淺論鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計與施工

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論文關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房；鋼結(jié)構(gòu)建筑；工業(yè)廠房設(shè)計

  論文摘要: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)保等特點在建筑工程中已被廣泛認(rèn)可,在工業(yè)廠房設(shè)計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,文章就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計與施工中存在的相應(yīng)問題進(jìn)行論述。     鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在我國應(yīng)用的時間并不長，其具體的設(shè)計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,但作為一種材料,它也有很多缺點,例如防火性能差、易銹蝕等，在設(shè)計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將分為設(shè)計與施工兩個部分來進(jìn)行論述。       一、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)越性歸納       在摘要部分已經(jīng)提到過鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要優(yōu)點在于：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)價值，并且不需要制模施工。   二、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房圖紙設(shè)計的重要性   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)計期間，要組織施工單位專業(yè)技術(shù)人員對圖紙進(jìn)行會審,檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對工程質(zhì)量、進(jìn)度的影響。鋼結(jié)構(gòu)工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設(shè)計,其中制作工藝內(nèi)容應(yīng)包括制作階段各工序、各分項的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求,以及為保證產(chǎn)品質(zhì)量而制訂的各項具體措施。       三、對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房支撐系統(tǒng)的設(shè)計原則       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,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,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、對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震性設(shè)計的重點       在對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房做抗震設(shè)計時應(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?，廠房橫向結(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)度不足而常常因為桿件失穩(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)計時應(yīng)注意其對廠房的影響。對結(jié)構(gòu)連接點的設(shè)計,應(yīng)保證節(jié)點的破壞不先于結(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)計的重要性       在第1小節(jié)中我們提到過，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,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,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℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象;當(dāng)溫度達(dá)500℃時,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,必須做隔熱及防火設(shè)計（通常是涂耐熱涂料來解決）。   而鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工中，存在的問題非常的繁冗，在這里我們只對比較突出的幾個問題進(jìn)行分析研究。   六、關(guān)于施工過程中地腳螺栓的埋設(shè)問題分析       可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結(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:軸線位移:±2.0mm,標(biāo)高:±5.0mm。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架子搭設(shè)好以后,將所需標(biāo)高抄測到鋼管架子上。       七、在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝的過程中的注意事項歸納       具體的注意事項包括：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,使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形；最后，吊裝鋼梁,兩對鋼梁空中對接,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、吊車梁系統(tǒng)的安裝難點解析       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影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對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中。制動系統(tǒng)的連接應(yīng)在吊車梁調(diào)整固定后正式連接。當(dāng)制動板與吊車梁高強(qiáng)螺栓連接,和輔桁架焊接連接時,為防止連續(xù)施焊對高強(qiáng)螺栓的影響應(yīng)先將制動板和吊車梁的高強(qiáng)螺栓連接,并進(jìn)行初擰,然后調(diào)整輔桁架,并于制動板點焊固定后終擰高強(qiáng)螺栓,最后進(jìn)行制動板和輔桁架的焊接。高強(qiáng)螺栓的緊固和制動板的焊接,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)件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應(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,資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處,疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應(yīng)上下對齊。   參考文獻(xiàn):   [1]鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范，2002.   [2]路克寬.鋼結(jié)構(gòu)工程便攜手冊[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,2003.   [3]張晨.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單步驟和設(shè)計思路[J].山西建筑,2005.   [4]王景文.鋼結(jié)構(gòu)工程施工與質(zhì)量驗收實用手冊[M].中國建材工業(yè)出版社,2005.   [5]陳紹蓉.鋼結(jié)構(gòu)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2006.