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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);工業(yè)廠房;設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
無論是中國古代,還是現(xiàn)代工業(yè)廠房設(shè)計(jì),都需要強(qiáng)調(diào)安全,有些建筑只注重難度和高度,甚至有些工業(yè)廠房為了節(jié)省材料,導(dǎo)致現(xiàn)代建筑工程的安全問題和滲漏甚多,這是建筑質(zhì)量所不能夠允許的,我們只有重視鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)施工工藝,才能保證滿足廠房的施工安全。
一、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的重要性
我們知道農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),因?yàn)樗峁┤嗣竦幕旧姹U稀5谡麄€(gè)國民經(jīng)濟(jì)中光靠農(nóng)業(yè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,其它產(chǎn)業(yè)部門,如工業(yè)、交通、商業(yè)等都必須大力發(fā)展,尤其是工業(yè),它是國民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平就代表了其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,世界上的發(fā)達(dá)國家都是工業(yè)化國家。作為發(fā)展中國家,與發(fā)達(dá)國家相比,我國的工業(yè)還存在許多問題。比如總體水平低,現(xiàn)代化程度差,科學(xué)技術(shù)上明顯滯后,工業(yè)生產(chǎn)效率也較低。因此,工業(yè)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型勢在必行。
配合著工業(yè)方面的轉(zhuǎn)型,鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也將進(jìn)入到一個(gè)新的階段。在這個(gè)階段中面臨著一定的考驗(yàn),但更多的是機(jī)遇。對(duì)于工業(yè)來講,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛,歷史也相當(dāng)悠久,其體系也較為成熟和固定。工業(yè)中體量大小差異很大的建、構(gòu)筑物很多,需要滿足的功能要求也多種多樣,各方面的限制因素等都導(dǎo)致結(jié)構(gòu)樣式要比較靈活,因此鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用必將占據(jù)很大的部分。輔助材料的性能發(fā)展,如防火材料、防腐蝕材料及保溫材料等,也使鋼結(jié)構(gòu)能滿足越來越高的使用上的要求。隨著時(shí)間的不斷推移,工業(yè)與鋼結(jié)構(gòu)之間形成了一種相互促進(jìn)、互利互惠的關(guān)系。這種關(guān)系也決定了兩者緊密的聯(lián)系。
二、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)
1、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房常用結(jié)構(gòu)體系分析
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系上,主要有3種常用的結(jié)構(gòu):
(1)純框架體系
具體而言,綜合考慮廠房的縱向與橫向這兩個(gè)方向,將其設(shè)計(jì)為剛接框架,禁止設(shè)置柱間支撐。這種結(jié)構(gòu)體系的使用空間基本上不受其影響,但是其柱不能運(yùn)用工字型柱,必須要設(shè)置成截面形式,例如箱形柱。一般而言,截面形式的兩個(gè)方向在慣性矩差別上基本上沒有變化,因而在一定程度上增加了鋼材的使用量。
(2)框架-支撐體系
這種結(jié)構(gòu)體系主要是將結(jié)構(gòu)的橫向設(shè)計(jì)為剛接框架,而結(jié)構(gòu)的縱向通常設(shè)計(jì)為柱-支撐體系,基于積極發(fā)揮柱間支撐作用的同時(shí),提高水平荷載的抵抗力。從本質(zhì)上來講,這種結(jié)構(gòu)體系相對(duì)經(jīng)濟(jì)環(huán)保,但柱間的支撐在一定情況下將會(huì)對(duì)整體的使用性能造成影響。由此可以看出,框架-支撐體系對(duì)于縱向深度較廣、橫向深度較廣的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房。
(3)鋼架聯(lián)合支撐的混合結(jié)構(gòu)體系
這種形式主要是把結(jié)構(gòu)的縱向設(shè)計(jì)為鋼架與支撐相結(jié)合的形式,依靠這兩者的相互作用來實(shí)現(xiàn)抵抗水平壓力的目的。立足于鋼架聯(lián)合支撐的混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn),有助于促進(jìn)柱縱向彎矩的減少,但在一定狀況下增大了樓面的剛度,導(dǎo)致柱子間的變形出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的狀況,因而柱間的支撐作用沒有得到有效發(fā)揮。
2、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房樓蓋布置思路分析
一般來講,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的樓蓋主要存在4種形式:壓型鋼板現(xiàn)澆組合樓板、裝配整體式預(yù)制樓板、裝配式預(yù)制樓板和普通現(xiàn)澆混凝土樓板。綜合考慮這4類樓板各自的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)于壓型鋼板現(xiàn)澆組合樓板來講,與普通現(xiàn)澆混凝土樓板均存在平面整體剛度相對(duì)較好的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)在施工速度上,壓型鋼板現(xiàn)澆樓板與裝配整體式預(yù)制樓板以及裝配式預(yù)制樓板相比顯著提高,但其造價(jià)較高。由此可知,要想提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的使用性能,必須要積極運(yùn)用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板。
3、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房柱網(wǎng)布置分析
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房柱網(wǎng)的布置過程中,要遵循其相關(guān)的原則。換言之,主要體現(xiàn)在5個(gè)方面上:要滿足廠房的生產(chǎn)工藝以及使用需求;要遵循建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性以及合理性原則;體現(xiàn)施工方法的先進(jìn)性;與鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑的統(tǒng)一化原則相匹配;最大限度地體現(xiàn)生產(chǎn)的發(fā)展要求以及技術(shù)變革的要求。通常狀況下,當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的跨度處在18m以下的情形中,要運(yùn)用3m倍數(shù)原則。反之,如果跨度在18m以上時(shí),要遵循6m倍數(shù)設(shè)計(jì)原則。而廠房的柱距要盡可能地執(zhí)行6m以及6m倍數(shù)原則。
4、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房變形縫設(shè)置分析
在設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的變形縫時(shí),首先要明確變形縫的種類,主要包括3種,即為伸縮縫、防震縫以及沉降縫。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的寬度與長度超過實(shí)際需求的范圍時(shí),此時(shí)氣溫發(fā)生明顯的變化,于鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)一定的溫度應(yīng)力,導(dǎo)致墻面以及屋面產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象,不利于廠房的正常使用。在這種情形下,為了最大限度地降低工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力,必須要進(jìn)行伸縮縫的設(shè)計(jì)。通常狀況下,要對(duì)廠房進(jìn)行分區(qū)處理,進(jìn)而分成諸多個(gè)溫度區(qū)段。需要強(qiáng)調(diào)的是,在設(shè)置伸縮縫的過程中,最先開始的位置是基礎(chǔ)頂面,將溫度區(qū)段上部結(jié)構(gòu)區(qū)分開來,預(yù)留適當(dāng)寬度的縫隙,致使上部的結(jié)構(gòu)在氣溫發(fā)生變化的過程中能夠順著水平方向?qū)崿F(xiàn)變形。
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中,通常狀況下不進(jìn)行沉降縫處理,但是當(dāng)工業(yè)廠房相鄰的兩部分在高差上存在很大差異時(shí)可設(shè)置沉降縫,同時(shí)當(dāng)兩跨間吊車在起重量上產(chǎn)生巨大懸殊下,且地基承載力也發(fā)生巨大落差,必須要進(jìn)行沉降縫設(shè)置。為了盡可能地減輕震害,必須要設(shè)置防震縫。當(dāng)工業(yè)廠房在平面以及立面上相對(duì)復(fù)雜時(shí),同時(shí)結(jié)構(gòu)的高度以及剛度存在較大的差異,必須要設(shè)置防震縫。此外,如果要在廠房的側(cè)邊進(jìn)行附房的布置,需要注意的是要將相鄰的部分區(qū)別設(shè)計(jì),設(shè)置伸縮縫與沉降縫時(shí),要與防震縫設(shè)計(jì)要求相一致。
三、鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中存在質(zhì)量控制的要點(diǎn)
1、鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)工程質(zhì)量控制的重要措施
鋼結(jié)構(gòu)廠房最基礎(chǔ)的工程就是采用混凝土作為一些獨(dú)立的基礎(chǔ),基礎(chǔ)工程混凝土和鋼筋模式的施工施工工藝完全相同,因此鋼結(jié)構(gòu)廠房中我們需要注意錨栓會(huì)出現(xiàn)不垂直的現(xiàn)象;基礎(chǔ)施工后的錨栓預(yù)埋水平會(huì)出現(xiàn)很多誤差,鋼柱在安裝過程中,柱腳底部會(huì)有很多擴(kuò)張的技術(shù)。國際先進(jìn)的施工采用的是信息化技術(shù)的引進(jìn)。以先進(jìn)的技術(shù)和機(jī)器設(shè)備代替復(fù)雜的施工要求,是減少事故的有效方式。
首先,施工過程遇到困難要及時(shí)地修復(fù)。對(duì)于建筑材料薄弱部位進(jìn)行優(yōu)化處理。其次,確定中后期建筑安全的維護(hù)。相關(guān)技術(shù)人員要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測。對(duì)于已發(fā)生的事故要有“科學(xué)保護(hù)處理方案”,將損失減少到最少。最后,如果降低安全事故的發(fā)生率,最重要的還是要宣傳安全文化,所以,定期對(duì)施工人員以及相關(guān)的人員進(jìn)行安全知識(shí)的培訓(xùn),提高施工人員的知識(shí)。
2、鋼結(jié)構(gòu)廠房主體工程質(zhì)量控制的相關(guān)要點(diǎn)
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)對(duì)基礎(chǔ)的要求為依據(jù),地腳螺栓的埋設(shè)誤差,對(duì)每一柱腳,錨栓之間允許誤差不得>2mm,其它誤差不得>4mm的要求對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)查,其驗(yàn)收內(nèi)容主要包括:基礎(chǔ)的中心位移偏差,基礎(chǔ)標(biāo)高偏差,預(yù)埋螺栓位置偏差,間距、跨距復(fù)查和沉降觀察點(diǎn)、控制點(diǎn)、基礎(chǔ)技術(shù)資料的交接及基礎(chǔ)外觀等其它質(zhì)量指標(biāo)的檢查認(rèn)定。進(jìn)行復(fù)驗(yàn)交接時(shí)必須有甲方、基礎(chǔ)施工方和鋼構(gòu)安裝方的現(xiàn)場負(fù)責(zé)人共同組織參與。對(duì)不符合設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范要求的必須及時(shí)提出處理意見并經(jīng)甲方和監(jiān)理檢查認(rèn)定后方可進(jìn)入下步工序施工。技術(shù)資料的交接必須清楚明了,無遺漏、缺項(xiàng),保證真實(shí)性和實(shí)物分類的統(tǒng)一性。
結(jié)束語
綜上所述,在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)過程中,諸多業(yè)主與設(shè)計(jì)單位在鋼結(jié)構(gòu)建筑的認(rèn)識(shí)上存在諸多問題,鋼結(jié)構(gòu)體系方案設(shè)計(jì)不合理,因此相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思維,掌握新形勢的發(fā)展要求,優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì),綜合各種影響因素,優(yōu)化廠房整體的設(shè)計(jì)思路,從而提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]劉震.工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體會(huì)[J].中國科技信息,2012.
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房;設(shè)計(jì);施工
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在我國應(yīng)用的時(shí)間并不長,其具體的設(shè)計(jì)及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房有很多優(yōu)點(diǎn),但作為一種材料,它也有很多缺點(diǎn),例如防火性能差、易銹蝕等,在設(shè)計(jì)與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面來進(jìn)行論述。
一、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)越性
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要優(yōu)點(diǎn)在于:首先,在施工速度方面:鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以工廠化批量生產(chǎn),施工簡單,安裝快捷,大大縮短了施工周期。其次,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在自重方面:可減輕建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量約30%,特別在地基承載力低和地震設(shè)防烈度較高的地方,其綜合經(jīng)濟(jì)優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。最后,從環(huán)保方面考慮:鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系,鋼材本身是一種高強(qiáng)度高效能的材料,具有很高的再循環(huán)價(jià)值,并且不需要制模施工。
二、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的重要性
無論在什么樣的工程中,圖紙是工程施工的依據(jù)。在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)期間,一定要組織施工單位專業(yè)技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審,檢查施工圖紙中的“錯(cuò)、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對(duì)工程質(zhì)量、進(jìn)度的影響。鋼結(jié)構(gòu)工程要針對(duì)制作階段和安裝階段分別編制施工組織設(shè)計(jì),其中制作工藝內(nèi)容應(yīng)包括制作階段各工序、各分項(xiàng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求,以及為保證產(chǎn)品質(zhì)量而制訂的各項(xiàng)具體措施。
三、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
為了保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的空間工作,提高其整體剛度,承受和傳遞縱向水平力,防止桿件產(chǎn)生過大的變形,避免壓桿失穩(wěn),以及保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,應(yīng)根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)的形式,車間吊車的設(shè)置,振動(dòng)設(shè)備以及廠房的跨度、高度,溫度區(qū)段的長度等情況布置可靠的支撐系統(tǒng)。廠房每一溫度區(qū)段應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定的柱間支撐系統(tǒng),并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協(xié)調(diào)。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結(jié)構(gòu)變形方向的重要因素,并影響溫度應(yīng)力的大小,下柱支撐應(yīng)盡可能設(shè)在溫度區(qū)段的中部,使吊車梁等縱向構(gòu)件能隨著溫度變化比較自由地向區(qū)段兩端伸縮。當(dāng)溫度區(qū)段的長度不大時(shí),一般在溫度區(qū)段的中部設(shè)置一道下段柱支撐,但溫度區(qū)段的長度大于150 米時(shí),為了保證廠房的縱向剛度,應(yīng)在溫度區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩道下段柱支撐,其位置應(yīng)盡可能布置在溫度區(qū)段中間三分之一的范圍內(nèi),為了避免過大的溫度應(yīng)力,兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。
四、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震性設(shè)計(jì)的重點(diǎn)
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房做抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:首先,在總體布置方面要求廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度均勻分布,使廠房受力均勻,變形協(xié)調(diào),盡量避免因結(jié)構(gòu)剛度不均勻?qū)拐鹪斐刹焕绊懀瑥S房橫向結(jié)構(gòu)宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結(jié)的框架,以便充分利用鋼結(jié)構(gòu)的受力性能并減少橫向結(jié)構(gòu)變形。其次,鋼結(jié)構(gòu)廠房的破壞一般情況不是由于桿件強(qiáng)度不足而常常因?yàn)闂U件失穩(wěn)而造成,所以合理布置支撐系統(tǒng),保證廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房尤為重要。最后,在地震作用下。存在著低周疲勞作用,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其對(duì)廠房的影響。對(duì)結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)。應(yīng)保證節(jié)點(diǎn)的破壞不先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全截面屈服,應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件能進(jìn)入塑性工作,充分吸收地震能量發(fā)揮其抗震能力。
五、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐熱能力設(shè)計(jì)的重要性
前面提到過,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火能力很差,當(dāng)鋼材受熱在100℃以上時(shí),隨著溫度的升高,鋼材的抗拉強(qiáng)度降低,塑性增大;溫度在250℃左右時(shí),鋼材抗拉強(qiáng)度略有提高,而塑性卻降低,出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象;當(dāng)溫度超過250℃時(shí)鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象;當(dāng)溫度達(dá)500℃時(shí),鋼材強(qiáng)度降至很低,以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此,當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面溫度處于150℃以上時(shí),必須做隔熱及防火設(shè)計(jì)(通常是涂耐熱涂料來解決)。
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工中,存在的問題非常繁冗,在這里只對(duì)比較突出的幾個(gè)問題進(jìn)行分析研究。
六、關(guān)于施工過程中地腳螺栓的埋設(shè)問題
可以說地腳螺栓的堅(jiān)固與否是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑穩(wěn)定性的根本所在。地腳螺栓的精度關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)定位,地腳螺栓的埋設(shè)必須嚴(yán)格保證其精度。地腳螺栓的埋設(shè)精度:軸線位移±2.0 mm,標(biāo)高±5.0 mm。在地腳螺栓安裝前,將平面控制網(wǎng)的每一條軸線投測到柱基礎(chǔ)面上,全部閉合,以保證螺栓的安裝精度。然后根據(jù)軸線放出柱子外邊線,待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺(tái)架子搭設(shè)好以后,將所需標(biāo)高抄測到鋼管架子上。
七、關(guān)于吊裝過程中的注意事項(xiàng)
首先,把柱腳底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調(diào)整標(biāo)高,把螺母緊固。其次,吊裝完一個(gè)區(qū)域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩(wěn)定性,使吊裝鋼梁時(shí)鋼柱不容易變形。最后,吊裝鋼梁,兩對(duì)鋼梁空中對(duì)接,并把高強(qiáng)螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風(fēng)繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
八、關(guān)于吊車梁系統(tǒng)的安裝問題
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工過程中,吊車梁的安裝必須嚴(yán)格按規(guī)范從柱間支撐跨進(jìn)行,柱間支撐安裝連接后已形成一個(gè)比較穩(wěn)定的空間剛度單元,從此處安裝,一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會(huì)影響柱子的垂直度。同時(shí)在安裝過程中對(duì)端部截面誤差較大的吊車梁底部應(yīng)配調(diào)整墊板,該墊板在吊車梁系統(tǒng)調(diào)整完后應(yīng)焊接固定,按事先測放的定位線精確對(duì)中。制動(dòng)系統(tǒng)的連接應(yīng)在吊車梁調(diào)整固定后正式連接。當(dāng)制動(dòng)板與吊車梁高強(qiáng)螺栓連接和輔桁架焊接連接時(shí),為防止連續(xù)施焊對(duì)高強(qiáng)螺栓的影響,應(yīng)先將制動(dòng)板和吊車梁的高強(qiáng)螺栓連接,并進(jìn)行初擰,然后調(diào)整輔桁架,并于制動(dòng)板點(diǎn)焊固定后終擰高強(qiáng)螺栓,最后進(jìn)行制動(dòng)板和輔桁架的焊接。高強(qiáng)螺栓的緊固和制動(dòng)板的焊接,均要遵循由每塊板的中間往兩邊進(jìn)行,以減小板內(nèi)應(yīng)力。
九、關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碼放問題
為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件進(jìn)廠后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放。原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭。不急于吊裝的構(gòu)件暫時(shí)存放在現(xiàn)場外。堆放時(shí)應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放。存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點(diǎn),資料存檔。構(gòu)件堆放時(shí),H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放。每個(gè)構(gòu)件的支點(diǎn)不得少于兩個(gè),支點(diǎn)的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處,疊放時(shí)不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點(diǎn)應(yīng)上下對(duì)齊。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu) 工業(yè)廠房 設(shè)計(jì)施工
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房因其施工速度快、自重輕、抗震性能好、環(huán)保等特點(diǎn)在建筑工程中已被廣泛認(rèn)可,在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而得到了普遍應(yīng)用。本文就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房工程中鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、制作、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、施工測量、安裝方案和技術(shù)措施作了較為詳細(xì)的介紹,并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝、施工要點(diǎn)作了重點(diǎn)闡述。
1.鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)越性
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要優(yōu)點(diǎn):1.在現(xiàn)場施工、安裝速度快,由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以工廠化批量生產(chǎn),采用設(shè)備下料、焊接、開孔,并作表面處理,可極大的方便現(xiàn)場拼裝施工,大大縮短施工周期;2.鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)可減輕建筑物結(jié)構(gòu)約30%的自重,在地基承載力低和地震設(shè)防烈度較高的地方,其綜合經(jīng)濟(jì)優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系;3.鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系,鋼材本身是一種高強(qiáng)度高效能的材料,具有很高的再循環(huán)價(jià)值,并且不需要制模施工。
2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要制作工藝
鋼柱制作工藝流程為:放樣下料電腦編程拼板CNC切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗(yàn)防銹處理、涂裝、編號(hào)構(gòu)件驗(yàn)收出廠。
3.工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
多層廠房因?yàn)楣に嚥贾玫囊?一般都需要大空間,結(jié)構(gòu)通常采用框架結(jié)構(gòu),在層數(shù)較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)布置的原則是:盡量使柱網(wǎng)對(duì)稱均勻布置,使房屋的剛度中心與質(zhì)量中心相近,以減小房屋的空間扭轉(zhuǎn)作用,結(jié)構(gòu)體系要求簡捷、規(guī)則、傳力明確。避免出現(xiàn)應(yīng)力集中和變形突變的凹角和收縮,以及豎向變化過多的外挑和內(nèi)收,力求沿豎向的剛度不突變或少突變。
3.1地震區(qū)的廠房宜少設(shè)或不設(shè)防震縫。地震區(qū)房屋的伸縮縫是合一的,當(dāng)房屋較長時(shí),宜采取下列一些構(gòu)造措施和施工措施以少設(shè)伸縮縫及防震縫;施工中,每隔40m設(shè)置一道800mm一個(gè)1400mm寬的后澆帶,后澆帶的位置設(shè)在結(jié)構(gòu)受力影響最小的區(qū)段;在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內(nèi)縱墻端開間的墻體等部位,適當(dāng)提高配筋率;加厚屋面隔熱保溫層或設(shè)置架空層形成通風(fēng)屋面。
3.2合理布置電梯間的位置。多層廠房由于設(shè)備、貨物很重,豎向運(yùn)輸?shù)男枰?均要設(shè)置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大,應(yīng)充分考慮電梯井筒對(duì)建筑物的偏心影響,在結(jié)構(gòu)布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
3.3控制橫向框架與縱向框架的周期。由于多層廠房跨度方向尺寸較大,柱子少;而柱距方向尺寸較小,柱子多。一般都是橫向控制,使縱橫向的抗震能力大致相同,不僅有利于抗震,也使設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題
4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)。廠房都是為生產(chǎn)服務(wù)的,廠房設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)專業(yè)作為配套專業(yè)首先應(yīng)滿足工藝要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也只能服從于工藝條件。而工藝設(shè)計(jì)人員在工藝布置時(shí),經(jīng)常與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)生矛盾,要開洞的地方是框架梁,設(shè)備本來可以沿梁布置卻布置在了跨中等。所提荷載也經(jīng)常偏大,有時(shí)甚至把設(shè)備的荷載作為均布荷載提出。尤其在方案設(shè)計(jì)階段,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與工藝協(xié)調(diào),盡量了解工藝布置,使設(shè)計(jì)和施工都減少了許多不必要的麻煩。
4.2結(jié)構(gòu)計(jì)算。計(jì)算機(jī)軟硬件的迅速發(fā)展,解決了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計(jì)算問題,使結(jié)構(gòu)工程師們從繁重的瑣碎的計(jì)算工作中解脫出來。他們可以把大量的精力放在結(jié)構(gòu)方案的選擇比較上,合理的確定結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)布置,從而提高設(shè)計(jì)水平及質(zhì)量,降低工程成本。
4.2.1樓面等效荷載的計(jì)算
工業(yè)建筑與一般多高層民用建筑結(jié)構(gòu)形式、樓面活荷載等有許多不同之處,工業(yè)建筑樓面活荷載一般大于多高層民用建筑。有的中小型機(jī)床上樓層、柱上、梁上還有吊車荷載,它的跨度柱網(wǎng)一般比民用建筑大,層高相對(duì)較高,最大特點(diǎn)是整個(gè)平面幾乎沒有內(nèi)隔墻。工業(yè)建筑一般采用現(xiàn)澆鋼筋掘凝土板梁柱結(jié)構(gòu),板厚比一般民用建筑厚,樓板的平面剛度可視為無窮大,電梯貨梯間,如不用剪力墻:整個(gè)剛度重心移向剪力墻,而電梯或貨梯一般設(shè)在端頭,結(jié)構(gòu)剛度布局就不合理,所以電梯貨梯間就使用框架填充墻結(jié)構(gòu)。
4.2.2節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪驗(yàn)算
框架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“強(qiáng)柱弱梁更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的原則,一二級(jí)抗震等級(jí)的節(jié)點(diǎn)還應(yīng)進(jìn)行受剪承載力計(jì)算。由于多層廠房的梁柱中心線往往不能重合,加之柱的截面比較大,節(jié)點(diǎn)偏心也比較大,對(duì)柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的構(gòu)造和受力都有較大的不利影響。因此,大跨度、大空間、大荷載的多層廠房的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的抗剪驗(yàn)算顯得更為重要。
4.2.3與電梯井筒相連框架的考慮
過去電梯井設(shè)計(jì)按純框架計(jì)算,電梯井壁按構(gòu)造配筋,偏低不安全;框架部分應(yīng)按壁式框架計(jì)算出的數(shù)值進(jìn)行配筋,電梯井壁則應(yīng)按剪力墻配筋。
5.在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝的過程中的注意事項(xiàng)
首先,把柱腳的底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調(diào)整標(biāo)高,把螺母緊固;其次,吊裝完一個(gè)區(qū)域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩(wěn)定性,使吊裝鋼梁時(shí)鋼柱不容易變形;最后,吊裝鋼梁,兩對(duì)鋼梁空中對(duì)接,并把高強(qiáng)螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風(fēng)繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
6.吊車梁系統(tǒng)的安裝難點(diǎn)解析
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工過程中,吊車梁的安裝必須嚴(yán)格按規(guī)范從柱間支撐跨開始進(jìn)行,柱間支撐安裝連接后已形成一個(gè)比較穩(wěn)定的空間剛性單元,從此處安裝一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會(huì)影響柱子的垂直度。同時(shí)在安裝過程中對(duì)端部截面誤差較大的吊車梁底部應(yīng)配調(diào)整墊板,該墊板在吊車梁系統(tǒng)調(diào)整完后應(yīng)焊接固定。按事先測放的定位線精確對(duì)中。制動(dòng)系統(tǒng)的連接應(yīng)在吊車梁調(diào)整固定后正式連接。當(dāng)制動(dòng)板與吊車梁高強(qiáng)螺栓連接,和輔桁架焊接連接時(shí),為防止連續(xù)施焊對(duì)高強(qiáng)螺栓的影響應(yīng)先將制動(dòng)板和吊車梁的高強(qiáng)螺栓連接,并進(jìn)行初擰,然后調(diào)整輔桁架,并于制動(dòng)板點(diǎn)焊固定后終擰高強(qiáng)螺栓,最后進(jìn)行制動(dòng)板和輔桁架的焊接。
7.關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碼放問題
為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件運(yùn)進(jìn)安裝現(xiàn)場后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時(shí)存放在現(xiàn)場外.堆放時(shí)應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點(diǎn),資料存檔.構(gòu)件堆放時(shí)H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個(gè)構(gòu)件的支點(diǎn)不得少于兩個(gè),支點(diǎn)的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處,疊放時(shí)不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點(diǎn)應(yīng)上下對(duì)齊。
8.總結(jié)
綜上所述,做好工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵在于:概念應(yīng)清楚,結(jié)構(gòu)選型應(yīng)做到合理;施工圖的設(shè)計(jì)應(yīng)與施工相結(jié)合,避免施工困難;結(jié)構(gòu)計(jì)算要準(zhǔn)確,施工安全和質(zhì)量必須嚴(yán)格按規(guī)范及要求執(zhí)行,以達(dá)到最佳效果。
參考文獻(xiàn):
[1]路克寬.鋼結(jié)構(gòu)工程便攜手冊(cè)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
【關(guān)鍵詞】:工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著我國經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的迅速發(fā)展和進(jìn)步,鋼結(jié)構(gòu)已逐步成為各類工程結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用的建筑結(jié)構(gòu),如工業(yè)建筑、文化體育建筑、城市現(xiàn)代化建筑以及城鄉(xiāng)住宅建設(shè)等。
一、工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀與設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1、工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀
當(dāng)前,在我國工業(yè)建筑領(lǐng)域中,相比混凝土結(jié)構(gòu)而言,由于鋼結(jié)構(gòu)自重較輕、抗震性能優(yōu)良且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,又便于進(jìn)行工業(yè)化批量生產(chǎn),是一種能夠進(jìn)行循環(huán)使用又能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的一種建筑結(jié)構(gòu),也符合我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性健康發(fā)展的潮流,又能很好的滿足我國建筑工業(yè)化的要求。因此,在高層建筑、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑中發(fā)揮著越來越多的優(yōu)勢。另外,由于鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)周期短且在大跨度結(jié)構(gòu)工程中的優(yōu)勢較為明顯,各類鋼結(jié)構(gòu)體系被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)建筑建設(shè)中。如:平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在工業(yè)與民用建筑中得到了廣泛采用,技術(shù)已非常成熟;與此同時(shí),網(wǎng)殼等其他空間鋼結(jié)構(gòu)也取得了迅速發(fā)展,如:上海體育場屋蓋結(jié)構(gòu),采用馬鞍形大懸挑鋼管空間結(jié)構(gòu),長軸為288.4m,短軸為274.4m,中間敞開橢圓孔的長軸為213m,短軸為150m,屋蓋面積為36100m2。64榀懸挑主衍架的一端分別固定在32根鋼筋混凝土柱上,最大懸挑跨度達(dá)73.5m,為世界同類型建筑中懸挑跨度最大的屋蓋結(jié)構(gòu)。另外,冷彎薄壁型鋼構(gòu)件在工業(yè)與民用建筑中的應(yīng)用(如檁條、墻梁、屋面板、墻板等)日益普遍。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)在吊車起重量較小(Q≤20 t)和無吊車的廠房、倉庫及需要大空間的民用建筑中的應(yīng)用迅速推廣,并在繼續(xù)發(fā)展。
2、工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了要執(zhí)行相關(guān)的技術(shù)規(guī)范,確保質(zhì)量以外,還要做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用。和其他結(jié)構(gòu)形式相比,在工業(yè)建筑的鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,應(yīng)選用合理的結(jié)構(gòu)體系、鋼材品種、連接形式以及節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造措施;滿足結(jié)構(gòu)在使用荷載狀態(tài)下的兩個(gè)極限狀態(tài);同時(shí)滿足在運(yùn)輸、安裝過程中的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及剛度要求;優(yōu)先采用定型的和標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件,減少制作、安裝工作量;特別注意要符合鋼結(jié)構(gòu)的防火要求和抗腐蝕性能;對(duì)于新型結(jié)構(gòu)體系,要充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)靈活多變的特點(diǎn),但需注意結(jié)構(gòu)與建筑的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該重視和研究節(jié)約鋼材、降低造價(jià)的各種措施,總而言之,我國的鋼結(jié)構(gòu)正處在一個(gè)迅速發(fā)展時(shí)期,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注意鋼材價(jià)格較高對(duì)工程造價(jià)所產(chǎn)生的不利影響,注意充分發(fā)揮鋼材強(qiáng)度高、塑性好的特點(diǎn),根據(jù)工程實(shí)際情況,選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)方案和施工方案,進(jìn)行多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。同時(shí),還應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),推廣先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件制作工藝和施工安裝技術(shù)。
盡管鋼結(jié)構(gòu)在進(jìn)行防腐和防火維護(hù)方面存在著一定的局限性,使得很多時(shí)候鋼結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)本身的造價(jià)相比混凝土結(jié)構(gòu)要出很多;但是,鋼結(jié)構(gòu)在大跨度和施工周期方面較混凝土結(jié)構(gòu)有很大的優(yōu)勢,而且鋼材本身的強(qiáng)度較鋼筋混凝土更高,同等強(qiáng)度的鋼構(gòu)件較混凝土構(gòu)件更輕,使得鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)較混凝土結(jié)構(gòu)更小,總體投資較混凝土結(jié)構(gòu)相差不多(輕鋼結(jié)構(gòu)投資較混凝土結(jié)構(gòu)還要低一些)。因此鋼結(jié)構(gòu)被更廣泛的應(yīng)用于工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)和施工中,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
二、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中首先應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)方案的確定,結(jié)構(gòu)方案的選擇是否合理直接決定了工程設(shè)計(jì)的成敗;其次就是節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否合理基本上決定了鋼結(jié)構(gòu)的安全性。結(jié)構(gòu)布置要根據(jù)體系特征、荷載分布情況及性質(zhì)綜合考慮。一般要?jiǎng)偠染鶆颍W(xué)模型清晰;盡可能限制大荷載或移動(dòng)荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ);柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻,其形心要盡量靠近側(cè)向力(風(fēng)荷載、地震荷載)的作用線;否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線:比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應(yīng)能單獨(dú)承受1/4的總水平力。
在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式有充分的思考與確定。設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)最終設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)形式與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全—致,這種情況在設(shè)計(jì)過程中必須避免。節(jié)點(diǎn)按傳力特性可分為剛接、鉸接、半剛接,宜選擇前兩者進(jìn)行簡單定量分析,因?yàn)榘雱偨庸?jié)點(diǎn)在實(shí)際中的可操作性較差。節(jié)點(diǎn)連接兩種常用的方法是等強(qiáng)設(shè)汁和實(shí)際受力設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)手冊(cè)中通常有焊縫及螺栓連接表格供設(shè)計(jì)者方便查用。規(guī)范中對(duì)焊接焊縫的尺寸及形式有強(qiáng)制規(guī)定,應(yīng)嚴(yán)格遵守。焊條的選用應(yīng)與被連接金屬材質(zhì)相適應(yīng),不得任意加大焊縫。焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近(詳細(xì)內(nèi)容可查閱規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定)。高強(qiáng)螺栓現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于工程實(shí)際中,根據(jù)受力特點(diǎn)分承壓型連接和摩擦型連接,兩者計(jì)算方法不同。高強(qiáng)螺栓最小規(guī)格M12,常用M16~M30,超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定,實(shí)際施工過程中會(huì)存在無法擰緊的現(xiàn)象,設(shè)計(jì)中應(yīng)慎重使用。連接板選取厚度為梁腹板厚度加4mm,然后驗(yàn)算凈截面抗剪。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮制造廠的工藝水平,比如鋼管連接節(jié)點(diǎn)的相貫線的切口需要數(shù)控機(jī)床等設(shè)備才能完成。
在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下,為了充分發(fā)揮鋼材的作用,更合理的使用鋼材,還應(yīng)該深入研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法,使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的計(jì)算方法更能反映實(shí)際工作情況。另外,應(yīng)加大對(duì)空間結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、張拉結(jié)構(gòu)體系等均屬于空間結(jié)構(gòu),這些新技術(shù)的應(yīng)用,在減輕結(jié)構(gòu)自重、提高結(jié)構(gòu)的承載力、節(jié)約鋼材等方面效果十分明顯。另外,在普通鋼結(jié)構(gòu)中施加預(yù)應(yīng)力后形成的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu),能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度,提高承載能力,從而節(jié)省鋼材。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于桁架、梁及框架等結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,但目前應(yīng)用較少,有待研究和發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火,一直是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要認(rèn)真處理的問題,至今仍沒有十分有效的措施。因此,在鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)和防火處理上還需要花費(fèi)較大的資金投入,加大了鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用。
三、總結(jié)
鋼結(jié)構(gòu)作為一種強(qiáng)度和柔度都很大的結(jié)構(gòu)形式,在設(shè)計(jì)過程中首先應(yīng)該注意的是結(jié)構(gòu)方案的合理性,結(jié)構(gòu)剛度分配要均勻,抗側(cè)力性能要強(qiáng)。另外,要考慮鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是否合理決定了鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的安全性,在結(jié)構(gòu)分析前就應(yīng)該有充分的思考與確定。
【參考文獻(xiàn)】:
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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)施工
近年來,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在我國應(yīng)用的發(fā)展迅速,其具有施工簡單、安裝快捷、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn),但鋼結(jié)構(gòu)作為一種材料,也有很多缺點(diǎn),例如防火性能差、易銹蝕等,在設(shè)計(jì)與施工的過程中,一定要充分考慮到這些不利因素。
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)越性
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要優(yōu)點(diǎn)在于:首先,在施工速度方面:鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以工廠化批量生產(chǎn),施工簡單,安裝快捷,大大縮短施工周期;其次,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在自重方面:可減輕建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量約30%,特別在地基承載力低和地震設(shè)防烈度較高的地方,其綜合經(jīng)濟(jì)優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系;最后,從環(huán)保方面考慮:鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系,鋼材本身是一種高強(qiáng)度高效能的材料,具有很高的再循環(huán)價(jià)值,并且不需要制模施工。
二、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)
無論在什么樣的工程中,圖紙是工程施工的依據(jù)。在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)期間,要組織施工單位專業(yè)技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審,檢查施工圖紙中的“錯(cuò)、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對(duì)工程質(zhì)量、進(jìn)度的影響。鋼結(jié)構(gòu)工程要針對(duì)制作階段和安裝階段分別編制施工組織設(shè)計(jì),其中制作工藝內(nèi)容應(yīng)包括制作階段各工序、各分項(xiàng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求,以及為保證產(chǎn)品質(zhì)量而制訂的各項(xiàng)具體措施。
1、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
為了保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的空間工作,提高其整體剛度,承受和傳遞縱向水平力,防止桿件產(chǎn)生過大的變形,避免壓桿失穩(wěn),以及保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,應(yīng)根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)的形式,車間吊車的設(shè)置,振動(dòng)設(shè)備以及廠房的跨度、高度,溫度區(qū)段的長度等情況布置可靠的支撐系統(tǒng)。廠房每一溫度區(qū)段應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定的柱間支撐系統(tǒng),并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協(xié)調(diào)。
下柱支撐的位置是決定廠房縱向結(jié)構(gòu)變形方向的重要因素,并影響溫度應(yīng)力的大小,下柱支撐應(yīng)盡可能設(shè)在溫度區(qū)段的中部,使吊車梁等縱向構(gòu)件能隨著溫度變化比較自由地向區(qū)段兩端伸縮。當(dāng)溫度區(qū)段的長度不大時(shí),一般在溫度區(qū)段的中部設(shè)置一道下段柱支撐,但溫度區(qū)段的長度大于150米時(shí),為了保證廠房的縱向剛度,應(yīng)在溫度區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩道下段柱支撐,其位置應(yīng)盡可能布置在溫度區(qū)段中間三分之一的范圍內(nèi),為了避免過大的溫度應(yīng)力,兩道支撐的中心距離不宜大于72米。
對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震性設(shè)計(jì)的重點(diǎn)
在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房做抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:首先,在總體布置方面要求廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度均勻分布,使廠房受力均勻,變形協(xié)調(diào),盡量避免因結(jié)構(gòu)剛度不均勻?qū)拐鹪斐刹焕绊懀瑥S房橫向結(jié)構(gòu)宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結(jié)的框架,以便充分利用鋼結(jié)構(gòu)的受力性能并減少橫向結(jié)構(gòu)變形。
其次,鋼結(jié)構(gòu)廠房的破壞一般情況不是由于桿件強(qiáng)度不足而常常因?yàn)闂U件失穩(wěn)而造成,所以合理布置支撐系統(tǒng),保證廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房尤為重要。
最后,在地震作用下,存在著低周疲勞作用,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其對(duì)廠房的影響。對(duì)結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)的設(shè)計(jì),應(yīng)保證節(jié)點(diǎn)的破壞不先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全截面屈服,應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件能進(jìn)入塑性工作,充分吸收地震能量發(fā)揮其抗震能力。
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐熱能力設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火能力很差,當(dāng)鋼材受熱在100℃以上時(shí),隨著溫度的升高,鋼材的抗拉強(qiáng)度降低,塑性增大;溫度在250℃左右時(shí),鋼材抗拉強(qiáng)度略有提高,而塑性卻降低,出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象;當(dāng)溫度超過250℃時(shí)鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象;當(dāng)溫度達(dá)500℃時(shí),鋼材強(qiáng)度降至很低,以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此,當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面溫度處于150℃以上時(shí),必須做隔熱及防火設(shè)計(jì)(通常是涂耐熱涂料來解決)。
三、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工中,存在的問題非常的繁冗,在這里我們只對(duì)比較突出的幾個(gè)問題進(jìn)行分析研究。
關(guān)于施工過程中地腳螺栓的埋設(shè)問題分析
可以說地腳螺栓的堅(jiān)固與否是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑穩(wěn)定性的根本所在,地腳螺栓的精度關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)定位,地腳螺栓的埋設(shè)須嚴(yán)格保證其精度,地腳螺栓的埋設(shè)精度。在柱地腳螺栓安裝前,將平面控制網(wǎng)的每一條軸線投測到柱基礎(chǔ)面上,全部閉合,以保證螺栓的安裝精度,然后根據(jù)軸線放出柱子外邊線,待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺(tái)架子搭設(shè)好以后,將所需標(biāo)高抄測到鋼管架子上。
在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝的過程中的注意事項(xiàng)歸納
具體的注意事項(xiàng)包括:首先,把柱腳的底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調(diào)整標(biāo)高,把螺母緊固;其次,吊裝完一個(gè)區(qū)域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩(wěn)定性,使吊裝鋼梁時(shí)鋼柱不容易變形;最后,吊裝鋼梁,兩對(duì)鋼梁空中對(duì)接,并把高強(qiáng)螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風(fēng)繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
吊車梁系統(tǒng)的安裝難點(diǎn)解析
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工過程中,吊車梁的安裝必須嚴(yán)格按規(guī)范從柱間支撐跨進(jìn)行,柱間支撐安裝連接后已形成一個(gè)比較穩(wěn)定的空間剛度單元,從此處安裝一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會(huì)影響柱子的垂直度。同時(shí)在安裝過程中對(duì)端部截面誤差較大的吊車梁底部應(yīng)配調(diào)整墊板,該墊板在吊車梁系統(tǒng)調(diào)整完后應(yīng)焊接固定。按事先測放的定位線精確對(duì)中。制動(dòng)系統(tǒng)的連接應(yīng)在吊車梁調(diào)整固定后正式連接。當(dāng)制動(dòng)板與吊車梁高強(qiáng)螺栓連接,和輔桁架焊接連接時(shí),為防止連續(xù)施焊對(duì)高強(qiáng)螺栓的影響應(yīng)先將制動(dòng)板和吊車梁的高強(qiáng)螺栓連接,并進(jìn)行初擰,然后調(diào)整輔桁架,并于制動(dòng)板點(diǎn)焊固定后終擰高強(qiáng)螺栓,最后進(jìn)行制動(dòng)板和輔桁架的焊接。高強(qiáng)螺栓的緊固和制動(dòng)板的焊接,均要遵循由每塊板的中間往兩邊進(jìn)行,以減小板內(nèi)應(yīng)力。
關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碼放問題
為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件進(jìn)廠后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時(shí)存放在現(xiàn)場外.堆放時(shí)應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點(diǎn),資料存檔.構(gòu)件堆放時(shí)H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個(gè)構(gòu)件的支點(diǎn)不得少于兩個(gè),支點(diǎn)的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處,疊放時(shí)不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點(diǎn)應(yīng)上下對(duì)齊。
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