鋼結構工業(yè)廠房的設計與施工論文
論文關鍵詞:鋼結構工業(yè)廠房；鋼結構建筑；工業(yè)廠房設計
論文摘要:鋼結構工業(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可,在工業(yè)廠房設計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結構而得到了普遍應用,文章就鋼結構工業(yè)廠房的設計與施工中存在的相應問題進行論述。
鋼結構工業(yè)廠房在我國應用的時間并不長，其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結構工業(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，在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將分為設計與施工兩個部分來進行論述。
一、鋼結構工業(yè)廠房的優(yōu)越性歸納
在摘要部分已經(jīng)提到過鋼結構工業(yè)廠房的主要優(yōu)點在于：首先，在施工速度方面：鋼結構構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，鋼結構工業(yè)廠房在自重方面：可減輕建筑物結構質量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟優(yōu)于鋼筋混凝土結構體系；最后，從環(huán)保方面考慮：鋼結構體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，并且不需要制模施工。
二、鋼結構工業(yè)廠房圖紙設計的重要性
無論在什么樣的工程中，圖紙是工程施工的依據(jù)。在鋼結構工業(yè)廠房的設計期間，要組織施工單位專業(yè)技術人員對圖紙進行會審,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量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計,其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求,以及為保證產(chǎn)品質量而制訂的各項具體措施。
三、對鋼結構工業(yè)廠房支撐系統(tǒng)的設計原則
為了保證鋼結構廠房的空間工作,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),以及保證結構的整體穩(wěn)定性,應根據(jù)廠房結構的形式,車間吊車的設置,振動設備以及廠房的跨度、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)段應設置穩(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。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素,并影響溫度應力的大小,下柱支撐應盡可能設在溫度區(qū)段的中部,使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區(qū)段兩端伸縮。當溫度區(qū)段的長度不大時,一般在溫度區(qū)段的中部設置一道下段柱支撐,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,應在溫度區(qū)段內設置兩道下段柱支撐,其位置應盡可能布置在溫度區(qū)段中間三分之一的范圍內,為了避免過大的溫度應力,兩道支撐的中心距離不宜大于72米。
四、對鋼結構工業(yè)廠房抗震性設計的重點
在對鋼結構工業(yè)廠房做抗震設計時應注意:首先，在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布,使廠房受力均勻,變形協(xié)調,盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響，廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架,以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形；其次，鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強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),保證廠房結構整體穩(wěn)定性,對鋼結構廠房尤為重要；最后，在地震作用下,存在著低周疲勞作用,設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計,應保證節(jié)點的破壞不先于結構構件的全截面屈服,應使結構構件能進入塑性工作,充分吸收地震能量發(fā)揮其抗震能力。
五、鋼結構工業(yè)廠房耐熱能力設計的重要性
在第1小節(jié)中我們提到過，鋼結構工業(yè)廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時,隨著溫度的升高,鋼材的'抗拉強度降低,塑性增大;溫度在250℃左右時,鋼材抗拉強度略有提高,而塑性卻降低,出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；當溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象;當溫度達500℃時,鋼材強度降至很低,以致鋼結構塌落。因此,當鋼結構表面溫度處于150℃以上時,必須做隔熱及防火設計（通常是涂耐熱涂料來解決）。
而鋼結構工業(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行分析研究。
六、關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題分析
可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業(yè)廠房建筑穩(wěn)定性的根本所在，地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位,地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度,地腳螺栓的埋設精度:軸線位移:±2.0mm,標高:±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好以后,將所需標高抄測到鋼管架子上。
七、在鋼結構進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,調整標高,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,并把高強螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
八、吊車梁系統(tǒng)的安裝難點解析
在鋼結構工業(yè)廠房的施工過程中，吊車梁的安裝必須嚴格按規(guī)范從柱間支撐跨進行,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配調整墊板,該墊板在吊車梁系統(tǒng)調整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統(tǒng)的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接,和輔桁架焊接連接時,為防止連續(xù)施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接,并進行初擰,然后調整輔桁架,并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓,最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強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行,以減小板內應力。
九、關于鋼結構構件的碼放問題
為便于結構構件的安裝,構件進廠后應進行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應直接堆放到現(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.不急于吊裝的構件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應設專人進行管理,并按供貨要求和供貨清單進行清點,資料存檔.構件堆放時H型構件應立放,不得平放.每個構件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構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,支點應上下對齊。
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