現(xiàn)代工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)與安裝

1、<p>　　現(xiàn)代工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)與安裝</p><p>　　【摘要】:由于鋼結(jié)構(gòu)廠房具有施工速度快、抗震性能好、承載力高、整體剛度強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，越來(lái)越得到普遍的應(yīng)用和推廣，然而同時(shí)，由于以鋼作為材料，應(yīng)用時(shí)間也尚短，難免存在很多缺陷和不足之處。本文就鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，進(jìn)行預(yù)防措施的探討，并舉實(shí)例說(shuō)明現(xiàn)代工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房的安裝技術(shù)。 </p><p>　　

2、【關(guān)鍵詞】:現(xiàn)代工業(yè)；鋼結(jié)構(gòu)；廠房；設(shè)計(jì)；安裝 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步的今天，鋼結(jié)構(gòu)因其施工周期短，承載力大、抗災(zāi)性能好的優(yōu)勢(shì)，在建筑領(lǐng)域正扮演著日益重要的角色，被廣泛運(yùn)用于廠房設(shè)計(jì)中，以往的鋼筋混凝土廠房

3、正逐漸被鋼結(jié)構(gòu)廠房代替。但同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)存在的易變形、防火性差、易腐蝕等弊端也應(yīng)引起足夠的重視。因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)問(wèn)題探討具有重要意義。 </p><p>　　一、鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的問(wèn)題 </p><p>　　1.鋼結(jié)構(gòu)廠房的基礎(chǔ)問(wèn)題 </p><p>　　常見(jiàn)的地基基礎(chǔ)問(wèn)題主要表現(xiàn)為地基強(qiáng)度，地基變形以及地基破壞三個(gè)方面。地基的強(qiáng)度問(wèn)題集中在因承載力不足引起的基礎(chǔ)穩(wěn)

4、定性不足的問(wèn)題；地基的變形問(wèn)題多發(fā)生在荷載地基易出現(xiàn)不均勻的沉降、過(guò)大變形的軟土、膨脹土、濕陷性黃土以及季節(jié)凍土等地區(qū)；地基的破壞問(wèn)題主要呈現(xiàn)為局部或整體的剪切破壞及沖切剪切破壞等形式。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重注意這些問(wèn)題。 </p><p>　　2.門式鋼架柱網(wǎng)的尺寸及結(jié)構(gòu)體系的設(shè)置問(wèn)題 </p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)廠房工程所包含構(gòu)件的數(shù)量會(huì)對(duì)工程的施工進(jìn)度以及工程造價(jià)產(chǎn)生直接

5、影響，廠房門式鋼架柱的間距設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足廠房的使用要求，門式剛架柱的間距宜設(shè)計(jì)為8-9m，當(dāng)鋼架的柱間距設(shè)計(jì)為9m時(shí)，工程所需檁條、鋼架等構(gòu)件的數(shù)量會(huì)較6m柱距時(shí)會(huì)減少三成，這對(duì)于縮短工程周期、降低造價(jià)具有重要意義，與此同時(shí)，鋼架柱的間距會(huì)影響到工程的跨度，最大跨度的設(shè)計(jì)不宜超過(guò)36m。其次，鋼架柱結(jié)構(gòu)體系設(shè)置問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)廠房的檁條、墻梁等構(gòu)件作為鋼架間的連系部分，支撐著廠房縱向與水平方向上的荷載，由于縱向水平力由廠房的支撐體系承受，因

6、此屋蓋的橫向支撐應(yīng)在各個(gè)溫度區(qū)段的端部柱間或合理設(shè)置，使廠房整體形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，在門式鋼架輕型結(jié)構(gòu)的廠房的橫向與縱向溫度區(qū)段的選擇上，橫向溫度區(qū)段不宜超過(guò)150m，縱向不應(yīng)大于300m。 </p><p>　　3.鋼屋蓋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題 </p><p>　　鋼屋蓋大部分的承重構(gòu)件由細(xì)長(zhǎng)、壁薄的桿件組成，截面的形狀較為復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力相對(duì)集中且存在偏心，在進(jìn)行屋蓋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算荷載與

7、計(jì)算簡(jiǎn)圖接近于計(jì)算的極限狀態(tài)，系統(tǒng)構(gòu)件承載力的安全儲(chǔ)備有限，相應(yīng)的系統(tǒng)對(duì)于溫度、超載及腐蝕的作用十分敏感，偶然的因素就可能導(dǎo)致其失效，加之受構(gòu)件制造、安裝及使用過(guò)程中各種負(fù)面作用的影響，鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋蓋極易成為破壞最嚴(yán)重的部分，鋼屋蓋破壞多表現(xiàn)在，屋蓋倒塌、桿件及節(jié)點(diǎn)板變形或開(kāi)裂、屋蓋支撐彎曲、撓曲超標(biāo)以及析架桿件斷裂等方面。 </p><p>　　4.吊車梁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題 </p><p&g

8、t;　　吊車梁系統(tǒng)是鋼結(jié)構(gòu)廠房的重要組成部分，包括吊車梁、吊車軌道與連接、制動(dòng)結(jié)構(gòu)等部分。吊車梁的受力情況十分復(fù)雜，加之吊車的垂直與側(cè)向力均具有動(dòng)力特征。受疲勞與沖擊作用的影響，吊車梁系統(tǒng)的計(jì)算方式與計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際應(yīng)用情況存很大的差異，與屋蓋系統(tǒng)相比具有更多的不穩(wěn)定性，系統(tǒng)整體的可靠性與耐久性最低。鋼結(jié)構(gòu)廠房柱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)力要比實(shí)際應(yīng)力小很多，柱體的安全儲(chǔ)備較大，荷載同時(shí)出現(xiàn)的概率相對(duì)較小，柱體因承載能力不足而發(fā)生破壞的情況并不多見(jiàn)。

9、</p><p>　　5.檁條、墻梁與拉條問(wèn)題 </p><p>　　輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房工程的檁條、拉條與墻梁多選用Z形、C形的實(shí)腹式冷彎薄壁型鋼材，這種類型的鋼材具有整體剛度較好的優(yōu)點(diǎn)，截面的回轉(zhuǎn)半徑與慣性矩較大，可以充分發(fā)揮材料性能，同時(shí)，該型材截面的抗扭剛度較小，對(duì)荷載偏心較為靈敏，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意型材可能出現(xiàn)約束翹曲應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)變形的問(wèn)題，在檁條、拉條、墻梁等圍護(hù)構(gòu)件的設(shè)計(jì)上應(yīng)注意以下

10、問(wèn)題：（1）風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按規(guī)程規(guī)定計(jì)算，為減少工程施工中的不便，應(yīng)避免使用雙層拉條；（2）檁條受風(fēng)吸力的影響，下翼緣承受壓力時(shí)，可通過(guò)穩(wěn)定計(jì)算進(jìn)行解決，檁條的穩(wěn)定性可通過(guò)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的公式進(jìn)行驗(yàn)算。 </p><p>　　二、鋼結(jié)構(gòu)廠房存在問(wèn)題的預(yù)防措施 </p><p>　　1.提高廠房的耐火性能 </p><p>　　鋼材對(duì)廠房的耐火性能產(chǎn)生直接影響

11、，由于鋼材不耐高溫，在高溫環(huán)境下，鋼材自身的強(qiáng)度會(huì)明顯下降，造成鋼結(jié)構(gòu)組成構(gòu)件變形甚至出現(xiàn)失效的問(wèn)題，因此，應(yīng)最大限度提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的耐火性，避免在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，廠房立即出現(xiàn)失效、倒塌的現(xiàn)象。提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能，除通過(guò)改變鋼材制造時(shí)的材料組成元素，改變鋼材自身的結(jié)構(gòu)與金相組織，提高鋼材的耐火性與耐候性外，在施工過(guò)程中通常使用噴涂法提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性，對(duì)噴涂厚度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并按設(shè)計(jì)值噴涂。噴涂法作為最經(jīng)濟(jì)且最有效的方法，施工速度較快，尤

12、其適用于復(fù)雜形狀的鋼構(gòu)件。但同時(shí)該方法具有表面粗糙、清理難度較大的缺點(diǎn)，施工過(guò)程中應(yīng)借助一定的設(shè)計(jì)手法進(jìn)行修飾。 </p><p><b>　　2.加固鋼結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　在鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需著重考慮鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，鋼結(jié)構(gòu)的加固可通過(guò)改變結(jié)構(gòu)的方式得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的分布，合理改變其荷載、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)與傳力途徑，通過(guò)附加桿件與支撐，加以預(yù)應(yīng)力以

13、及加強(qiáng)空間的協(xié)同工作等措施對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。 </p><p>　　3.屋面與支撐設(shè)計(jì) </p><p>　　為提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的整體剛度，保證廠房整體的穩(wěn)定性，避免桿件發(fā)生過(guò)大變形、壓桿出現(xiàn)失穩(wěn)的問(wèn)題，應(yīng)合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的形式、設(shè)備的分布及溫度區(qū)段長(zhǎng)度等因素，使廠房支撐系統(tǒng)穩(wěn)定可靠?？捎趶S房溫度區(qū)段穩(wěn)定的柱間進(jìn)行支撐系統(tǒng)的設(shè)置，協(xié)調(diào)布置實(shí)施屋蓋的橫向水平支撐。廠房的下柱支撐應(yīng)盡量設(shè)置在溫度區(qū)

14、段的中間部位，使吊車梁等構(gòu)件能夠隨溫度變化向區(qū)段的兩端自由伸縮。鋼結(jié)構(gòu)屋面當(dāng)前主要有由兩層彩色的壓型鋼內(nèi)夾保溫棉組成的剛性屋面與由彩鋼板內(nèi)板、保溫層、隔氣層與卷材防水層組成的復(fù)合柔性屋面兩種形式。 </p><p>　　4.合理設(shè)計(jì)溫度伸縮縫 </p><p>　　溫度變化會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)生變形，使鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度應(yīng)力，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房的平面尺度較大時(shí)，為避免鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的溫度應(yīng)力，應(yīng)將溫度

15、伸縮縫合理設(shè)置在廠房縱橫兩個(gè)方向上，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范確定區(qū)段的距離。一般情況下通過(guò)設(shè)置雙柱的方式進(jìn)行溫度伸縮縫的處理，可在屋架支座處對(duì)縱向溫度的伸縮縫進(jìn)行滾動(dòng)支座設(shè)置。 </p><p>　　5.鋼結(jié)構(gòu)防銹處理 </p><p>　　由于鋼結(jié)構(gòu)的表面直接暴露于大氣中，易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，而潮濕或存在侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境，會(huì)加速?gòu)S房的銹蝕。鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)時(shí)必須重視各個(gè)組成構(gòu)件防銹處理問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)

16、的侵蝕介質(zhì)與環(huán)境條件情況，在鋼結(jié)構(gòu)的總圖與工藝布置、材料的選擇方面加強(qiáng)設(shè)計(jì)，保證試用期內(nèi)廠房結(jié)構(gòu)的安全。防銹處理多結(jié)合環(huán)境與涂層性質(zhì)的不同，進(jìn)行防銹底漆和面漆涂裝的層數(shù)與厚度，充分發(fā)揮涂層在預(yù)防銹蝕方面的作用。 </p><p>　　三、鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝 </p><p>　　目前鋼結(jié)構(gòu)安裝方法主要有：機(jī)械安裝、土法安裝、土機(jī)結(jié)合安裝、頂升安裝、提升安裝、滑移安裝三大類，安裝好鋼結(jié)構(gòu)廠房需做

17、到：嚴(yán)把材料關(guān)；嚴(yán)把人員素質(zhì)關(guān)；鋼柱的安裝；鋼結(jié)構(gòu)的連接；.預(yù)埋地腳螺栓偏位；構(gòu)件拼裝偏差；鋼結(jié)構(gòu)防火；鋼結(jié)構(gòu)防腐；鋼結(jié)構(gòu)屋面防水；鋼結(jié)構(gòu)保溫。 </p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)在廠房搭建中具有施工周期短、施工簡(jiǎn)單、成本低廉以及能夠快速投入使用等優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于安裝施工的質(zhì)量有著非常嚴(yán)格的要求，尤其是對(duì)一些鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，只有加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制才能最大限度的確保鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用安全性。

18、</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　總而言之，鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)廠房的自身特點(diǎn)與需要合理選擇結(jié)構(gòu)形式與材料，避免盲目設(shè)計(jì)，以設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、低碳環(huán)保的鋼結(jié)構(gòu)廠房。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]劉

19、霄，楊紅旗，楊國(guó)海.輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)與研究[J].山西建筑，2006-07-10. </p><p>　　[2]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,(20). </p><p>　　[3]王琨.粉塵易污染廠房的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].科技信息,2011,(11). </p><p>　　[4]閆萍.如何預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)制安的質(zhì)量問(wèn)題[J].化學(xué)工程