钢结构工业厂房以其工程施工速度更快、自身重量轻、抗震能力好、环境保护等优点在工程建筑中已被普遍认同,在电力厂房建造中渐渐取代了笨重混凝土结构构造而获得了广泛运用,文章内容就钢结构厂房的设计和工程施工中出现的相对应情况进行阐述。
钢结构工业厂房在中国运用的时间也也不长,其具体设计方案和施工方法都在探寻环节。尽管钢结构厂房有许多优势,但作为一种原材料,它也有许多缺陷,比如耐火性差、易腐蚀等,在设计和工程施工的过程当中一定要考虑到种种因素。论文将分成设计和工程施工两部分去进行阐述。湖北工程设计院
一、钢结构厂房优势梳理
在引言一部分早已讲过钢结构厂房的主要特点关键在于:首先,在工程速率层面:钢结构构件能够规模化大批量生产,工程施工简易,组装便捷,大大缩短施工工期;次之,钢结构厂房在重量领域:可缓解建筑物结构品质约30%,尤其在承载力低和地震灾害抗震设防等级相对较高的地区,其整体经济发展好于混凝土结构体系结构;zui终,从环境保护角度考虑:钢结构管理体系归属于节能型绿色节能建筑管理体系,建筑钢材自身是一种高韧性高 效率的原材料,具有较高的再次循环使用价值,而且不用模具制作工程施工。
二、钢结构工业厂房工程图纸设计的意义
不论在怎么样的施工中,工程图纸是建筑施工的重要依据。在钢结构厂房设计期内,要机构施工企业专 业技术对设计图纸做好预审,查验工程图纸里的“错、漏、碰、缺”,争取把解决问题在工程以前,降低因工程图纸难题对工程施工质量、进度危害。钢结构工程项目针对制造环节及安装环节各自编写施工组织方案,钢结构在其中加工工艺具体内容一般包括制做环节各工艺流程、各分项工程的产品质量标准、技术标准,同时为保证质量而制定的各类具体办法。湖北工程设计院
三、对钢结构工业厂房支撑系统的设计原理
为了确保钢结构厂房室内空间工作中,提高总体弯曲刚度,承担和传输竖向水平力,避免构件造成过大形变,防止压杆失衡,及其确保构造的结构稳定性,应依据厂房结构的方式,生产车间吊车的设定,振动设备及其厂房跨距、相对高度,温度区段长度等状况布局可信赖的支撑系统。工业厂房每一温度区段应设相对稳定的柱间支撑系统软件,并和屋架横着水平支撑的布局相适应。下柱的支撑部位是衡量工业厂房竖向构造形变方位的关键因素,并危害温度应力的大小,下柱支撑点应尽量建在温度区段的中间,使吊车梁等竖向构件能伴随着温度转变较为自由自在地向区段两边伸缩式。当温度区段长度并不大时,一般在温度区段的中间设定一道下面柱支撑点,但温度区段长度超过150米左右,为了确保厂房竖向弯曲刚度,需在温度区段内设定两条下面柱支撑点,其部位应尽量设置在温度区段正中间三分之一的范围之内,为了防止过大温度地应力,两条的支撑核心间距不能超过72米。湖北工程设计院
四、对钢结构工业厂房抗震性能定制的关键
对其钢结构厂房做抗震设计时要注意:首先,在整体布局层面规定厂房结构质量以及弯曲刚度分布均匀,使工业厂房承受力匀称,变形协调,尽量减少因结构刚度不匀对抗震等级导致不良影响,工业厂房横着构造应采用钢架或是使钢屋架与柱有一定土体的架构,便于灵活运用钢结构的受压特性并减小横着构造形变;次之,钢结构厂房毁坏一般情况并不是因为构件抗压强度不足经常会因为构件失衡而引起,因此有效布局支撑系统,确保厂房结构结构稳定性,对钢结构工业厂房至关重要;zui终,在地震力下,存在低周疲惫功效,设计方案时要注意对其厂房危害。对构造节点设计,必须保证节点毁坏不在于构造构件的全横截面妥协,应使构造构件能够进入可塑性工作中,完全吸收地震能量发挥出抗震性能。
五、钢结构工业厂房耐高温水平设计的意义
钢结构厂房防火安全水平比较差,当建筑钢材遇热在100℃左右时,伴随着温度的上升,建筑钢材的抗压强度减低,可塑性扩大;温度在250℃以内时,钢材抗拉强度略微提升,而可塑性却减少,发生蓝脆状况;当温度超出250℃时建筑钢材发生塑性变形状况;当温度达500℃时,螺栓强度降到比较低,以至钢结构坍落。因而,当钢结构表层温度处在150℃左右时,需要做隔热保温及消防设计规范(一般是涂耐热涂料去解决)。湖北工程设计院
而钢结构厂房的施工过程中,存在的不足十分的繁杂,在这儿大家仅对zui突出的一些问题展开分析科学研究。
六、有关在施工过程中地脚螺丝的铺设问题原因分析
可以这么说地脚螺丝的稳固是否是钢结构工业生产厂房建筑可靠性的核心所属,地脚螺丝的精密度关系着钢结构准确定位,地脚螺丝的铺设须严苛确保其精密度,地脚螺丝的铺设精密度:中心线偏移:±2.0mm,设计标高:±5.0mm。在柱地脚螺栓安装前,将平面控制网的每一条中心线投测出柱基础表面,所有合闭,以确保地脚螺栓安装精密度,再根据中心线释放立柱外面线,待组装钢梁地脚螺丝的桩承台铁架子架设好之后,把要需设计标高抄测出钢管架子上。湖北工程设计院
七、在钢结构开展起吊的过程当中需要注意的事项梳理
实际需要注意的事项包含:首先,把砼柱的底盘的十字线弹出来,地脚螺丝的轴线弹出来,砼柱剪应力孔清洗干净,待钢梁到位后,调节设计标高,把螺帽拧紧;次之,起吊完一个区域内的钢梁后,起吊连系杆,那样确保钢梁结构稳定性,使起吊钢柱时钢梁不易形变;zui终,起吊钢柱,俩对钢柱上空连接,然后把高强度螺栓初拧,第 一根钢柱用四道风绳绷紧,避免钢柱向一边歪斜。
八、吊车梁系统软件安装难题分析
在钢结构厂房在施工过程中,吊车梁安装务必严格按照标准从柱间支撑跨开展,柱间支撑组装联接后已形成一个相对稳定空间钢度模块,从这里组装一是确保安全,二是能确保吊车梁组装也不会影响立柱的平整度。与此同时在使用时对顶端横截面偏差比较大的吊车梁底端应配调节垫块,该垫块在吊车梁系统软件调节完后该电焊焊接固定不动。按事前测摆的定位线准确对心。刹车系统连接需在吊车梁调节固定不动后宣布联接。当制动系统板与吊车梁高强度螺栓联接,和辅桁架结构螺纹连接时,为避免持续焊接对高强度螺栓产生的影响先要将制动系统板和吊车梁的高强度螺栓衔接,然后进行初拧,随后调节辅桁架结构,并且于制动系统板焊接固定不动后终拧高强度螺栓,zui终开展制动系统板和辅桁架结构的电焊焊接。高强度螺栓的拧紧和制动系统板电焊焊接,均应遵循由每一块板正中间往两侧开展,以减少板热应力。
九、有关钢结构构件的码放难题
为便于钢结构构件安装,构件入厂后该进行合理堆积.标准为:当场急缺安装应立即堆积去现场,根据起吊次序先起吊的码放在上边,后安装的码放在一下头.不急着起吊的构件临时存储现场外.堆积时要注意柱梁分离并依据中心线归类码放.储放场所需设专职人员进行监管,并按照供应要求及供货清单开展核对,资料存档.构件堆积时H型构件应刻放,不可放置.每一个构件的支撑点不能低于2个,支撑点位置宜在构件顶端七分之一跨处,叠起来时不能超过三层并且用建筑木方正确分层次垫好铺平,支撑点应上下对齐。
工业建筑种类繁多,可分为钢铁厂建筑、机械制造厂建筑、精密仪表厂建筑、航空工厂建筑、造船厂建筑、水泥厂建筑、化工厂建筑、纺织厂建筑、火力发电厂建筑、水电站建筑和核电站建筑等。工业厂房按用途可分为生产厂房、辅助生产厂房、仓库、动力站,以及各种用途的建筑物和构筑物,如滑道、烟囱、料斗、水塔等;按生产特征可分为热加工厂房、冷加工厂房和洁净厂房等;按建筑空间形式可分为单层厂房和多层厂房两类。湖北工程设计院
设计基本原则
一:满足生产工艺要求
有下列几个方面。这是确定建筑设计方案的基本出发点。与建筑有关的工艺要求是:
①流程。直接影响各工段、各部门平面的次序和相互关系。
②运输工具和运输方式。与厂房平面、结构类型和经济效果密切相关。
③生产特点。如散发大量余热和烟尘,排出大量酸、碱等腐蚀物质或有毒、易燃、易爆气体,以及有温度、湿度、防尘、防菌等卫生要求等。
二:合理选择结构形式
湖北工程设计院根据生产工艺要求和材料、施工条件,选择适宜的结构体系。钢筋混凝土结构材料易得,施工方便,耐火耐蚀,适应面广,可以预制,也可现场浇注,为中国目前的单层和多层厂房所常用。钢结构则多用在大跨度、大空间或振动较大的生产车间,但要采取防火、防腐蚀措施。zui好采用工业化体系建筑,以节省投资、缩短工期。
三:保证良好的生产环境
下面几点是必须做到的:
①有良好的采光和照明。一般厂房多为自然采光(见工业建筑采光),但采光均匀度较差。如纺织厂的精纺和织布车间多为自然采光,但应解决日光直射问题。如果自然采光不能满足工艺要求,则采用人工照明(见工业建筑照明)。
②有良好的通风。如采用自然通风,要了解厂房内部状况(散热量、热源状况等)和当地气象条件,设计好排风通道。某些散发大量余热的热加工和有粉尘的车间(如铸造车间)应重点解决好自然通风问题。
③控制噪声。除采取一般降噪措施外,还可设置隔声间。
④对于某些在温度、湿度、洁净度、无菌、防微振、电磁屏蔽、防辐射等方面有特殊工艺要求的车间,则要在建筑平面、结构以及空气调节等方面采取相应措施。
⑤要注意厂房内外整体环境的设计,包括色彩和绿化等。
四:合理布置用房
生活用房包括存衣间、厕所、盥洗室、淋浴室、保健站、餐室等,布置方式按生产需要和卫生条件而定。车间行政管理用房和一些空间不大的生产辅助用房,可以和生活用房布置在一起。
五:总平面布置
这是工业建筑设计的首要环节。在厂址选定后,总平面布置应以生产工艺流程为依据,确定全厂用地的选址和分区、工厂总体平面布局和竖向设计,以及公用设施的配置,运输道路和管道网路的分布等。此外,生产经营管理用房和全厂职工生活、福利设施用房的安排也属于总平面布置的内容。解决生产过程中的污染问题和保护环境质量也是总平面布置必须考虑的。总平面布置的关键是合理地解决全厂各部分之间的分隔和联系,从发展的角度考虑全局问题。总平面布置涉及面广,因素复杂,常采用多方案比较或运用计算机辅助设计方法,选出zui佳方案。湖北工程设计院
六:防腐蚀设计
工业生产过程中应用和产生的酸、碱、盐以及侵蚀性溶剂,大气、地下水、地面水、土壤中所含侵蚀性介质,都会使建筑物受到腐蚀。此外,建筑物还会受到生物腐蚀。
建筑防腐蚀设计的原则:
①限制侵蚀性介质的作用范围;
②将侵蚀性介质稀释排放;
③在建筑布置、结构选型、节点构造和材料选择等方面采取防护措施。
七:总体布置要点
① 对散发大量侵蚀性介质的厂房、仓库、贮罐、排气筒、堆场等,尽可能集中布置于常年主导风向的下风侧和地下水流向的下游。为利于通风,厂房和仓库的长轴应尽量垂直于主导风向。
②室外场地应有足够的排水坡度(一般不小于0.5%),并布置排水明沟。
③厂内输送侵蚀性液体、气体的管道尽量集中埋置;架空敷设时放在下层,以免危及其他管道。
④排除侵蚀性污水的管道所设的检查井(窨井),应同建筑物基础保持一定的距离。
八:单体设计要点
①凡散发侵蚀性气体、粉尘的建筑物,造型力求简单。为保持良好的自然通风,可采用敞开式、半敞开式建筑。
②围护结构应根据室内温度、湿度情况,加强保温性能,以减少墙面、屋面由于侵蚀性气体的冷凝结露腐蚀建筑物。为避免侵蚀性粉尘集聚,屋面不宜砌筑女儿墙。
③采用木制或塑料、玻璃钢制门窗。湖北工程设计院
④外露的金属构件或零件应适当加大尺寸或涂饰耐腐蚀涂料。
⑤ 楼面、地面的防护是建筑防腐蚀设计的关键。为了缩小侵蚀性介质的危害范围,便于防护,应配合生产工艺要求将滴、漏严重的设备集中布置,并可在设备底下设置托盘、地槽,局部地面、楼面作成耐酸、耐碱地坪。地坪的面层材料可选用沥青混凝土、水玻璃混凝土、聚氯乙烯、玻璃钢、陶瓷、花岗岩等制成的板材或块材。在地坪面层和找平层(一般用水泥砂浆)间,用石油沥青油毡或再生橡胶油毡等材料作为隔离层,以防地坪受到侵蚀性介质渗透、扩散的影响。
⑥凡与侵蚀性介质接触的其他建筑部位,如地沟、地漏、踢脚线、变形缝和设备等,都应采取耐腐蚀的材料和相应的构造措施。
九:构造要求
湖北工程设计院防腐蚀建筑一般以钢筋混凝土结构为佳。在含有强腐蚀性气体且处于高湿环境中的梁、板、柱、屋架等钢筋混凝土承重构件,除提高混凝土的标号、密实性和加大钢筋保护层外,表面尚须涂以耐腐蚀涂料(如沥青漆、环氧树脂漆等)。如果建筑物采用钢、铝等金属结构,除加强节点构造和表面防护外,进行结构计算时要适当提高安全度。砖木结构一般仅用于腐蚀性介质影响不大的建筑物,承重砖墙宜用不含石灰质的砂浆砌筑,木材表面也要作防腐处理。建筑物的基础部分,为了防止生产过程中侵蚀性液体渗入地下造成腐蚀,防止杂散电流漏入地下引起钢筋的电化学腐蚀,防止含有侵蚀性介质的地下水和地基土壤造成危害,必须采取地面的防渗堵漏和排水设施,选用合适的基础材料,加强混凝土中钢筋保护层,对基础表面作防腐蚀处理并增加基础埋深等。