การออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็ก: ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ

การออกแบบเวิร์กช็อปที่สมเหตุสมผลและเป็นวิทยาศาสตร์สามารถรับประกันประสิทธิภาพการผลิต คุณภาพการก่อสร้าง และความปลอดภัยและความยั่งยืนในภายหลัง ซึ่งต้องอาศัยนักออกแบบในการพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การเลือกเหล็ก การจัดวางโครงสร้าง และการปรับปรุงกระบวนการก่อสร้างให้เหมาะสมในระหว่างกระบวนการออกแบบ

เราจะค่อยๆ วิเคราะห์วิธีการจับประเด็นสำคัญในขั้นตอนการออกแบบต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าแผนการออกแบบไม่เพียงแต่ตรงตามมาตรฐานทางวิศวกรรมเท่านั้น แต่ยังตรงตามความต้องการใช้งานจริงด้วย ฉันหวังว่าการแนะนำโดยละเอียดเหล่านี้จะช่วยให้ทุกคนออกแบบโครงการในอนาคตได้ดีขึ้น

หลักการพื้นฐานในการออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็ก

การเลือกระบบโครงสร้าง

เนื่องจากข้อกำหนดของเค้าโครงกระบวนการ โรงงานโครงสร้างเหล็กจึงมักต้องใช้พื้นที่ที่ใหญ่กว่าและมักจะใช้โครงสร้างแบบเฟรม อย่างไรก็ตาม หากมีพื้นที่มากกว่าและเงื่อนไขกระบวนการเอื้ออำนวย โครงสร้างแบบเฟรมเฉือนก็สามารถใช้ได้เช่นกัน

หลักการของการจัดวางโครงสร้างคือการทำให้กริดเสาสมมาตรและจัดวางอย่างเท่าเทียมกันมากที่สุด เพื่อให้จุดศูนย์กลางความแข็งแกร่งของบ้านอยู่ใกล้กับจุดศูนย์กลางมวลเพื่อลดการบิดตัวในเชิงพื้นที่ของบ้าน ระบบโครงสร้างต้องมีความเรียบง่าย มีกฎเกณฑ์ และถ่ายทอดแรงได้ชัดเจน 

ระบบโครงสร้างทั่วไปสองระบบคือโครงสร้างกรอบและโครงสร้างกรอบพอร์ทัล

โครงสร้างเฟรม: เหมาะสำหรับโรงงานที่มีความต้องการช่วงกว้างหรือการแยกที่ยืดหยุ่น ระบบโครงสร้างนี้มีความสามารถในการรับน้ำหนักสูงและช่วงกว้าง และเหมาะสำหรับลูกค้าที่มีความต้องการใช้พื้นที่สูง เราสามารถปรับการออกแบบโครงสร้างให้สอดคล้องกับกระบวนการผลิตของลูกค้า เพื่อให้โครงสร้างมีความมั่นคงและใช้พื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โครงสร้างกรอบพอร์ทัล: โครงสร้างแบบนี้มักใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับอาคารที่มีช่วงกว้างเล็กและกลาง ข้อดีคือโครงสร้างเรียบง่าย ใช้ทรัพยากรได้มาก ทนต่อแรงลมและแผ่นดินไหวได้ดี สำหรับลูกค้าที่ต้องการก่อสร้างอย่างรวดเร็วและมีงบประมาณจำกัด เราขอแนะนำโครงสร้างแบบพอร์ทัล ซึ่งสามารถก่อสร้างคุณภาพสูงได้ภายในเวลาอันสั้น

การคำนวณโหลด

โรงงานโครงสร้างเหล็กต้องรับน้ำหนักในการก่อสร้าง ฝน ฝุ่น แรงกดจากหิมะ และภาระในการบำรุงรักษา ประสิทธิภาพการรับน้ำหนักของแผ่นหลังคาโลหะขึ้นอยู่กับลักษณะหน้าตัดของแผ่น ความแข็งแรงและความหนาของวัสดุ วิธีการถ่ายทอดแรง และระยะห่างของแป (แปย่อย)

การเลือกใช้วัสดุ

การเลือกใช้วัสดุส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพ ต้นทุน และอายุการใช้งานของโรงงานโครงสร้างเหล็ก

การเลือกเหล็ก: เหล็กที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ Q235 และ Q345 โดย Q235 เหมาะสำหรับโรงงานที่มีข้อกำหนดการรับน้ำหนักทั่วไป ในขณะที่ Q345 เหมาะสำหรับโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรงสูงกว่า เราจะแนะนำประเภทเหล็กที่เหมาะสมที่สุดให้กับลูกค้าโดยพิจารณาจากข้อกำหนดการรับน้ำหนักและงบประมาณโครงการ เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างต้นทุนและความปลอดภัย

วัสดุหลังคาและผนังภายนอก: สำหรับหลังคาและผนังภายนอกของโรงงาน เราแนะนำให้ใช้แผ่นเหล็กสีหรือแผ่นคอมโพสิต วัสดุเหล่านี้ไม่เพียงแต่มีความทนทานดีเท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพในการกันความร้อน กันความร้อน และกันเสียงได้ดีอีกด้วย แผ่นเหล็กสีเหมาะสำหรับโรงงานที่มีข้อกำหนดด้านรูปลักษณ์สูง ในขณะที่แผ่นคอมโพสิตเหมาะสำหรับโครงการที่ต้องการประสิทธิภาพในการกันความร้อนที่สูงกว่า

11 ข้อควรพิจารณาในการออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็ก

ในการออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็ก ไม่เพียงแต่จะต้องคำนึงถึงฟังก์ชันพื้นฐานของโครงสร้างเท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาประเด็นต่างๆ เช่น การป้องกันอัคคีภัย ความทนทานต่อการกัดกร่อน และการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิอย่างละเอียดด้วย

1. การออกแบบระบบป้องกันอัคคีภัย

เหล็กจะมีการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง โดยแสดงออกมาเป็นหลักว่าความแข็งแรงลดลงและความสามารถในการขึ้นรูปเพิ่มขึ้น ดังนั้นการออกแบบเพื่อการป้องกันอัคคีภัยจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

• การเลือกและก่อสร้างวัสดุเคลือบทนไฟ: วัสดุเคลือบทนไฟสามารถปรับปรุงความต้านทานไฟของเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเลือกวัสดุเคลือบควรเป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ในระหว่างการก่อสร้าง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุเคลือบมีความสม่ำเสมอและมีความหนาเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าขีดจำกัดความต้านทานไฟของโครงสร้างเหล็กในการเกิดไฟไหม้ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ เราจะเลือกวัสดุเคลือบทนไฟที่เหมาะสมตามลักษณะของโรงงานและระดับการป้องกันไฟ

• การแบ่งส่วนผนังกันไฟและการออกแบบการอพยพบุคลากร: ผนังกันไฟจะถูกแบ่งอย่างเหมาะสมตามการใช้งานของอาคารและความหนาแน่นของบุคลากร เพื่อลดความเสี่ยงของการลุกลามของเพลิงไหม้ ในขณะเดียวกัน ควรพิจารณาช่องทางอพยพและทางออกฉุกเฉินในระหว่างการออกแบบ เพื่อให้แน่ใจว่าบุคลากรสามารถอพยพได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัยในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้

2. การออกแบบป้องกันการกัดกร่อน

เหล็กมีแนวโน้มที่จะเกิดสนิมในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือกัดกร่อน เช่น พื้นที่อุตสาหกรรมหรือสภาพอากาศทางทะเล การกัดกร่อนจะทำให้ความแข็งแรงของเหล็กลดลงและอาจทำให้โครงสร้างล้มเหลวได้ เราจะแนะนำให้ลูกค้าใช้มาตรการป้องกันการกัดกร่อนที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม

• การเลือกและการสร้างสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน: เลือกสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนที่เหมาะสมตามสภาพแวดล้อม เช่น เรซินอีพอกซี สารเคลือบโพลียูรีเทน เป็นต้น ความหนาและการยึดเกาะของสารเคลือบเป็นปัจจัยสำคัญต่อผลการป้องกันการกัดกร่อน การก่อสร้างจะต้องดำเนินการตามมาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่าสารเคลือบมีความสม่ำเสมอและแน่นหนา

• การป้องกันเสาเหล็กใต้ดิน: เสาเหล็กใต้ดินมีความอ่อนไหวต่อการกัดกร่อนของน้ำและดิน จึงมักต้องใช้มาตรการ เช่น การหุ้มคอนกรีต เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น

3. ป้องกันความชื้น

โดยเฉพาะในฤดูฝนในฤดูร้อน ควรป้องกันไอน้ำไม่ให้ควบแน่นในชั้นล่างและชั้นหลังคาโลหะของหลังคาโลหะ และระบายไอน้ำในชั้นหลังคาโลหะ วิธีแก้ไขคือเติมชั้นหลังคาโลหะด้วยผ้าฝ้ายฉนวน วางแผ่นกันน้ำบนแผ่นด้านล่างของหลังคาโลหะ และติดปมระบายอากาศบนแผงหลังคาโลหะ

4. ระบบป้องกันฟ้าผ่า

ในช่วงฤดูร้อนจะมีพายุฝนฟ้าคะนองบ่อยครั้ง เมื่อออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็ก จำเป็นต้องส่งฟ้าผ่าลงสู่พื้นดินเพื่อป้องกันไม่ให้ฟ้าผ่าทะลุหลังคาโลหะและเข้าไปในห้อง

6. การป้องกันการรั่วซึม

นอกจากการป้องกันการรั่วซึมที่ดีแล้ว โรงงานโครงสร้างเหล็กยังต้องป้องกันไม่ให้น้ำฝนซึมเข้าไปในแผงหลังคาโลหะจากภายนอกด้วย น้ำฝนส่วนใหญ่ไหลเข้าไปในหลังคาโลหะผ่านช่องว่างหรือปมที่ทับซ้อนกัน

เพื่อให้บรรลุหน้าที่ป้องกันการรั่วซึม จำเป็นต้องใช้ปะเก็นปิดผนึกที่ปากสกรูและใช้การยึดแบบซ่อน ใช้ยาแนวหรือเชื่อมที่ส่วนที่ทับซ้อนกันของแผ่น ควรใช้แผ่นเต็มความยาวเพื่อขจัดส่วนที่ทับซ้อนกัน และทำการกันน้ำอย่างเข้มงวดในตำแหน่งโหนดต่างๆ

7. การป้องกันเสียง

โรงงานโครงสร้างเหล็กทั่วไปส่วนใหญ่ใช้ในโรงงานการผลิต ในระหว่างกระบวนการผลิตและการก่อสร้าง เสียงรบกวนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ โรงงานโครงสร้างเหล็กช่วยป้องกันไม่ให้เสียงถูกส่งจากภายนอกสู่ภายในหรือจากภายในสู่ภายนอก

เติมวัสดุกันเสียงลงในชั้นหลังคาโลหะ (โดยปกติจะเป็นผ้าฝ้ายกันเสียง) และประสิทธิภาพของฉนวนกันเสียงจะแสดงโดยความแตกต่างของเดซิเบลของความเข้มเสียงทั้งสองด้านของชั้นหลังคาโลหะ ประสิทธิภาพของฉนวนกันเสียงสัมพันธ์กับความหนาแน่นและความหนาของวัสดุกันเสียง

ควรสังเกตว่าวัสดุฉนวนกันเสียงมีผลในการป้องกันเสียงที่มีความถี่ต่างกันต่างกัน

8. ฉนวนกันความร้อน

ทำหน้าที่เก็บน้ำฝนได้ดีในฤดูร้อน และทำหน้าที่เก็บความร้อนได้ดีในฤดูหนาว ป้องกันไม่ให้ความร้อนถ่ายเทไปทั้งสองด้านของหลังคาโลหะของโรงงานโครงสร้างเหล็กเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในให้คงที่

ฟังก์ชันการป้องกันความร้อนทำได้โดยการเติมวัสดุป้องกันความร้อน (ที่ใช้กันทั่วไปคือใยแก้วและใยหิน) ใต้แผงหลังคาโลหะ ผลของการป้องกันความร้อนจะแสดงเป็นค่า U ซึ่งมีหน่วยเป็น W/M2K

ประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนนั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยต่างๆ ดังต่อไปนี้: วัตถุดิบ ความหนาแน่นและความหนาของฉนวนฝ้าย ความชื้นของฉนวนฝ้าย วิธีการเชื่อมต่อระหว่างแผงหลังคาโลหะและโครงสร้างส่วนล่าง (เพื่อป้องกันปรากฏการณ์ “สะพานเย็น”) ความสามารถซ้ำๆ ของชั้นหลังคาโลหะในการต้านทานรังสีความร้อน

9. แสงสว่าง

พื้นที่ก่อสร้างโรงงานโครงสร้างเหล็กโดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่ สกายไลท์ใช้เพื่อปรับปรุงแสงสว่างภายในอาคารในตอนกลางวันเพื่อประหยัดพลังงาน เมื่อจัดสกายไลท์หรือไฟกระจกในตำแหน่งเฉพาะบนหลังคาโลหะ อายุการใช้งานของสกายไลท์ควรสอดคล้องกับแผงหลังคาโลหะ และควรทำการบำบัดกันน้ำที่จุดเชื่อมต่อระหว่างสกายไลท์และแผงหลังคาโลหะ

10. ข้อต่อขยายอุณหภูมิ

เหล็กจะขยายตัวหรือหดตัวเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงต้องพิจารณาข้อต่อขยายเนื่องจากอุณหภูมิในระหว่างการออกแบบ จุดสำคัญในการออกแบบ ได้แก่:

• การตั้งค่าข้อต่อขยายที่เหมาะสม: ข้อต่อขยายควรตั้งในตำแหน่งที่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงยาวหรือโรงงานขนาดใหญ่ ซึ่งจะดูดซับความเครียดจากการขยายและหดตัวที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• วัสดุและการก่อสร้างข้อต่อขยาย: ข้อต่อขยายโดยปกติจะต้องใช้วัสดุเฉพาะ เช่น ยางที่ยืดหยุ่นได้หรือข้อต่อโลหะ เพื่อให้แน่ใจว่าจะทำงานได้อย่างถูกต้องเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง และหลีกเลี่ยงผลเสียต่อโครงสร้างเหล็ก

11. การออกแบบระบบสนับสนุน

การออกแบบระบบรองรับต้องให้แน่ใจว่าโครงสร้างจะสามารถรับน้ำหนักของหลังคาและส่วนอื่นๆ ได้ พร้อมทั้งยังรักษาความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่เพียงพอ

• ระบบรองรับหลังคา: ระบบรองรับหลังคาโดยทั่วไปประกอบด้วยการรองรับแบบตรงและการรองรับแบบเฉียง เมื่อออกแบบ จำเป็นต้องเลือกวิธีการรองรับอย่างเหมาะสมตามขนาดของโรงงาน การรับน้ำหนักของหลังคา และเค้าโครงโครงสร้าง โดยการวิเคราะห์แรงจะช่วยให้ระบบรองรับได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดการสูญเสียวัสดุที่ไม่จำเป็น และปรับปรุงความปลอดภัยและความประหยัดของโครงสร้าง

เราจะพิจารณาประเด็นสำคัญข้างต้นแต่ละประเด็นอย่างครอบคลุมในระหว่างกระบวนการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าโรงงานโครงสร้างเหล็กของคุณไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองความต้องการการผลิตได้เท่านั้น แต่ยังทำงานได้อย่างปลอดภัยและมั่นคงเป็นเวลาหลายปีอีกด้วย

การออกแบบโครงสร้างเหล็กเพื่อความสวยงามและการใช้งาน

การออกแบบรูปลักษณ์ภายนอก

โดยปกติแล้วโรงงานโครงสร้างเหล็กจะมีรูปแบบเรียบง่ายซึ่งเน้นความทันสมัยและอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาในภายหลัง

• การจับคู่สี: การจับคู่สีที่เหมาะสมสามารถทำให้เวิร์กช็อปกลมกลืนกับสภาพแวดล้อมโดยรอบได้ มักเลือกใช้โทนสีกลางๆ ที่ให้กลิ่นอายของความเป็นอุตสาหกรรม ซึ่งทั้งเรียบง่ายและทนทานต่อสิ่งสกปรก
• เอฟเฟกต์ด้านหน้าอาคาร: การออกแบบด้านหน้าอาคารของโรงงานควรประสานงานกับการใช้งานด้านอุตสาหกรรมเพื่อให้เกิดความสวยงามโดยไม่กระทบต่อประโยชน์ใช้สอยของโครงสร้าง

การออกแบบที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

การออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็กควรปฏิบัติตามแนวคิดอาคารสีเขียว ใช้วัสดุประหยัดพลังงานและมีฉนวนกันความร้อน ระบบระบายอากาศตามธรรมชาติ ฯลฯ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและลดการปล่อยคาร์บอน

การออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็กช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการก่อสร้าง

การออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็กควรจะสะดวกต่อการก่อสร้างและการติดตั้ง ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานเท่านั้น แต่ยังช่วยควบคุมคุณภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย

การออกแบบชิ้นส่วนสำเร็จรูป

ซึ่งหมายความว่าส่วนประกอบส่วนใหญ่จะถูกประกอบสำเร็จรูปในโรงงาน และกระบวนการเชื่อม เจาะ พ่น และกระบวนการอื่นๆ ทั้งหมดจะเสร็จสมบูรณ์ในเวลาเดียวกัน เพื่อรับประกันความแม่นยำและคุณภาพของส่วนประกอบแต่ละชิ้น วิธีนี้ช่วยลดความซับซ้อนของการก่อสร้างในสถานที่ ช่วยลดระยะเวลาการก่อสร้างเวิร์กช็อปโครงสร้างเหล็กได้อย่างมาก และยังช่วยลดข้อผิดพลาดและความเสี่ยงด้านคุณภาพที่เกิดจากการประมวลผลในสถานที่อีกด้วย

การออกแบบโหนดการเชื่อมต่อ

การออกแบบและก่อสร้างโหนดการเชื่อมต่อควรดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามมาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อแต่ละจุดสามารถทนต่อภาระการออกแบบได้

การออกแบบโหนดคาน-คอลัมน์: โหนดเชื่อมต่อระหว่างคานและเสาโดยปกติจะเชื่อมต่อด้วยการเชื่อมหรือสลักเกลียว เมื่อออกแบบ ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การถ่ายโอนน้ำหนัก ความแข็งแรงของโหนด และความเสถียร

การออกแบบโหนดบีม-บีม: เมื่อจำเป็นต้องเชื่อมต่อคานสองคาน การออกแบบโหนดคาน-คานจะต้องมั่นใจว่ามีความแข็งแรงเพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่ที่ต้องทนต่อน้ำหนักที่รวมกันเป็นจำนวนมาก

การออกแบบโหนดฐานเสา: เนื่องจากเป็นส่วนสำคัญที่รองรับโครงสร้างโรงงานทั้งหมด ขาเสาจึงต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับความสามารถในการรับน้ำหนักของฐานรากและวิธีการเชื่อมต่อขาเสา โดยทั่วไปแล้ว มักจะยึดเสาเหล็กเข้ากับฐานรากอย่างแน่นหนาด้วยสลักเกลียวหรือการเชื่อม

เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโรงงานโครงสร้างเหล็กของคุณ

ในการออกแบบ โรงงานโครงสร้างเหล็กเราไม่เพียงแต่เน้นที่การใช้งานและความปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังเน้นที่การประหยัดและการปกป้องสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ด้วยการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด เราสามารถมอบโซลูชันที่ทั้งประหยัดต้นทุนและตอบสนองความต้องการของการพัฒนาอย่างยั่งยืนให้กับลูกค้าได้

หากคุณต้องการสร้างชุดโซลูชันการออกแบบที่ใช้งานได้จริงและคุ้มต้นทุนสำหรับเวิร์กช็อปโครงสร้างเหล็กของคุณ โปรดติดต่อเราทันที ทีมงานมืออาชีพของเราจะมอบโซลูชันเฉพาะให้กับคุณเพื่อช่วยคุณประหยัดต้นทุน ลดระยะเวลาการก่อสร้าง และบรรลุเป้าหมายในการปกป้องสิ่งแวดล้อมพร้อมรับประกันคุณภาพ