水泥廠中的鋼結構設計淺析

李 倩

(合肥水泥研究設計院，合肥 230051)

水泥廠中的鋼結構設計淺析

李 倩

(合肥水泥研究設計院，合肥 230051)

鋼結構作為目前主要的建筑結構類型之一，其高強度、輕質量以及較強變形性能的優勢突出，在現代企業建筑中的應用越來越廣泛。鋼結構在現代水泥廠建筑中發揮著重要的作用，但是由于其對鋼結構性能的要求比較高，因此水泥廠更加需要注重鋼結構的設計，不斷優化鋼結構設計，滿足水泥廠的生產運營要求。本文主要從防火、防水、防腐三個方面分析水泥廠的鋼結構設計。

水泥廠；鋼結構；設計

水泥廠鋼結構設計的性能關系到水泥廠運營的安全與穩定，鋼結構設計需要達到防火、防水、防腐等多項指標規范，滿足水泥廠水泥生產的質量要求。近幾年，鋼結構成為水泥廠建筑的主要設計形式，越來越多的鋼結構設計投入使用，鋼結構建筑不僅節能環保，而且還能降低企業的建設成本，但是鋼結構工程技術具有一定的復雜性，所以在鋼結構的設計中必須要排除不利的影響因素，體現鋼結構設計在水泥廠中的應用效益，改善水泥廠的鋼結構建筑水平。

一、水泥廠鋼結構的設計內容

在水泥廠鋼結構的設計中需要重點關注建筑的防火、防腐及防水性能，保障水泥廠生產運營的健康發展。

1、鋼結構的防火設計

防火是水泥廠鋼結構設計中最為直接的目的，水泥廠鋼結構的優勢明顯，應用規模逐漸擴大，但是水泥廠鋼結構的穩定性會隨著溫度的升高而下降，可能會導致鋼結構出現嚴重的破壞[1]，因此鋼結構本身的防火能力較低，其在水泥廠運營中很容易出現火災事故，所以水泥廠必須要將鋼結構的防火設計作為其基礎設計內容，深化防火措施，不斷強化鋼結構設計的穩定性。

2、鋼結構的防腐設計

鋼結構本身較容易發生腐蝕，水泥廠中鋼結構建筑的受氣候、濕度、污染等因素的影響，更加重了鋼結構的腐蝕風險。防腐是水泥廠鋼結構設計中的重要內容，有利于避免鋼結構強度的降低。防腐設計能夠提升鋼結構在水泥廠中的使用性能，延長鋼結構的運營周期，最主要的是為水泥廠生產營造安全的環境。對水泥廠鋼結構的防腐設計，必須要深入研究鋼結構表面發生的腐蝕，分析鋼結構腐蝕的類型，由此才能優化鋼結構的防腐設計，保護水泥廠中的鋼結構。

3、鋼結構的防水設計

水泥廠鋼結構的防水設計可以算作防腐設計的輔助條件，主要是排除水分引起的腐蝕類型。水泥廠鋼結構中主要的影響因素是漏水，如屋面漏水、雨篷漏水等會銹蝕鋼結構的主體，降低鋼結構的使用壽命[1]。鋼結構的連接位置是防水設計的重點部分，尤其是鋼板搭接的部分，如果不能實行防水設計，很容易出現銹蝕、老化等問題，進而導致鋼結構松垮，造成潛在不穩定的危害。

二、水泥廠鋼結構的設計方法

水泥廠鋼結構在防火、防腐及防水方面的缺陷需要我們重點研究鋼結構在這三個方面的設計方法，保障鋼結構建筑的質量水平。

1、鋼結構防火設計的方法

水泥廠中鋼結構防火設計的原理是設置隔離區域，切斷火源破壞的途徑。主要防火設計的方法主要包括：(1)在鋼結構的外圍實行混凝土保護，利用混凝土封閉鋼結構，避免火災向內傳播，水泥廠可以采取現澆、噴涂的方式，促使混凝土依附在鋼結構的表面，阻礙火災高溫的危害，保護鋼結構及構件的安全；(2)充水保護，在空心鋼的結構內灌入水，利用水循環的方式吸收外界的熱量，有效降低鋼結構的溫度，同時也不會影響水泥廠鋼結構的性能；(3)防火涂料，水泥廠選擇具有防火性能的涂料，全面噴涂在鋼結構內充當隔熱層，防火涂料的厚度應達到相關的標準，保護火災中的鋼結構。水泥廠有效運用鋼結構防火設計的方法，能夠在較大程度上提升鋼結構的防火水平。

2、鋼結構防腐設計的方法

水泥廠中鋼結構及其部件會受到不同腐蝕因素的干擾，加速了鋼結構腐蝕的速率。水泥廠在鋼結構防腐設計方面，最為常用的方法是涂刷防腐層，利用防腐材料隔絕外界環境中的空氣、水等腐蝕物質，以此來提升鋼結構的抗腐蝕能力[3]。水泥廠的鋼結構設計非常復雜，涂刷防腐材料時必須準確的選擇方法，如電鍍、浸鍍等，實際鋼結構設計中，較容易發生腐蝕的為鋼板。水泥廠鋼結構設計中鋼板的防腐方法主要可以分為兩種策略，一種是國內常見的彩色涂層防腐，先處理鋼板的表面，再涂刷有機涂層，采取烘烤的方式加速有機涂層的固化，形成穩固的彩色涂層，彩色涂層不僅具有防腐作用，還可發揮防火的優勢，確定防腐方案后，水泥廠可根據鋼結構設計在性能方面的需求，安排彩色涂層鋼板的施工技術；另外一種防腐策略是熱鍍鋁鋅，在鋼板中采用加熱的方式鍍上鋁鋅金屬層，熱鍍鋁鋅的抗腐蝕能力非常強，即使在高溫、潮濕的環境下也能保持穩定的耐腐蝕效果，水泥廠科學合理的應用熱鍍鋁鋅防腐設計，能夠有針對性的分配熱鍍鋁鋅，保障鋼結構設計中的防腐效果。

3、鋼結構防水設計的方法

鋼結構的防水設計中，需要充分考慮漏水因素的影響，根據水泥廠在鋼結構防水設計方面的實踐需求，提出以下幾點防水設計的措施[4]。第一鋼結構中全部采取防水螺釘，防止水分浸入，各個鋼板連接的位置，采取優質的防水處理，保障所有連接位置的防水性能；第二水泥廠鋼結構的屋面坡度需控制在3°以上，既要符合水泥廠屋面結構的外觀需求，又要防止使用期間出現滲漏的問題，目前比較常見的防水屋面是外排式或雙坡式；第三減少鋼結構設計中的縱向連接，可以適當設計伸縮縫，提高搭接防水的能力；第四水泥廠鋼結構中的門窗接縫處必須采取密封膠處理，用于防護水分滲透，而且鋼結構中的屋面、管道預留的孔洞，也要加裝防水蓋，體現鋼結構的防水設計。

三、水泥廠鋼結構設計中的注意事項

水泥廠中鋼結構的設計工藝繁瑣，影響因素諸多，為提升鋼結構設計的水平，根據水泥廠鋼結構設計的內容及方式，需要不斷規范鋼結構的設計途徑，保障鋼結構在水泥廠中的穩定性。

總的來說，維護水泥廠鋼結構安全需要注意以下幾點事項：(1)清理鋼結構設計或施工后遺漏的碎屑，如鉆孔、螺釘等碎屑，防止此類碎屑引起的氧化腐蝕，保障鋼結構表面的清潔度，提高鋼結構的穩定度，排除碎屑類物質引發的設計問題；(2)實行配套設計，水泥廠鋼結構設計中的配套方式，有利于穩固鋼結構的設計性能，杜絕使用零散型的不穩定材料，如含鉛鋼板、不銹鋼板等，避免鋼結構中出現漏水的問題；(3)鋼結構設計方案中，盡量選擇一家供貨商，保持鋼結構材料在整個設計中的一致性，既可以避免不同期材料的性能差異，又可以避免兩期材料的銜接問題，保護鋼結構設計的性能；(4)精細處理鋼結構設計中的毛刺，鋼結構中遺漏的毛刺可能會刮傷表面的保護層，導致鋼結構暴露在空氣中，加重氧化腐蝕的程度，需清除毛刺保護鋼結構的表層；(5)做好水泥廠鋼結構設計中的防水工作，根據鋼結構的建設進程，采取適當的遮蓋方式，尤其是雨水季節中的鋼結構遮蓋，保障鋼結構始終處于干燥的環境。

結束語：

水泥廠鋼結構設計較為復雜，需根據水泥廠運營的實際需求，明確鋼結構設計的目的，保障水泥廠鋼結構的性能，為水泥廠的生產運營提供安全可靠的環境。水泥廠的鋼結構設計最重要的是需要達到規范的性能標準及實際生產要求，改善水泥廠鋼結構的使用環境，體現鋼結構設計的優勢和價值，推進水泥廠鋼結構設計的創新發展。

[1]盧崢.水泥廠鋼結構的設計與維護[J].河南建材,2011,01:132-133.

[2]鐘海波,馮琴.水泥廠中鋼結構的防火保護[J].中國水泥,2009,12:85.

[3]郭云.水泥廠鋼結構廠房維護系統的設計選材與施工[J].水泥技術,2010,01:94-97.

[4]官璐,劉曉漫.水泥廠土建鋼結構工程設計概預算探討[J].四川建材,2014,01:15-17.

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1007–6344（2015）01–0004–01

李倩（1982-），女，安徽合肥人，學歷：本科，工作單位：合肥水泥研究設計院，工程師