鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)與施工論述
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)，工業(yè)廠房，設(shè)計(jì)施
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(cè)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(chǎng)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(kāi)孔，并作表面處理，可極大的方便現(xiàn)場(chǎng)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(chēng)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(jiǎn)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(guò)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(zhǎng)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(kāi)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(wèn)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(zhuān)業(yè)作為配套專(zhuān)業(yè)首先應(yīng)滿(mǎn)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(kāi)洞的地方是框架梁,設(shè)備本來(lái)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(wèn)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(lái)。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(chē)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(méi)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(wú)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(xiàn)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(guò)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(guò)程中的注意事項(xiàng)
首先,把柱腳的底板的十字線(xiàn)彈出,地腳螺栓的中心線(xiàn)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(chē)梁系統(tǒng)的安裝難點(diǎn)解析
