淺論鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)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(jì)

  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(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,文章就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)與施工中存在的相應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行論述。     鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間并不長(zhǎng)，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(guò)程中一定要考慮到這些因素。文章將分為設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)部分來(lái)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(guò)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(jiǎn)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)廠房圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的重要性   無(wú)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(zhēng)把問(wèn)題解決在施工之前,減少因圖紙問(wèn)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、對(duì)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)大的溫度應(yīng)力,兩道支撐的中心距離不宜大于72米。       四、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?，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?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       在第1小節(jié)中我們提到過(guò)，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(guò)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(lái)解決）。   而鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工中，存在的問(wèn)題非常的繁冗，在這里我們只對(duì)比較突出的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析研究。   六、關(guān)于施工過(guò)程中地腳螺栓的埋設(shè)問(wèn)題分析       可以說(shuō)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: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(cè)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(cè)到鋼管架子上。       七、在鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝的過(guò)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。       八、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(guò)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(guò)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(cè)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(wèn)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(chǎng)急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場(chǎng),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(chǎng)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(chǎng)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(guò)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):   [1]鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范，2002.   [2]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.   [3]張晨.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單步驟和設(shè)計(jì)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(yàn)收實(shí)用手冊(cè)[M].中國(guó)建材工業(yè)出版社,2005.   [5]陳紹蓉.鋼結(jié)構(gòu)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.