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輕鋼結構在醫藥工業廠房中的應用

作者：建筑鋼結構網    
時間：2011-03-07 13:29:43 [收藏]
提要：輕鋼結構在醫藥廠房中的應用已經越來越廣泛，綜述了在設計過程中建筑結構構造、防火、防爆、防水措施等方面應注意的問題，闡述了其優越性，值得推廣。.
    關鍵詞：應用 廠房 工業 醫藥
        提要：輕鋼結構在醫藥廠房中的應用已經越來越廣泛，綜述了在設計過程中建筑結構構造、防火、防爆、防水措施等方面應注意的問題，闡述了其優越性，值得推廣。

        關鍵詞：輕鋼結構醫藥工業廠房防火防水

        隨著我國經濟不斷增長和人民生活水平的日益提高，醫藥工業有了很大的發展。從1998年起，國家藥品監督管理局陸續頒布規定：2004年6月30日前，我國藥品制劑和原料藥生產必須全部符合GMP認證。從2004年7月1日起，凡未取得藥品制劑或原料藥生產GMP證書的生產企業，將被撤銷《藥品生產許可證》或相應劑型的生產范圍，同時撤銷相應藥品的生產批準文號，責令其停止生產。

        GMP的必要條件是指具備一定潔凈程度的潔凈廠房。在全國各地，隨著GMP認證浪潮的掀起，生產藥品的企業紛紛新建和改擴建一大批潔凈廠房，我院承擔了不少設計任務，潔凈廠房有許多不同于其他廠房的特點，建筑設計要考慮平面和空間布局的靈活性，潔凈區分隔成許多小間，門窗多，主體結構不宜采用厚度大的內墻承重，為適應潔凈區的靈活布置，需采用大空間及大跨度柱網。圍護結構的材料選型應滿足保溫、隔熱、防火、防潮、少產塵等要求。有防爆要求的潔凈廠房的外墻要采用輕質材料，每平方米重量不超過120kg，以滿足泄爆要求。為了減少灰塵，保證潔凈區內空氣的潔凈度，廠房最好不設變形縫。潔凈區不允許各種管道通過，因此在廠房上空需要設置技術夾層。

        針對以上設計要求，近年來我們在醫藥工業廠房設計中，大量采用輕鋼結構，其中以門式剛架為主，有單跨和多跨，門式輕型剛架結構與鋼筋混凝土結構相比，有其獨特的優點：1、它能夠滿足潔凈廠房建筑設計的要求，柱網布置靈活，跨度最大可達36m，縱向溫度區段長度允許300m，橫向溫度區段長度允許150m，這種結構用于醫藥工業廠房，符合潔凈廠房不設變形縫的要求。2、門式剛架結構形成的坡屋面下部空間較大，可以作為廠房技術夾層，布置各種管道，充分利用建筑空間，節約投資。3、輕鋼結構抗震性能好，由于鋼結構本身具有較好的延性，故能夠充分耗散地震能。另外，由于輕鋼結構重量輕，地震力很小。設計經驗表明：當抗震設防烈度為7度時，一般不需做抗震驗算；當為8度及以上時，橫向剛架和縱向剛架均需做抗震驗算。4、輕鋼結構重量輕，節省了基礎投資。5、外墻采用輕型復合鋼板，可以滿足廠房泄爆要求。6、輕鋼廠房全部鋼構件可以在工廠制作加工，現場組裝，機械化生產程度高，確保質量，加快施工速度，大大縮短建設周期，使藥廠能盡快建成投產，獲得良好的經濟效益，深受建設單位歡迎。設計中部分工程應用情況，詳見附表。

        在醫藥工業廠房中應用輕鋼結構，建筑方面突出的問題是防火設計。生產中采用較多貴重的進口機器、儀表、儀器，價錢高，一旦發生火災，損失嚴重。生產過程中使用易燃易爆物品，生產火災危險性分類局部為甲類，防火設計顯得更加重要，帶有一定的技術難度。輕鋼結構構件截面小，鋼材強度隨著溫度的升高而降低，溫度達到一定高度時會喪失承載能力。因此在設計中必須考慮采取防火措施，使鋼構件滿足耐火極限的要求。根據建筑設計防火規范GBJ16-87(2001年版)，醫藥工業廠房耐火等級一般為二級，要求單層廠房柱耐火極限達到2h，梁耐火極限達到1.5h，而無防火涂料保護的鋼柱、鋼梁構件耐火極限只達到0.25h，不滿足防火規范要求，必須采取防火隔熱措施，設計中多采用防火涂料。防火規范2.0.5條規定，二級耐火等級建筑的屋頂如采用耐火極限不低于0.5h的承重構件(一般指屋架)有困難時，可采用無保護層的金屬構件。但甲、乙、丙類液體火焰能燒到的部位，應采取防火保護措施。考慮單層門式剛架作為屋面承重部分構件和門架柱連成整體為共同受力構件，與由鋼筋混凝土柱和鋼屋架組成的廠房相比有所不同，不能按單純的屋面承重構件考慮，設計中均應采用防火保護措施，以確保在發生火災時，門式剛架的整體穩定和安全。避免建筑破壞，造成經濟損失。

        新版建筑設計防火規范(報批稿)對工業廠房金屬結構承重構件的防火要求作了更加明確的規定。耐火等級為二級，設置自動噴水滅火系統的單層丙類生產廠房和丁、戊類生產廠房，還有丁、戊類儲存物品倉庫，可以不采用防火隔熱措施保護。但甲、乙、丙類液體或可燃氣體火焰可以燒到的梁、柱應采取外包敷不燃材料或其它防火隔熱措施保護，并滿足耐火極限要求。二級耐火等級的單層及二層廠房中的梁耐火極限要求達到1.0h，比老規范降低0.5h，二級耐火等級廠房的屋頂可采用無保護層的金屬構件，但甲、乙、丙類液體火焰可以燒到的部位應采取防火隔熱保護措施。

        輕鋼廠房內大部分是制藥工藝設備或潔凈房間，防水、防潮、要求高，做好廠房屋面防水十分重要，設計中一定要注意。目前廠房屋面扳安裝有三種方法：第一種是復合彩板自攻螺釘連接，時間一長就有漏水的可能，在藥廠中基本不采用；第二種自扣式連接，無機械損傷，剛性大、防火性好，但蒙皮效應相對弱一些；第三種咬合接口，剛性大、防水性好，維護費用低，外觀清晰流暢，具有現代美感，在醫藥廠房中較多采用。輕鋼廠房屋面坡度不宜太小，排水天溝宜外設，屋面板保溫材料須用帶鋁箔的，以防止結露或雨水溢進。另外，由于潔凈廠房中夾層內各種管道繁多，而且大部分要懸吊于屋面檁條上，這樣，如果管道過于集中的吊于少數幾根檁條上就會造成檁條撓度太大而下垂，屋面也會因此下陷而積水、漏水，因此屋面設計也應注意加強懸掛管道的檁條剛度和強度。

        輕鋼結構設計方面應注意以下問題：當建筑物寬度大于60m，在內柱宜適當設置柱間支撐，當內、外柱交叉支撐與建筑門窗洞口或工藝、暖通專業設備管道布置有矛盾時，可改用人字支撐、門式桁架支撐或縱向剛架，內柱支撐可在外柱支撐相應位置設置，考慮到彩鋼板的蒙皮作用，不一定每列內柱都設置。

        綜上所述，無論從工藝布置，還是建筑實用性、施工安裝等方面，輕鋼結構在醫藥工業廠房中應用都有其顯著的優越性。更重要的是，輕鋼結構經濟效益明顯，據統計它與鋼筋混凝土結構相比，可以節省投資25%。輕鋼結構是一種新型結構，其在醫藥工業中的應用方興未艾，只要充分認識其建筑結構特點，它在醫藥工業廠房中應用將會越來越廣泛。
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