的品質和剛度必須均勻分佈，荷載均衡，變形協調，以防止結構剛度不均勻對其抗震性能產生負面影響。
對於節點連接，應採用高強度螺栓或焊接，確保連接牢固可靠，並降低地震時節點損壞的風險。合理的支撐系統佈局也至關重要，以增強廠房的整體穩定性。
對於大多數鋼結構廠房，可能無需設置專用的抗震縫。但對於多層建築、結構複雜或立面不規則的建築，應依實際情況增設抗震縫。抗震縫必須符合相關規範要求，其寬度至少為同類鋼筋混凝土建築抗震縫寬度的1.5倍，以確保結構在地震作用下的獨立性和穩定性。
在施工階段，安裝工作必須嚴格按照設計要求進行，確保構件連接牢固可靠，並重視施工品質控制，避免結構損壞。鋼結構廠房的定期檢查和維護也至關重要，這有助於及時發現和處理潛在的安全隱患，從而確保廠房在地震中的穩定和安全性。
鋼結構廠房的耐熱設計
由於鋼材具有優良的導熱性，且其機械性能在高溫下會顯著下降，因此鋼結構廠房的耐火性是重點考慮的因素。
例如，鋼材在100℃以上加熱時，抗拉強度隨溫度升高而降低，塑性則逐漸升高。在250℃時，抗拉強度略有提高，但塑性下降，產生藍脆，衝擊韌性也明顯下降。當溫度超過300℃時，鋼材的屈服點和強度極限會大幅下降。在實際火災中，鋼結構失去靜力平衡穩定性的臨界溫度約為500℃，一旦達到該溫度，鋼材的強度就會大幅下降，甚至可能導致整個結構的倒塌。火災溫度往往達到800-1000℃，因此必須採取有效的防火措施，確保鋼結構工廠的安全。
為了提高組裝式鋼結構廠房的耐火性能，可以選擇具有高溫強度和熱穩定性的鋼材，例如Q345GJC、Q420GJC等耐熱鋼。在鋼結構表面塗抹防火塗料也是有效的方法，可顯著延緩鋼材在高溫下的軟化時間。此外，設計合理的保溫層和高效的通風散熱系統也至關重要。保溫層應採用岩棉、矽酸鋁纖維等耐高溫材料，以減少外部熱源對鋼結構的影響。通風散熱系統可利用自然風壓或機械通風，加速廠房內部熱空氣的排出。
此外，安裝高溫警報裝置以及自動灑水系統、瓦斯滅火系統等消防設備也至關重要。這些措施能夠在火災初期迅速啟動，有效控制火災蔓延。這些全面的防火措施可以顯著提高鋼結構廠房的抗高溫能力，確保其安全且穩定地運作。
鋼結構廠房施工流程
鋼結構廠房的建造過程涵蓋前期準備、材料採購、結構組裝、焊接與檢驗、最終的防腐防火處理等多個環節，必須將這些環節無縫銜接，確保廠房安全高效地建造和投入使用。
- 現場踏勘：對工地進行詳細勘察，了解實際情況，為確保施工品質奠定基礎。
- 施工放樣：依設計圖，用經緯儀或水平儀校核軸線、標高，明確施工位置，並作詳細標示。
- 基礎預埋：澆築基礎混凝土前，必須預埋螺栓，利用水準儀、經緯儀精確控制水平標高及垂直度。
- 鋼柱吊掛：鋼柱吊掛需在柱底座混凝土達到設計強度的95%後進行。吊運過程中需使用經緯儀即時監測鋼樑的垂直度，確保吊掛精度。
- 牆檁條安裝：採用單鉤多吊法或單片吊法，將檁條吊至指定位置，仔細校準其間距、直線度，最後用螺栓固定。
- 牆板安裝：從一端開始，依照檁條位置逐塊安裝牆板，確保每塊牆板之間緊密貼合。用螺絲將牆板固定在檁條上。此外，牆板間的接合處需進行防水處理，以確保建築物的防水性能。
- 檁條安裝：對於薄壁鋼檁條，可採用起重機或人工吊運。用螺栓將其直接固定在檁條支撐板上，確保連接牢固可靠。
- 塗裝：鋼結構完工後，必須清除金屬表面的污漬，然後塗上防銹漆、膩子、磷化底漆和麵漆。
- 最終檢查：最後根據設計圖和施工計畫對鋼結構廠房進行全面的檢查，確保各項施工工作符合設計要求，從而確保廠房的安全。
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