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時間:2023-08-18 09:32:36
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中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A
一、前言
隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展,工業(yè)經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展,工業(yè)建筑中的工業(yè)廠房的設(shè)計向著大跨度、大柱距和大噸位方向發(fā)展。本文結(jié)合筆者在工業(yè)建筑鋼設(shè)計過程中的體會,總結(jié)出了一些設(shè)計中應該注意的問題,以便供同行業(yè)參考。
二、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則
1.鋼材選用
通常情況下受力構(gòu)件采用Q235.B或Q345一B鋼,平臺板、梯子和欄桿采用Q235-A鋼,吊車梁采用Q235-C或Q345-C鋼。Q345鋼力學性能和化學成分應符合國家標準GB/T 1591—1994的規(guī)定,Q235鋼力學性能和化學成分應符合國家標準GB/T 700-2006的規(guī)定。特殊結(jié)構(gòu)采用特殊鋼材,例如高爐爐殼采用BB503鋼,熱風爐爐殼拱頂采用BB41-BF鋼,轉(zhuǎn)爐平臺及防護板采用鑄鐵板等。
2.焊接及螺栓
焊條:手工焊時,當母材出現(xiàn)Q235-A,Q235-B時,對于焊縫質(zhì)量等級要求為一級的焊接須采用E4315或E4316型焊條,其他情況下的焊接可采用E4301或E4303型焊條。焊條的性能必須符合GB/T 5117-1995。Q345-B與Q345·B的焊接采用E5015或E5016型焊條,焊條的性能必須符合GB/T 5118—1995。自動焊或半自動焊時,Q235-B與Q235-B或Q235-B與Q345-B的焊接采用H08A焊絲,并配以相應焊劑;Q345-B的焊接采用H08MnA焊絲,并酉己以相應焊劑。焊絲技術(shù)條件應符合GB/T 14957—14958-94。
BBS03,BB41-BF鋼材焊接應配以相應的焊絲、焊劑,施工單位對BB503,BB41-BF鋼材的焊接方法及焊接工藝必須在施焊前進行焊接實驗,在取得合格的焊接工藝實驗結(jié)果后,方可進行正式的焊接工作。
吊車梁下翼緣的對接焊縫,大型框架結(jié)構(gòu)中框架梁、框架柱拼接時的對接焊縫,其質(zhì)量等級為一級,其他情況下對接焊縫的質(zhì)量等級均為二級。吊車梁內(nèi)角焊縫的外觀質(zhì)雖標準為二級,其他情況下角焊縫的外觀質(zhì)量標準均為三級。質(zhì)茸檢查應符合GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范的標準。焊縫的焊接質(zhì)量檢查尚應符合JGJ 81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程的規(guī)定。永久螺栓為C級螺栓(性能等級為4.8級),應符合GB/T5781-2000的要求。高強螺栓為扭剪型高強螺栓,應符合GB/T 3632-2008鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強螺栓連接副的規(guī)定。
高強螺栓連接處構(gòu)件接觸面采用噴砂處理,摩擦系數(shù)均不得小于0.45。結(jié)構(gòu)用地腳螺栓原則上采用Q235-B鋼制作,產(chǎn)品等級按C級制造。螺栓應符合GB 196-81普通螺紋基本尺寸,GB 197-81普通螺紋公差與配合規(guī)定89級制造。螺母應符合GB/T 41-2000I型六角螺母一c級,M72X6螺母應符合JB/ZQ 4330-86規(guī)定。墊圈應符合GB/T 95-85平墊圈C級,JB/QA 4345-86矩形墊板規(guī)定。設(shè)備螺栓,技術(shù)要求應由設(shè)備專業(yè)確定。
3.除銹及涂裝
鋼結(jié)構(gòu)應根據(jù)材料供貨狀況,采取必要的除銹處理,并進行防銹涂裝。重要鋼結(jié)構(gòu)如轉(zhuǎn)爐高層框架及平臺、高爐爐殼、熱風爐爐殼、爐身框架(柱、柱間支撐、框架梁)、爐頂剛架(柱、柱間支撐、框架粱)、熱風爐主框架平臺(柱、柱間支撐、框架梁)、重力除塵器殼體、熱風主管、粗煤氣管道、出鐵場廠房剛架及吊車梁、出鐵場平臺梁、上料主皮帶通廊等均采用噴砂除銹,除銹等級達到SA2.5;其他普通鋼結(jié)構(gòu)采用手工除銹,除銹等級達到ST3。上述除銹等級均按GB/T 8923-1988涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級執(zhí)行。具體涂裝要求由業(yè)主、工藝專業(yè)確定。
4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用材
混凝土標號以實際計算為準。普通結(jié)構(gòu)采用(325,受力較大的結(jié)構(gòu)采用C30一C50,墊層采用CIO,基礎(chǔ)采用C25混凝土(特殊要求除外)。有防水要求的建(構(gòu))筑物和構(gòu)件采用防水混凝土,有耐熱要求的構(gòu)件采用耐熱混凝土。鋼筋:HPB235,HRB335,HRB400。較大的受彎構(gòu)件優(yōu)先選用HRB400。
四、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中應注意的問題
1.廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝設(shè)計相協(xié)調(diào)
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房是企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的一個模塊,廠房都是為生產(chǎn)服務(wù)的。廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計不符合要求常表現(xiàn)為:鋼支架分布不合理,墻體厚度,高度.寬度指標不足等。鋼結(jié)構(gòu)的形式包括空間桁架、框架、平面桁架、輕鋼、索膜、網(wǎng)架、塔桅等,設(shè)計師應根據(jù)企業(yè)的建廠條件和具體要求選擇結(jié)構(gòu),對丁懸掛荷載偏大的應選擇網(wǎng)架結(jié)構(gòu),從而減小建筑荷載。此外,廠房結(jié)構(gòu)選型還可以通過采用不同的材料來傲支撐結(jié)構(gòu),具體選擇應根據(jù)其使用要求,合理選擇焊接鋼管、無縫鋼管等材料來滿足結(jié)構(gòu)需要。無縫鋼管具有中空截面,可以用作輸送流體的管道;鋼管與卿鋼等實心鋼材相比,在抗彎抗扭等強度時,由于其質(zhì)量較輕,用于廠房結(jié)構(gòu)可增強鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此,在廠房設(shè)計中首先要滿足工藝要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計也一定要滿足工藝條件。特別是在方案設(shè)計階段.設(shè)計人員應多參與工藝協(xié)調(diào),多了解工藝布置,以便減少施工不必要的麻煩。
2.結(jié)構(gòu)計算時應多因素考慮
目前結(jié)構(gòu)計算人多采用結(jié)構(gòu)設(shè)計計算程序進行計算,如何對計算結(jié)果進行分析,評價是一個非常重要的方面,必須根據(jù)工程設(shè)計的經(jīng)驗對計算結(jié)果進行分析和判斷。荷載計算是結(jié)構(gòu)計算的前提條件,荷載取值的準確性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的可靠性,工藝條件中的荷載問題。
但近兩年來,我國大部分地區(qū)常出現(xiàn)強降雪天氣,導致很多廠房,場館倒塌,因此設(shè)計人員一定要根據(jù)當?shù)氐难┖奢d情況取其中的最大值,以確保建筑安全。其次,強柱弱梁是設(shè)計要遵循的原則,強節(jié)點弱構(gòu)件也是要重點考慮的問題。在很多情況下,構(gòu)件滿足設(shè)計要求。但是節(jié)點卻不能滿足抗震要求。強柱弱梁指節(jié)點處柱端實際受彎承載力要大十粱端實際受彎承載力,由于廠房的梁柱中心線一般不能重合,而且柱的截面和節(jié)點偏心都比較大,對柱節(jié)點核心區(qū)的構(gòu)造和受力往往都有一定的不利影響。此時我們一般采用增大柱端彎矩設(shè)計值的方法。
3.鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防火設(shè)計
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火能力比較差,當鋼材受熱溫度在100℃以上時,隨著溫度的升高,鋼材的抗拉強度會降低;當溫度超過250℃時.鋼材就會出現(xiàn)徐變現(xiàn)象;當溫度達到5000C時,鋼材強度立即會降到很低,甚至會導致工業(yè)廠房塌落。因此,我們一定要依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》,確定出廠房生產(chǎn)火災危險性等級,從而使鋼結(jié)構(gòu)達到防火等級的耐火極限要求。
同時,設(shè)計人員在設(shè)計時要選用鋼結(jié)構(gòu)防火保護方法對鋼結(jié)構(gòu)采取相關(guān)的保護。目前,鋼結(jié)構(gòu)廠房保護最常用的方法是在鋼結(jié)構(gòu)表面涂鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,發(fā)生火災時可以作為耐火隔熱保護層,從而提高鋼構(gòu)件的耐火極限,滿足國家相關(guān)規(guī)范的要求。
五、結(jié)語
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)雖然相當?shù)膹碗s,但是在設(shè)計中如果嚴格遵循設(shè)計原則和設(shè)計要求,并且不斷進行優(yōu)化,將能夠熟練掌握設(shè)計規(guī)范,設(shè)計出安全、經(jīng)濟的優(yōu)秀作品。
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
0 前言
就現(xiàn)在工業(yè)建筑而言,在技術(shù)不斷的發(fā)展下,傳統(tǒng)單一功能型的廠房也漸漸的被許多多功能綜合廠房所代替,由此可以說明,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也在不斷的發(fā)展和進步。但是,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進步的大趨勢下,還是存在著一些問題有待解決,因此,下文主要就工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在著的問題進行了詳細的分析和探討。
1 計算系數(shù)取值的問題
1.1 活載組合值系數(shù)取值問題
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中,使用的PKPM軟件以及SATWE模塊中,默認活載的組合值是0.7,對于0.7這個組合值系數(shù)來說,只是大部分建筑活載組合值是0.7,但是,在變化性比較復雜的工業(yè)建筑上來說,還有一小部分建筑與這個活載組合值的系數(shù)是不一樣的[1]。因此,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中,工作人員不能單一的使用軟件生成默認的活載組合值,與此同時,還要根據(jù)當時設(shè)計的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的類型分析,要達到在選取活載組合值的時候要讓其達到精準值,才能更有效的建筑的質(zhì)量,確保使用的安全。
1.2 梁扭矩折減系數(shù)取值的問題
根據(jù)現(xiàn)今工業(yè)建筑來看,化工廠、輕工廠等因為這些廠房吊掛的設(shè)備相對來說比較多,在建筑樓面開洞較大,而且在洞邊還需要設(shè)備來支撐,因此,在這樣的工業(yè)建筑設(shè)計時,為了達到更好的設(shè)計效果,就必須有精確的計算數(shù)據(jù),這樣梁扭矩的折減系數(shù)才更為精確。上文提到過現(xiàn)在的工業(yè)建筑設(shè)計人員大多都使用PKPM軟件以及SATWE模塊進行計算,這樣生成的固定系數(shù)為0.4[2]。但是這個數(shù)字是不適合應用于工業(yè)建筑中的,這個數(shù)字比較適合應用在民用建筑中,因此,在實際的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員需要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計經(jīng)驗以及建筑的實際情況,對這些軟件進行參考性的使用,才能夠確保建筑設(shè)計數(shù)據(jù)的精準,確保建筑的質(zhì)量。由此可見,在進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,設(shè)計人員在數(shù)值的取值上,不能單單的依靠設(shè)計軟件,需要設(shè)計人員結(jié)合實際情況進行參考。
2 建筑工業(yè)施工方面的問題
2.1 輕視工業(yè)廠房防火防爆的需求
工業(yè)建筑的廠房分好多種,廠房在設(shè)計的時候也應當根據(jù)其用途而設(shè)計。比如經(jīng)常存放一些氣體性的物品,工業(yè)建筑設(shè)計人員在設(shè)計這樣的廠房時,就要考慮到他的安全性,當然就要考慮到它的通風性,設(shè)計人員就要把這樣的廠房設(shè)計成半敞開式或者是全敞開式的工業(yè)廠房。相反,有一些需要封閉式的廠房,比如存放爆炸性物品的廠房,在設(shè)計這類廠房的時候,就要考慮到在發(fā)生事故的時候爆炸泄壓的面積,當然在建筑這樣的廠房還需要注意的一點就是多開窗戶,如果泄壓面積不夠的話,更多的窗戶會起到很好的泄壓效果。而且在設(shè)計防暴的廠房時,采取的材料大多使用容易脫落的輕質(zhì)材料門、窗、屋蓋等設(shè)施都是需要使用容易脫落的輕材料才設(shè)計。在工業(yè)建筑中,泄壓設(shè)施應建立在比較開闊的地方,且避開人員比較集中的地點,在布置泄壓設(shè)施時,應該靠近爆炸源,這個設(shè)計不容許忽視,如果真的發(fā)生了事故,那么定會造成無可挽回的嚴重性。所以,在建設(shè)防火防爆廠房的時候,泄壓面積一定要考慮并且計算好,才能確保安全的問題。
2.2 預埋件布置的問題
在工業(yè)建筑的廠房中還有很大一部分的廠房需要在建筑物梁上預埋吊環(huán),但是大部分在這個環(huán)節(jié)上設(shè)計的都不是特別規(guī)范。吊環(huán)的選材很重要,應該使用沒經(jīng)過冷加工的鋼筋制作,并不是使用冷加工過的鋼筋,當然了工業(yè)建筑設(shè)計人員在設(shè)計方案上一定要標注一下,以防止施工人員用錯材料,造成安全問題。制作好的吊環(huán)一定要綁扎或者焊接到建筑物受力的鋼筋上,在綁扎到受力鋼筋上時,一定要注意埋入的深度;對于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員來說,一定要細心仔細的去了解圖紙,如果不能夠了解圖紙的話,那么可能對預埋設(shè)計造成了影響,可能有一部分埋在了結(jié)構(gòu)梁的上邊,而且還有一部分卻埋在樓板的下面。因此,在布置預埋件的時候,一定要查看結(jié)構(gòu)圖紙,并且適當?shù)恼{(diào)整預埋件的位置,避免以上的現(xiàn)象發(fā)生。當然了工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)人員的設(shè)計將直接影響了預埋件的預埋位置,所以,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計的時候,一定要對樓面結(jié)構(gòu)的圖紙詳細的了解,一定要做到發(fā)現(xiàn)錯誤,改正錯誤,做好無紕漏的設(shè)計,避免施工中發(fā)現(xiàn)有不妥的地方,造成進度上的延誤。
2.3 結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計與其他的專業(yè)設(shè)計溝通有紕漏
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是很復雜的,并不是一個單一的設(shè)計,而是由多種類型的部門組成的設(shè)計團隊,不僅如此,還有工藝設(shè)計人員、給排水設(shè)計人員等等,對于工業(yè)建筑設(shè)計來說,就必須要經(jīng)過多個部門協(xié)商,相互搭配組合,才能設(shè)計出一個好的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計的過程并沒有與工藝設(shè)計人員進行協(xié)商以及良好的溝通,最終導致在施工的時候,工藝的設(shè)備布置與基礎(chǔ)設(shè)備位置靠的太近,不單單是這樣,因為設(shè)備基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)靠的太近,對于施工的難度就加大了很多,因為設(shè)備基礎(chǔ)在運行時會對主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)直接造成影響,故此,為了避免這樣的現(xiàn)象發(fā)生,在工業(yè)建筑設(shè)計的過程中,要與工藝設(shè)計人員相互溝通好。在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)計人員的設(shè)計水平也是最快關(guān)鍵的,但是往往在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中卻有很多設(shè)計人員由于缺乏工作經(jīng)驗,而并沒有與給排水設(shè)計人員相互協(xié)商,正是因為設(shè)計人員的經(jīng)驗不足,而在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在著問題,導致施工人員施工的難度增大。由此可見,在進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要與其他部門的設(shè)計人員進行良好的溝通,才能夠不斷的促進工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的順利進行,促進建筑的良好使用,也會促進整個建筑行業(yè)的發(fā)展。
2.4 除銹以及涂裝設(shè)計的不合理
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,進行涂裝設(shè)計的時候沿用以前的設(shè)計方案,進而造成與實際建筑的不相符,影響了建筑的施工進度,不利于建筑在規(guī)定的時間內(nèi)竣工。因此,在實際的設(shè)計中,設(shè)計人員需要根據(jù)整個工業(yè)建筑的特點以及實際的情況,采用合理的設(shè)計方法,確保設(shè)計方案符合實際的建筑,才能夠確保建筑不會由于涂裝設(shè)計方面出現(xiàn)問題導致重新返工。另外,在進行除銹和涂裝設(shè)計的時候,設(shè)計人員還需要結(jié)合實際的設(shè)計經(jīng)驗,在時間的選擇上等等,進行合理的安排,才能夠不斷的促進工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的順利進行。
3 結(jié)束語
本文主要對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見的問題進行了具體的分析和研究,通過本文的探討我們了解到,在實際的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員需要明確在設(shè)計中哪些方面容易出現(xiàn)問題,并且針對于容易出現(xiàn)的問題采取有效的措施進行有針對性的解決,才能夠確保建筑設(shè)計符合實際的施工需求,確保工業(yè)建筑的質(zhì)量,促進建筑的良好發(fā)展。另外,設(shè)計人員還需要積累豐富的設(shè)計經(jīng)驗,在設(shè)計中對于存在著的問題進行很好的規(guī)避,才能夠不斷的提高自身的設(shè)計水平,促進設(shè)計工作的順利進行。
引言
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們的生活水平得到了極大的改善。國內(nèi)的工業(yè)建筑規(guī)模正處在不斷擴建的狀態(tài)中。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中主要兩種形式分別是鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)。本文主要針對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點進行分析,并淺要的分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的復雜性與安全性。
1分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對類型的選擇
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,當工業(yè)建筑內(nèi)的生產(chǎn)容量與設(shè)備發(fā)生改變的時候會有相應的變化產(chǎn)生。因此要求工業(yè)建筑及其設(shè)備的使用時間一定要達到一定的標準,工程建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計和原本的工程投資預算要相吻合。因此選好建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)建類型顯得十分的重要。一般在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中都會選擇符合標準施工材料,從而使其在力學功能以及化學成分上都可以達到國家規(guī)定的標準。我國廣泛運用的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)主要有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。其中的鋼筋混凝體結(jié)構(gòu)在施工中由于建筑材料很容易獲得因此施工非常的便捷。同時由于其具有比較明顯的耐火、耐腐蝕特性,使得預制和施工現(xiàn)場的澆筑工作也是十分便利,并在建筑中有著非常廣泛的運用。在工業(yè)建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)類型可以有效的降低工程的建設(shè)成本,同時還可以在很大程度上縮短建設(shè)的工期。但是在工業(yè)建筑設(shè)計中采用鋼結(jié)構(gòu)也有一個需要特別注意的方面,那就是防火防腐蝕工作。在實際的工業(yè)建筑設(shè)計中,在生產(chǎn)一些空間比較大、振動比較大或者是比較大跨度生產(chǎn)的時候,經(jīng)常會采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。
2分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的相關(guān)數(shù)據(jù)
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計中要嚴格的遵循安全生產(chǎn)的準則,在最大程度上保障建筑的質(zhì)量。在設(shè)計中始終嚴格的遵循相關(guān)的設(shè)計標準以及規(guī)章制度。通常工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的數(shù)據(jù)都會涉及到很多方面的內(nèi)容,比如說最高溫度和最低溫度、地震分組的設(shè)計、地震設(shè)防烈度、場地土壤的類別、地下水位以及基本的血壓等。同時需要特別注意的是,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一定要嚴格的按照相關(guān)的規(guī)章制度來,只有這樣才能確保設(shè)計出的建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足基本的要求。
3分析如何滿足工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝需求
在對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)類型進行選擇的時候,首先設(shè)計一定要滿足基礎(chǔ)的建筑生產(chǎn)方式以及對運輸工具的實際要求,同時還要做好相關(guān)的防腐蝕設(shè)計工作,從而確保整體建筑具有較好的防腐蝕功效。由于施工工序和生產(chǎn)工程在一定程度上會相互作用,因此在生產(chǎn)工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中要處理好這一點。設(shè)計中還涉及到一個很重要的方面那就是排風通道的設(shè)計。特別是在一些生產(chǎn)中會散發(fā)一定熱量與有粉塵的車間。最后是要科學合理的設(shè)計好建筑的隔聲帶,從而確保企業(yè)的日常生產(chǎn)工作不會受到外來因素的作用。
4分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對于基礎(chǔ)地基的處理
在處理一些比較重要的建筑物以及地基構(gòu)建的時候,要綜合建筑施工的實際情況來選擇出最合適的基礎(chǔ)地基處理措施。比如說預應力混凝土管樁、地基處理樁、鉆孔灌注樁等。在對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的樁基進行設(shè)計的時候,需要科學有效的掌握好單樁承載性能,一般是將其特征數(shù)值控制在百分之八十以內(nèi)。在遇到新建的建筑物和原有的建筑間距比較小的情況下,需要做好樁型的選擇,力求新建筑的樁基施工作業(yè)不會對原有的建筑物帶來不好的作用。在處理一些比較次要建筑物的地基的時候,可以挑選比較淺的土層來作為建筑基礎(chǔ)的持力層,比如說室外水溝、鋼梯或者是電纜溝等。同時對于建筑的原土要進行壓實處理,遇到有超挖分層的狀況還要更換合適的砂夾石,并進行相關(guān)的壓實處理。
5分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何科學合理的布置空間
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中首先要科學合理的布置好建筑的總平面,并依照相關(guān)的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)流程做好建筑物的選址與分區(qū)工作。特別是要做好運輸管道和管道相互間的分布關(guān)系,并做好相應公用設(shè)備的布置工作。在工業(yè)建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要對生產(chǎn)空間內(nèi)不同功能的用房進行合理的設(shè)計,比如說配置健全的公用設(shè)施、生產(chǎn)輔助用房以及行政管理用房等等。同時為了確保企業(yè)的各項工作可以順利的進行下去還需要做好生產(chǎn)區(qū)域的劃分工作以及做好相應公用設(shè)備的安排工作。由于工業(yè)建筑中有著生產(chǎn)行業(yè)自身的特殊性比如說,對人體的正常發(fā)育有害的腐蝕性因素建筑物。這些建筑物的選址一定不能在生活區(qū),從而避免危害到人們的健康。
6工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中相關(guān)的防腐蝕設(shè)計
當前,國內(nèi)大部分的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中都會用到鹽酸鹽類別的侵蝕性溶液,這類溶液會對生產(chǎn)空間內(nèi)的水資源、空氣以及土壤帶來侵蝕性的物質(zhì),會對整個建筑物造成一定程度的腐蝕。因此在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要做好相關(guān)的防腐設(shè)計工作就顯得十分重要。一般在設(shè)計中針對具有腐蝕性的廠房會將其以垂直的方向布置在水流下的下風向處,科學合理的設(shè)置好相應的排水明溝。同時還要運用敞開式或者是半敞開式的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而使得工業(yè)建筑具有很好的通風性能,從而從根本上杜絕腐蝕問題的發(fā)生。針對工業(yè)建筑的地基部分,為了避免在生產(chǎn)的過程中有侵蝕性的溶液滲透到地下造成一定程度的腐蝕,會事先科學合理的設(shè)置好相關(guān)的排水設(shè)施。并挑選好合適的基礎(chǔ)性材料,強化混凝土的鋼筋保護層,從而充分的做好地基的防腐工作。
7結(jié)束語
綜上所述,新時期的工業(yè)建筑設(shè)計具有一定的復雜性與安全性。設(shè)計人員在設(shè)計的時候要嚴格的遵循基礎(chǔ)的設(shè)計準則,并優(yōu)化相關(guān)的設(shè)計,從而使得整個工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足實際的生產(chǎn)需求。進而推動我國工業(yè)建筑水平得到最大程度上的提高。
參考文獻:
[1]胡中漢.關(guān)于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性與安全性概述[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(08).
在當前建筑工程中出現(xiàn)最多的問題便是混凝土裂縫,建筑結(jié)構(gòu)的繁雜性與超大型都是導致裂縫出現(xiàn)的主要原因。工業(yè)建筑施工時,需著重注意混凝土裂縫,來規(guī)避其影響施工效率與質(zhì)量,只有切實保障工業(yè)建筑的施工質(zhì)量,才會使得員工處在安全的生產(chǎn)空間中。
1工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計選型
1.1基于結(jié)構(gòu)概念的設(shè)計選型
概念設(shè)計是指制定施工圖時,要對工程開展所需的材料與結(jié)構(gòu)等方面展開計算,以此來保障施工圖的合理性。它的思維理念較傾向于實踐、創(chuàng)新等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計選型時利用概念設(shè)計在某種程度上是可控制混凝土裂縫的。概念設(shè)計屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一種新興理念,它可利用整體概念來考慮分體同總體系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián),從而構(gòu)造出安全且經(jīng)濟的方案。
1.2基于極限狀態(tài)的設(shè)計選型
工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)不但要滿足承載力極限需求,還要滿足正常應用極限?;炷亮芽p控制的標準是依據(jù)環(huán)境與實際情況展開調(diào)制的,常規(guī)的鋼筋內(nèi)力達到30%時,就會達到極限,從而產(chǎn)生縫隙,此種裂縫的寬度是在0.05~0.1cm,極容易影響整體結(jié)構(gòu)的安全性。
2混凝土裂縫的內(nèi)涵概述
混凝土是一個具有年代感的物質(zhì),它同人類進步而創(chuàng)新,它也是人類文明的象征。因為混凝土具備其他材質(zhì)所不具備的優(yōu)勢,比如它的鋼硬度與伸縮從等,這都是它被廣泛運用建筑工程中的主要原因。但在長期運用中,施工人員逐漸的發(fā)現(xiàn)了混凝土實際應用的不足,比如,混凝土在硬化過程中極容易摻入一些雜質(zhì),導致其承載力下降。此外,其在塑性形變時容易斷裂,在實際運用中,若是混凝土的收縮力低于混凝土自身的收縮率,便會使混凝土出現(xiàn)縫隙。當前對混凝土裂縫進行分類,可以劃分為兩種無害與有害,無害則是縫隙不高于0.3mm,而有害則大于0.3mm。還有其他的方法可以進行分類,比如,可以依據(jù)構(gòu)成的裂縫分為溫度裂縫、縱向裂縫、表層裂縫等。
3工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的成因
3.1空氣潮濕
若是建筑物一直處在潮濕的空氣中會導致混凝土的抗應力與拉應強度遭到影響。
3.2設(shè)計因素
在對混凝土施工時,時常會出現(xiàn)因為原料配制不合理的現(xiàn)象,這嚴重的偏離了施工要求,致使混凝土的內(nèi)部拉應力不均,導致混凝土出現(xiàn)裂縫。除此之外,還有施工人員所應用的施工方案不合理,強行的將建筑構(gòu)件的強硬度提高,時常會使建筑內(nèi)部構(gòu)件斷裂,從而出現(xiàn)混凝土裂縫。
3.3施工材料
混凝土內(nèi)的水灰比是在一個合理范圍內(nèi)的,若是超出此范圍,勢必會影響建筑安全。另外,混凝土所利用的水一定是干凈的,若是施工人員未高度重視,使得一些雜質(zhì)摻入其中,這會使混凝土的收縮率減小,從而使混凝土出現(xiàn)裂縫。
3.4溫度因素
因為溫度所造成的混凝土裂縫,主要是因為混凝土受溫度影響較大。在當前建筑施工中會應用到的材料,基本上都會受溫度影響出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。若是施工溫度超出混凝土的承受范圍,勢必會引發(fā)混凝土裂縫。
3.5地基沉降
建筑地基的深度也是導致混凝土結(jié)構(gòu)的主要因素之一,通常情況,地基越深越容易使混凝土結(jié)構(gòu)生產(chǎn)縫隙。
4混凝土裂縫的處理
4.1科學選擇材料
在選擇原材料時,需選用水熱化較小的材料,確保水泥的安定性較強。選擇滿足抗壓性能的混凝土,減低水灰比與坍落度、減少砂率與雜質(zhì)含量等。對于建筑中的梁板墻等皆需要利用中低強度的混凝土,提高鋼筋構(gòu)造力。選用收縮性小水熱化低的摻和料。
4.2配筋設(shè)計優(yōu)化
在配置砂漿時需充分結(jié)合施工實際需要來確定施工材質(zhì),同時需依據(jù)材質(zhì)的變化來展開及時調(diào)試。適當?shù)脑黾訕?gòu)件的配筋量是控制構(gòu)件裂縫的主要手段。在混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范中有明確配筋量。對于梁板等一些小構(gòu)件,對其的配筋量與鋼筋間距皆有明確標注的,在對板的受力鋼筋進行配置時,需選用直徑較小的,以此來降低構(gòu)件發(fā)生裂縫的幾率。
4.3加強力學裂縫控制
利用填充法或是表面處理法。若是應用表面涂抹法的話在應對的是細小的裂縫,但無法將其灌入其中,只能利用此種方法來控制混凝土縫隙。涂抹法一般情況下應用在裂縫比較大但未遇到鋼筋的,且未漏水、未伸縮的裂縫;填充法是利用材質(zhì)來展開填充的,一般應用在體積比較大的裂縫中。4.4選擇合適的混凝土澆筑方法混凝土時常應用分層澆筑的方法,此種澆筑方法可以有效的規(guī)避混凝土出現(xiàn)裂縫。還能利用分段分層法,在混凝土結(jié)構(gòu)的底端展開澆筑,當澆筑到2~3層里端時再返過來澆筑第二層,此種逐層澆筑。斜面分層法是混凝土澆筑的常用方法,時常應用到結(jié)構(gòu)較長的混凝土裂縫中。當混凝土的斜體坡度低于30%時,可以展開持續(xù)澆筑。
4.5強化混凝土養(yǎng)護
造成混凝土出現(xiàn)裂縫的蛀牙原因是因為養(yǎng)護的不合理。當混凝土的放熱高峰結(jié)束之后,是需要展開灑水養(yǎng)護工作的,在養(yǎng)護期間需著重注意溫度的變化,確保混凝土的溫差是在可控的范圍內(nèi)。在進行養(yǎng)護階段可以利用草袋或是薄膜將其覆蓋住,來降低混凝土表層的熱擴散,從而為混凝土提供一個潮濕的氛圍。在夏季等高溫的天氣,極容易V弧線收縮裂縫,因此需做好混凝土養(yǎng)護工作。
5結(jié)束語
綜上所述,工業(yè)建筑需滿足社會公眾對工業(yè)生產(chǎn)的需求,不管是在應用功能上,還是自身條件上都需要展開多層次選擇與設(shè)計,盡量滿足安全性與經(jīng)濟性。在實際設(shè)計中需充分考慮影響混凝土質(zhì)量的因素,以此來規(guī)避混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)混凝土裂縫,在設(shè)計階段就將裂縫防護措施制定好,可以切實的實現(xiàn)防范混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的目的,從而保障工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
參考文獻:
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近年來冶金行業(yè)正經(jīng)歷著去產(chǎn)能、生產(chǎn)工藝潔凈環(huán)?;?、產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)不提升則淘汰、產(chǎn)品多樣化、以產(chǎn)業(yè)鏈延長提升效益等來自個方面的升級改造需求。這就要求我們設(shè)計人員需要在原有狹窄的場地中盡可能的實現(xiàn)舊工藝的升級改造,同時還要充分利用生產(chǎn)時間間隙進行施工,在材料選擇和施工的可操作性方面做深入細致的調(diào)查以實現(xiàn)我們的設(shè)計方案的安全可靠、經(jīng)濟適用、施工難度小、施工進度短的綜合效益。
以下對設(shè)計過程中經(jīng)常遇到的問題,結(jié)合筆者設(shè)計經(jīng)驗,簡要論述冶金行業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計應注意的一些問題。
一、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計
采用概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計選型中可以在宏觀上保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠行同時一定程度上控制裂縫的形成。概念設(shè)計,能夠用整體概念對結(jié)構(gòu)總體系統(tǒng)和各個基本分體之間的力學關(guān)系進行初步考慮,從而創(chuàng)造一個安全、經(jīng)濟、適用的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)總體方案。
二、基礎(chǔ)的設(shè)計
基礎(chǔ)的選型首先要充分結(jié)合建筑物或構(gòu)筑物所在場地的特點,如場地為毗鄰舊廠房、原有構(gòu)筑物、原設(shè)備則要掌握原有舊廠房、構(gòu)筑物基礎(chǔ)的埋深、尺寸,原有管線的工藝用途、管徑、數(shù)量、埋深、走向等詳細情況,綜合對比新基礎(chǔ)避讓、懸挑或管道改線和基礎(chǔ)架空或特殊處理的經(jīng)濟效益及影響生產(chǎn)時間從而選擇最優(yōu)的處理方案。如場地周邊留有閑置用地則應調(diào)查清楚是否在短期內(nèi)存在新項目的規(guī)劃意向或現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的升級改造是否需要留足場地或需深埋基礎(chǔ)等綜合因素。例如在我廠濕法脫硫生產(chǎn)線的設(shè)計時項目選址地處擋墻上邊緣,擋墻下方為預留地,當時未考慮規(guī)劃新項目。由于場地有限要求生產(chǎn)線的綜合間布置在盡量靠近擋墻內(nèi)邊緣,原擋墻為毛石砌筑,墻高8米,砌筑質(zhì)量無法保證。為保證廠房及設(shè)備基礎(chǔ)的安全可靠基礎(chǔ)選用沖孔灌注樁,樁深度綜合考慮了樁底持力層土質(zhì)情況、現(xiàn)有毛石擋墻的不可靠性及擋墻下方未來新建工程的需求最終確定為自擋墻上場地標高向下20米的深度。三年后擋墻下方新建了余熱熱發(fā)電工程,在靠近擋墻下邊緣布置了主控樓,廠房基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ),埋深為-3.0米,施工中對原有脫硫綜合間無不利影響。
在設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計時需深入調(diào)查設(shè)備的運行情況,尤其是大量采用同形式的單個設(shè)備基礎(chǔ)時不僅要核算單個基礎(chǔ)的荷載作用,更要結(jié)合設(shè)備運行特點考慮其整條生產(chǎn)線運行時的特點規(guī)律。在我60萬噸高棒車間冷床基礎(chǔ)設(shè)計時由于原廠房設(shè)計人員只考慮了單個基礎(chǔ)的受力情況,未考慮到在設(shè)備運行時所有基礎(chǔ)同時受同向水平作用,其單個基礎(chǔ)在2.9米平臺上錨固鋼筋深度及數(shù)量不足,在投產(chǎn)近兩年期間平臺上40個基礎(chǔ)相繼出現(xiàn)底部裂縫,局部基礎(chǔ)在生產(chǎn)時隨冷床導位晃動,對正常生產(chǎn)埋下極大隱患,后經(jīng)仔細觀察設(shè)備運行特點,同時核算設(shè)備平臺承載能力對所有基礎(chǔ)采取了鋼結(jié)構(gòu)整體加固的方式。
三、廠房柱的合理設(shè)計
在廠房柱設(shè)計選型時除需考慮正常的設(shè)計參數(shù)外還應根據(jù)廠房的生產(chǎn)工藝特點適當加強柱構(gòu)造做法。例如在廢鋼車間設(shè)計時就應充分考慮廢鋼對高對廠房柱的不利影響,柱兩側(cè)同時堆料及單側(cè)堆料的荷載不利組合,大塊廢鋼卸料時對柱表面混凝土保護層的沖擊破壞,廠房卸料跨貨車視線不利時可能對柱子的碰撞等均應在柱截面設(shè)計時綜合考慮。在設(shè)計露天棧橋柱時也應充分考慮在投產(chǎn)使用后期是否有增加屋蓋的可能性。隨著各行業(yè)對環(huán)保要求的不斷提高,降噪、減排、控制粉塵成為我冶金行業(yè)重點整改項目。原有的原料露天堆場的弊端日漸顯著,為響應環(huán)保部門對降塵減排的控制要求提出了對原露天棧橋堆場進行屋面加蓋的改造要求。堆場大面積、大跨度(36米跨)的特點均成為加蓋改造的難點,在改造設(shè)計中與施工方共同探討,結(jié)合國內(nèi)既有經(jīng)驗決定采用鋼結(jié)構(gòu)的加固方式(現(xiàn)有均為鋼筋混凝土柱),在保證荷載增加、平面內(nèi)計算模型改變的情況下加強原有柱子的強度、剛度、穩(wěn)定性,同時重視加強新增結(jié)構(gòu)構(gòu)件與原柱子的錨固節(jié)點設(shè)計。
四、梁柱和板件的設(shè)計
使用環(huán)境的不同、所處工藝節(jié)點的不同對梁板設(shè)計均提出了個性化的設(shè)計重點。若為廠房內(nèi)的設(shè)備間或備品間需考慮檢修時行車的誤操作可能導致的重物墜落對屋面梁板的破壞;若房屋或構(gòu)筑物規(guī)劃于主要管網(wǎng)架空走廊附近或下方則需要充分調(diào)查了解今后可能新增較大管道的支座,在設(shè)計時充分考慮預留一定的承載能力。
在吊車梁設(shè)計時一定要與使用單位確認詳盡的行車參數(shù),在廠內(nèi)技改項目中經(jīng)常遇到由于工期緊需要提前備料的情況,此時常常是行車還未訂貨就需要提前完成結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計人員采用了常規(guī)、相近的行車參數(shù)時就將面臨構(gòu)件截面過大或過小的局面。同噸位、同行式行車較容易出現(xiàn)的荷載作用偏差為輪距的差異影響較大,尤其輪距較常規(guī)行車大幅減小的行車其最大輪壓過于集中對行車梁的截面影響較大,這就要求設(shè)計人員在這種非正常結(jié)構(gòu)設(shè)計程序中充分考慮行車個性化的不利影響,綜合對比采用較為保守的截面形式還是提前考慮好截面不足時加固措施的經(jīng)濟效益和影響生產(chǎn)進度的嚴重程度來決定最優(yōu)設(shè)計方案。
五、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計要點
如無縫鋼管有著很好的空截面,在進行輸送流體時可用作管道;鋼管和卿鋼等相比,強度相對較弱,但是其質(zhì)量相對較低,穩(wěn)定性相對較好。所以,設(shè)計者在設(shè)計過程中,首先要考慮設(shè)計的工藝需求。對于整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計,在方案選擇中就要廣泛的選擇,同時多了解工藝的布置,明確工藝使用的具體條件,從而能夠減少施工中出現(xiàn)的不必要的問題。
2影響結(jié)構(gòu)計算的因素多
結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)計算是一項重要的步驟,大多數(shù)的設(shè)計者都會采用計算結(jié)果來進行分析和評價,從而對結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性進行判斷。而影響結(jié)構(gòu)計算的因素相對較多,其結(jié)果也直接關(guān)系著施工工藝的荷載問題,對于整個結(jié)構(gòu)設(shè)計來說有著非常重要的作用,因此就要全面的進行綜合考慮,把影響結(jié)構(gòu)計算的因素全面的考慮在內(nèi)。
目前我國的廠房質(zhì)量還有待提高,尤其表現(xiàn)在近年來因天氣情況出現(xiàn)的暴雨暴雪而產(chǎn)生的廠房坍塌現(xiàn)象。所以,廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計要更加注重其使用的安全性,尤其是要把這些外界的影響因素考慮在內(nèi),從而提高廠房的荷載值,這樣才能夠更好的提高廠房使用的安全性。另外,很多廠房的設(shè)計構(gòu)件都能夠達到使用的需求,但是很多問題都出現(xiàn)在節(jié)點上,在發(fā)生外界干擾時,這些節(jié)點很容易發(fā)生問題,不能夠承擔起高符合的作用,而廠房的梁柱中心線通常都是不重合的,這樣對節(jié)點的壓力也相對較大,從而使整體的性能受到影響,所以,對于這些額外的影響因素應當格外的注意。
3廠房的防火設(shè)計問題
鋼結(jié)構(gòu)的廠房在防火的能力方面相對較差,剛才在受熱的過程中,其抗拉的強度會逐漸降低,從而出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。而在溫度過高時,剛才的強度就會隨著溫度的變化而逐漸的軟化,從而失去了其應有的作用,導致廠房發(fā)生坍塌。所以,我們一方面要意識到鋼結(jié)構(gòu)廠房防火能力差的特點,同時還要明確鋼結(jié)構(gòu)的耐火要求。我國在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中也有了明確的規(guī)范,要求設(shè)計人員在進行設(shè)計的過程中嚴格按照防火保護的方案來對鋼結(jié)構(gòu)進行保護,這樣才能更好的提高廠房的使用質(zhì)量。當前,鋼結(jié)構(gòu)的廠房通常都會在鋼結(jié)構(gòu)材料中加入防火的涂料來作為防火的保護措施,在發(fā)生火災時,這些涂料能夠為鋼結(jié)構(gòu)提供一層隔熱膜,從而加強鋼結(jié)構(gòu)的抗熱能力,也能夠更好的滿足國家的相關(guān)規(guī)范要求。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.104
0 前言
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們的生活水平也在不斷的提高,而今的工業(yè)建筑隨著需求,在規(guī)模上在進行不斷的持續(xù)擴展現(xiàn)狀。在工業(yè)建筑當中主要以鋼結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土兩種作為結(jié)構(gòu)形式。此次探討以工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢作為出發(fā)點,并對以往的經(jīng)驗進行了總結(jié),以下對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性及安全性做了闡述。
1 選擇工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)類型
結(jié)構(gòu)設(shè)計在工業(yè)建筑當中,一般情況下建筑物會產(chǎn)生相應的變化,是由于生產(chǎn)設(shè)備的改變的情況下及生產(chǎn)容量的變化下發(fā)生的,而且,要保證工業(yè)建筑設(shè)備及工業(yè)建筑物的使用時間,在工業(yè)建筑當中,還應該對其投資預算及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要準求吻合。對于建筑結(jié)構(gòu)類型的有效選擇,能夠有效確保工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學及合理性。
(1)受力構(gòu)件,Q345-B和Q235-B鋼,一般在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當中廣泛選擇的,對于吊車梁的選擇,一般為 Q345-C和Q235-C鋼,平板臺及欄桿的選擇為Q235-A鋼,這樣對于建筑材料的使用上,以國家規(guī)定為標準,其力學功能、化學成分上都能夠達到。
(2)對于變形掌控以及鋼結(jié)構(gòu)應力的準求。在強度設(shè)計數(shù)值上鋼梁應力需要達到90%,強度設(shè)計數(shù)值在鋼柱應力上需要達到95%,在變形容許值上要和鋼構(gòu)件變形需相吻合。在鋼柱、鋼梁當中一般會選擇焊接H型鋼,利用墻皮檁條的組合是在檁條加槽鋼上使用的,卷邊槽形冷彎薄壁型則是在其他的檁條進行使用的,對陣風系統(tǒng)這方面來說,在墻皮檁條的計算當中是不需要考慮的。
(3)在我國,對于建筑結(jié)構(gòu)方面廣泛應用的是鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土。而且。其中最為方便的就屬鋼筋混凝土,很容易得到建筑材料的,能夠很方便的在施工現(xiàn)場及預制進行澆筑,耐腐蝕及耐火性是其中最為顯著的特點,而且在建筑范圍上有著很廣泛的適應性;工業(yè)體建筑當中一般為鋼結(jié)構(gòu),能夠有效的降低在建筑中的成本,對于施工工期可以大量的進行減短,但是,在耐火、耐腐蝕的設(shè)計方面,在鋼結(jié)構(gòu)當中是必須要重視的問題,對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應用,一般會在大跨度以及大空間、振動大的生產(chǎn)建筑中可以廣泛的看到它們的身影。
2 分析工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)設(shè)計在工業(yè)建筑的應用的過程當中,其基本原則因以經(jīng)濟安全為準,對于建筑質(zhì)量應該最大限度的確保。對國家具體的規(guī)章制度一般規(guī)格嚴格遵守并執(zhí)行,對于相關(guān)的設(shè)計標準更是如此。分析數(shù)據(jù),在工業(yè)建筑數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當中主要有以下幾方面:基本的雪壓、最好和最低的溫度數(shù)據(jù)、所使用的場地土的類別、地下的水位數(shù)據(jù)、地震設(shè)防烈度數(shù)據(jù)以及設(shè)計地震的分組數(shù)據(jù)等等。就目前來看,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中應該嚴格遵循國家的規(guī)章制度,這是在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中必須要注意的問題,這樣才能滿足工業(yè)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的相關(guān)要求。
3 工業(yè)建筑工程生產(chǎn)工業(yè)的需求進行滿足
只有滿足運輸工具和基本的建筑生產(chǎn)方式才是挑選建筑結(jié)構(gòu)類型的實際要求,建筑的防腐性能設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計當中是必須要做好的工作,以確保防腐蝕功效能夠在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當中發(fā)揮其很好的效果。由于在生產(chǎn)工程以及施工工序這兩方面直接會受到一定的影響,這就需要在生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)設(shè)計當中應該進行很好的處理。以排風通道的設(shè)計來講,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)當中有著很重要的意義,尤其是對于能夠散發(fā)一定熱量的加工廠房及粉塵的車間的生產(chǎn)當中,對于通風的問題在要求上是非常高的,在隔聲帶的設(shè)計上應該特別注意其科學、合理性,這樣才能保證企業(yè)的正常運行,不會因外來因素造成不必要的麻煩。
4 處理基礎(chǔ)地基
關(guān)于處理問題方面來說,關(guān)鍵是構(gòu)筑物地基和工業(yè)建筑物的相關(guān)處理,在基礎(chǔ)地基處理方案上的挑選,應該綜合施工場地的相關(guān)狀況。比如說:預應力混凝土管樁以及地基處理樁等。科學、合理掌握單樁承載性能是在樁基設(shè)計過程當中必須要注意的,對于數(shù)值的要求在單樁承載性能特征上為80%以內(nèi)。對于樁型的挑選,想要最好的必須在固有的建筑間距離相近或新建的建筑物的狀態(tài)中,由于固有建筑物會給其他方面帶來一定的影響,所以在樁基施工作業(yè)中要做好防患。淺圖層的建筑基礎(chǔ)持力層更適合于室外的水溝以及鋼梯等,這些均屬于是構(gòu)筑物地基處理或者是次要建筑物的方面,這需要進行有效的處理,要務(wù)實處理其原土方面,砂夾石的更換更適合于超挖分層的狀況下,對其處理必須進行壓實才更為合理。
5 布置空間要科學合理性
科學性的布置好總平面的工作在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)當中是很有必要的,而且有著重要的意義,明確對建筑物的選址和分區(qū),這是根據(jù)生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)流程為實際標準的,對于運輸管道以及管道相互聯(lián)的關(guān)系不容忽視,必須進行科學、合理的分布,對于公用設(shè)施也必須進行有效的分布。公共設(shè)施在生產(chǎn)空間當中必須進行有效的劃分和配備,比如說行政管理用房、生產(chǎn)輔助用房等。對于劃分工作,需要將生產(chǎn)區(qū)域的生產(chǎn)區(qū)的保管M行合理的處理,對公用設(shè)備進行合理的安排,對于企業(yè)來說,能夠更好的開展各項工作。但是,往往企業(yè)也會因為生產(chǎn)行業(yè)的特殊性受到極大的影響,例如,在工業(yè)建筑當中,有些腐蝕性因素對人體發(fā)育有著很大的傷害,像生活區(qū)是不能在這樣的工業(yè)建筑當中的,這樣會給人體的健康帶來很大的傷害。
6 結(jié)束語
綜上所述,社會的飛速發(fā)展,以及新技術(shù)的不斷的創(chuàng)新,人類對工業(yè)建筑的需求以及要求上不斷的提升。因此,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當中,從復雜性和安全性兩方面作為出發(fā)點,對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須嚴格要求其遵循準則,對設(shè)計進行合理的優(yōu)化,讓工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在工業(yè)實際當中更吻合,從而有效提高我國工業(yè)建筑的水平。
參考文獻:
[1]胡中漢.關(guān)于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性與安全性概述[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015.
[2]馮超.對我國現(xiàn)代工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中幾個問題的探討[J].黑龍江科技信息,2016.
對于工業(yè)建筑而言,其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理與否,不僅決定著工業(yè)建筑建設(shè)質(zhì)量,也影響著工業(yè)建筑建設(shè)資金投入。只有科學的設(shè)計,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)才會合理,與生產(chǎn)活動和工藝要求等相適應。工業(yè)建筑與民用住宅建筑不同,其結(jié)構(gòu)設(shè)計更復雜,安全性要求更高,要適應生產(chǎn)活動和工藝要求。介于此,進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性與安全性分析是必要的,利于加深對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的認識。
1工業(yè)建筑簡述
1.1概念
工業(yè)建筑,指的是提供人民從事各類生產(chǎn)活動的建筑物或構(gòu)筑物[1]。其中,構(gòu)筑無有煙囪、水塔等,建筑物有化工廠房、紡織廠房、醫(yī)藥廠房等各類型廠房。
1.2特點
工業(yè)建筑主要特點:(1)要有足夠的面積和空間;(2)符合生產(chǎn)工藝要求,安全性要求很高;(3)具體的生產(chǎn)活動不同,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)形式也不同,要根據(jù)生產(chǎn)活動及其特點進行結(jié)構(gòu)設(shè)計;(4)屋面排水、通風、采光及構(gòu)造處理等方面復雜性較高。
2工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性與安全性
2.1結(jié)構(gòu)選型
由于工業(yè)廠房建成后的使用用途不同,不同的工業(yè)廠房,其生產(chǎn)工藝等方面要求是不同的[2]。所以,進行工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)選型時,要充分考慮工業(yè)廠房的使用用途、施工條件等因素,不僅要使用材質(zhì)好、壽命長的材料,還要確保建成后的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)能夠靈活的適應的生產(chǎn)容量等方面變化。下面對工業(yè)建筑常用的結(jié)構(gòu)形式進行了分析:第一,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),具有建材采購方便、施工便利、耐火耐蝕、現(xiàn)場建筑、成本低等優(yōu)勢。而且,按照這種結(jié)構(gòu)建造出來的建筑,有著很廣的適用性,很多廠房都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。第二,鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)一般采用工業(yè)化體系建設(shè),工期短、成本低、施工方便,且適用于大跨度、大空間的工業(yè)廠房。但是受材質(zhì)限制,這種結(jié)構(gòu)防火、防腐蝕性能較差,如果工業(yè)建筑采用這種結(jié)構(gòu)類型,必須注重防火、防腐蝕方面設(shè)計。從以上內(nèi)容可以看出,一般情況下,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)建議采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因為這種建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)勢明顯,不需要特別注意防火、防腐蝕方面的設(shè)計,安全性較高。但是如果是大跨度、大空間、振動較大的工業(yè)建筑,適宜采用鋼結(jié)構(gòu)。
2.2平面布置
確定工業(yè)建筑選址后,以生產(chǎn)工藝流程為依據(jù)進行建筑總平面設(shè)計,合理確定各分區(qū)、豎向設(shè)計、公用設(shè)施等[3]。進行工業(yè)建筑總平面布置時,除了以生產(chǎn)工藝流程為依據(jù)外,還要考慮職工生活用戶、生產(chǎn)經(jīng)營管理用房、福利設(shè)施用房,以及污染問題,按照全局角度考慮平面布置。為了確??偲矫娌贾玫暮侠硇?,設(shè)計者可以采用計算機軟件輔助設(shè)計,如建筑信息模型,基于同一模型設(shè)計多種設(shè)計方案,優(yōu)選出最佳平面布置方案。
2.3生產(chǎn)工藝要求
建造后的工業(yè)建筑是用于生產(chǎn)活動的,為了生產(chǎn)活動的正常運作,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必要以生產(chǎn)工藝為依據(jù),將生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)活動做出結(jié)構(gòu)設(shè)計的出發(fā)點,這樣才能保證工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。對于工業(yè)建筑而言,其生產(chǎn)工藝要求主要體現(xiàn)在三個方面:(1)生產(chǎn)流程。生產(chǎn)流程影響著各部門、各工段平面的次序和相關(guān)關(guān)系;(2)運輸方式及工具。運輸方式及工具影響著工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)類型選用、平面布置等設(shè)計工作;(3)生產(chǎn)特點。生產(chǎn)活動具有污染、易燃易爆等特點,做好生產(chǎn)環(huán)境、防腐蝕等方面的設(shè)計工作。
2.4防腐蝕設(shè)計
工業(yè)建筑建成投入使用后,受生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)活動影響,生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用或產(chǎn)生酸堿鹽類物質(zhì),容易腐蝕建筑物。所以,進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要特別注重防腐蝕設(shè)計。第一,選用防腐性能好的材料,或?qū)ú牟捎梅栏胧?。如,門窗使用木質(zhì)、塑料、玻璃鋼等防腐性能好的材料;金屬掛件涂抹耐腐蝕的涂料,在金屬表面形成防腐層;地面采用瀝青混凝土、花崗巖等材料。第二,結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用鋼筋混凝土材質(zhì),同時是混凝土表面涂抹耐腐蝕的涂料。如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用鋼材,務(wù)必要做好防腐蝕措施,必須在鋼表面涂抹環(huán)氧樹脂漆等材質(zhì)的防腐蝕涂料。第三,帶有腐蝕性的生產(chǎn)活動要集中布置在下風側(cè)或水流的下游,限制酸堿鹽類物質(zhì)腐蝕工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)。
2.5防震設(shè)計
防震設(shè)計是關(guān)鍵的,它在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上占據(jù)首要位置,因為它直接決定著工業(yè)建筑后結(jié)構(gòu)的安全性。根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定,工業(yè)建筑方防震設(shè)計要求比較高,如果不能達到安全性要求,一旦遭受意外的沖擊振動,所造成的后果是嚴重的,特別是生產(chǎn)活動具有易燃易爆特點的,危及工業(yè)建筑區(qū)內(nèi)及周圍范圍內(nèi)的人員生命安全。因此,進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須合理進行防震設(shè)計,符合抗震要求。當工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則、對稱,整體性比較好時,按照工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計;當工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)整體性比較差使,要按照工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求采用相應的加強措施,增強工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性;當工業(yè)建筑廠房的結(jié)構(gòu)高差比較大時,必須將生產(chǎn)用房與生活用房、管理用房等分開來布置,并分開相鄰的抗震縫,便于提高結(jié)構(gòu)的抗震性。此外,抗震縫兩側(cè)要布置墻等構(gòu)件,并按照設(shè)計要求合理控制抗震縫寬度。
3結(jié)論
綜上所述,工業(yè)建筑不同于民用住宅建筑,其結(jié)構(gòu)設(shè)計具有較高的復雜性與安全性。為滿足工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性與安全性要求,要認真的進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)選型、總平面布置、防腐蝕設(shè)計、防震設(shè)計等工作,使工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合生產(chǎn)工藝要求,滿足建造后的使用用途,達到相關(guān)設(shè)計標準。
參考文獻:
[1]潘紹潔.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性及安全性[J].科技展望,2016(07):33.
中圖分類號:[F287.2] 文獻標識碼:A 文章編號:
1 建筑環(huán)境對結(jié)構(gòu)的影響
隨著世界的發(fā)展,社會的進步,人們對工作環(huán)境也提出了更高的要求,對工業(yè)建筑的要求,已經(jīng)不是僅僅滿足生產(chǎn)需求,良好的建筑環(huán)境即廠房內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境也逐漸成為人們關(guān)注的問題。
1.1 內(nèi)部環(huán)境
工業(yè)建筑室內(nèi)環(huán)境比較復雜,有高溫、低溫、酸堿、潮濕等環(huán)境。例如大型的軋鋼工廠,它對于廠房主體結(jié)構(gòu)的要求必須是耐高溫,地面耐磨、耐腐蝕,墻體材料必須是非易燃材料;其次還要考慮到通風,良好的空氣流通能帶走加工產(chǎn)生的余熱、污濁氣流和有害氣體,降低了環(huán)境對結(jié)構(gòu)的損害,同時也提高了廠房內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,保證廠房內(nèi)部溫度穩(wěn)定,改善了工人的工作環(huán)境。對使用和存放侵蝕性介質(zhì)的房間均需按照建筑防腐蝕設(shè)計要求進行設(shè)計。對裝有侵蝕性液體的槽罐盡可能采用局部抽風系統(tǒng),以縮小腐蝕性氣體的影響范圍。對于受水汽腐蝕的鋼構(gòu)件需涂以耐蝕性高的防腐涂料。
1.2 外部環(huán)境
對于工業(yè)建筑而言,其外部環(huán)境也逐漸被人們所重視,尤其是現(xiàn)代化的廠房周邊的附屬設(shè)施的合理安排布置,以及廠房產(chǎn)生的廢水、廢氣、噪聲等等。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,對于工業(yè)建筑外部環(huán)境的各種規(guī)定相繼出臺,如《GBJ073- 2001 潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》就嚴格規(guī)定了廢氣廢水,噪聲污染的治理等級。合理的建筑結(jié)構(gòu)布局與設(shè)計,能夠在不同程度上對廠房外部環(huán)境起到改善作用。如室外管廊的合理選材、選型,由灰色的混凝為海藍的彩鋼板,由砼框架改為鋼桁架,這樣就能成就了廠區(qū)一道亮麗的風景。如工廠的廢水廢氣通常都必須經(jīng)過處理,達標后才能排放出去,所以處理設(shè)備的安置,與主體廠房的關(guān)系都是至關(guān)重要的,這些在做結(jié)構(gòu)設(shè)計是應該考慮的。對于產(chǎn)生噪聲大的工業(yè)建筑,在設(shè)計時就應該考慮是否采取隔聲、吸聲效果好的材料,是否采取密閉的環(huán)境,或者是在廠房的周邊增加隔聲帶等等。工業(yè)建筑的環(huán)境與工作人員們息息相關(guān),優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計者必須充分考慮到各類因素,通過合理的結(jié)構(gòu)選型、布置來達到經(jīng)濟與適用的完美結(jié)合。
2 自然界對結(jié)構(gòu)的影響
2.1 雨雪天氣
近年來由于環(huán)境污染的加劇,大氣中的硫化物增多,它們會在氧化后形成酸雨,酸雨使非金屬建筑材料(混凝土、砂漿和灰砂磚) 表面硬化水泥溶解,出現(xiàn)空洞和裂縫,導致結(jié)構(gòu)強度降低,如圖1。由于酸雨的腐蝕建筑材料變臟,變黑,影響城市市容質(zhì)量和城市景觀,被人們稱之為“黑殼”效應。我國霧都重慶“黑殼”效應相當明顯。冰雪積水導致的鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕的現(xiàn)象已經(jīng)相當?shù)钠毡椤?/p>
圖1酸雨造成的鋼筋腐蝕 圖2地震造成的結(jié)構(gòu)破壞
2.2 地震
地震作用的水平方向的力是建筑結(jié)構(gòu)承載力的薄弱環(huán)節(jié),因此地震作用帶給建筑物的破壞也是比較嚴重的,如圖2所示。結(jié)構(gòu)設(shè)計中,不論是民用建筑還是工業(yè)建筑,抗震設(shè)計越來越受到設(shè)計師的重視??拐鹨?guī)范規(guī)定,抗震設(shè)計要做到“小震不壞,中震可修,大震不倒”。首先在設(shè)計時要根據(jù)所處地區(qū)基本烈度作為抗震設(shè)防依據(jù),并做好“概念設(shè)計”,把握三原則:強剪弱彎,強柱弱梁,強節(jié)點弱桿件;其次在地基處理上盡量選取對建筑抗震有利的地段,避開不利和危險地段。在結(jié)構(gòu)形式上盡量考慮抗震性能好的結(jié)構(gòu),如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等。對于單層排架工業(yè)廠房,在廠房加設(shè)柱間支撐可以保證廠房縱向排架的剛度和穩(wěn)定,將水平荷載傳至基礎(chǔ),加強抗震性能。對輕鋼門式鋼架,支撐系統(tǒng)的設(shè)置對抗震尤為重要??傊?,工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計所要考慮的因素越來越多,形式也越來越復雜,作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員,應該更全面的去思考解決問題,使工業(yè)建筑設(shè)計跟上社會需求的步伐。
3 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要重點關(guān)注的相關(guān)數(shù)據(jù)和地基處理問題
3.1 主要設(shè)計數(shù)據(jù)的選擇
結(jié)構(gòu)設(shè)計應本著安全,經(jīng)濟合理,確保工程質(zhì)量的原則進行, 并且需遵循現(xiàn)行的國家規(guī)范、規(guī)程,并嚴格遵守規(guī)范強制性條文。
結(jié)構(gòu)設(shè)計應考慮以下主要設(shè)計數(shù)據(jù):極端最高溫度、極端最低溫度、基本風壓、地面粗糙度、基本雪壓、地震設(shè)防烈度、基本地震加速度、設(shè)計地震分組、設(shè)計特征周期、場地土類別、地下水位等。特別在進行抗震設(shè)計時,重要建(構(gòu))筑物的抗震設(shè)防類別和抗震設(shè)防烈度均應相應提高進行設(shè)計。
3.2 基礎(chǔ)地基處理是工業(yè)建筑質(zhì)量的重要保證
對于重要建(構(gòu))筑物地基處理,可根據(jù)場地具體情況選用合適的處理方案,例如人工挖孔樁(嵌巖)、鉆孔灌注樁(嵌巖)、預應力混凝土管樁、地基處理樁等。在進行樁基設(shè)計時,單樁承載力宜控制在單樁承載力特征值的80%以內(nèi)。當新建(構(gòu))筑物距離老建(構(gòu))筑物較近時,需選用合適的樁型,以減小樁基施工時對老建(構(gòu))筑物的影響。
對于次要建(構(gòu))筑物地基處理,例如鋼梯、直爬梯基礎(chǔ),室外水溝、電纜溝等可以用較淺的土層作基礎(chǔ)持力層,要求原土夯實,并超挖分層換填一定厚度砂夾石,并壓實?;A(chǔ)施工完畢后,應及時分層回填壓實。
4 對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中梁、板結(jié)構(gòu)及其配筋問題的探討
工業(yè)建筑荷載較大,梁、柱截面較大,鋼筋大且密,這會給施工造成一定的難度。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應加大梁截面,減低配筋率,在不能增加截面高度的時候,可加寬梁截面,盡量使梁柱交接處上部鋼筋疏一些,以利于施工。
挑梁宜做成等截面(大挑梁除外),與懸挑板不同的是, 挑梁的自重占總荷載的比例很小, 做成變截面不能有效減輕自重,所以挑梁盡量做成等截面,不然給施工造成麻煩。挑梁鋼筋宜比計算值適當?shù)姆糯?至于挑梁的底筋,當挑梁懸挑大,荷載大,撓度大時應適當加大底筋。
板配筋應盡量采用大直徑大間距,間距盡量用200,板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型不宜過多。小直徑鋼筋施工時往往因踩踏導致變形,這樣板支座處鋼筋計算板厚就會達不到設(shè)計要求?,F(xiàn)澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內(nèi)墻上的陽角),現(xiàn)澆挑板陰角的板下應加斜筋,設(shè)計中這兩點容易忽略。
板厚一般可根據(jù)構(gòu)造需要設(shè)計, 但工業(yè)建筑樓面一般須考慮檢修荷載,另樓面上會有設(shè)備基礎(chǔ),建議板厚相對取厚一點。特別是有設(shè)備基礎(chǔ)的樓面,雖然設(shè)計人員考慮了該設(shè)備荷載,在該設(shè)備基礎(chǔ)下設(shè)置次梁來承重。但從現(xiàn)場情況看,如果光設(shè)次梁未加大此樓面板厚,設(shè)備運轉(zhuǎn)時震動非常大,給操作人員不適感。所以設(shè)計樓面時,有設(shè)備基礎(chǔ)的樓面須加大板厚,增加該樓面的剛度,這樣做可以很好的減輕板面的震動。板上開洞須在洞口處附加鋼筋,附加鋼筋不必一定錨入板支座,從洞邊錨入即可。板上開洞的附加筋,如果洞口處板僅有正彎距,可只在板下加筋,否則應在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍, 并注明用提高一級的膨脹混凝土澆注。未澆注前應采取有效支承措施。
5 對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)問題的分析
【Abstract】 With the rapid economic development, and gradually expand the scale of industrial buildings, industrial buildings are increasingly high requirements. This paper the author on the different industrial buildings and civil, according to the characteristics and design principles of industrial design of building structures, focusing on its complexity and security to discuss and analyze.
【Key words】 Industrial buildings;Structural design;Security;Complexity
隨著國民經(jīng)濟的提高以及人們生活水平的提高,我國工業(yè)建筑的規(guī)模也在逐漸擴大,在我國工業(yè)建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種形式。本文筆者就工業(yè)建筑和民用建筑的不同,根據(jù)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點,結(jié)合自身的實踐經(jīng)驗,著重就工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和復雜性進行探討和分析。
1 工業(yè)建筑的概述
(一)工業(yè)建筑的定義
工業(yè)建筑是指人民從事各類生產(chǎn)活動的構(gòu)筑物或者建筑物,比如煙囪、水塔和廠房等,其中工業(yè)廠房一般分為特殊工業(yè)廠房和通用工業(yè)廠房。
(二)工業(yè)建筑的特點
工業(yè)建筑的特點主要有以下幾點:第一,必須要有足夠的空間和面積;第二,建筑技術(shù)的要求高;第三,應該符合生產(chǎn)工藝的需求;第四,針對生產(chǎn)工作的不同內(nèi)容及其特點,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的形式也會有所不同,同時其構(gòu)造處理、屋面排水、通風以及采光施工工藝比較復雜。
2 工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性和安全性分析
(一)工業(yè)建筑的選型
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,其建筑應該能夠靈活地應對生產(chǎn)的容量和設(shè)備的變化而發(fā)生改變,同時其建筑物和設(shè)備的使用壽命必須要長,其設(shè)計要和工業(yè)建筑的投資預算要求相一致。在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,首先要做的一點就是合理選型,工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)選型的原則主要有以下幾點內(nèi)容:
1.在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,其受力構(gòu)件一般選用Q345-B和Q235-B鋼,梯子、欄桿和平臺板應該采用Q235-A鋼,吊車梁一般采用Q345-C和Q235-C鋼,確保其所采用的材料的力學性能和化學成分應滿足國家標準的相應規(guī)定,若采用一些特殊鋼材,應該和工程業(yè)主、施工單位進行協(xié)商,協(xié)調(diào)好后方能使用。此外,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,如果工業(yè)廠房的跨度不超過15m,其柱距不超過4m,通常采用磚混結(jié)構(gòu)。
2.鋼結(jié)構(gòu)的應力和變形控制要求: 鋼梁應力必須要達到強度設(shè)計值的90%左右,鋼柱應力應該達到強度設(shè)計值的95%,鋼構(gòu)件的變形應達到變形容許值的100%。鋼梁、鋼柱通常一般使用焊接H型鋼。墻皮檁條一般采用的是組合檁條加槽鋼, 其他檁條則采用的是卷邊槽形冷彎薄壁型鋼,在計算墻皮檁條時無需考慮陣風系數(shù),其中大荷載平臺鋼格板應選用WB405/2PT類型的, 當活荷載為5kN/m2時其最大跨度是2. 4m。樓梯踏步鋼格板和小荷載平臺應選用WA255/1PT,其活荷載在2. 5kN/m2的時候,其最大跨度為1.8m。
3.目前我國最常用的結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工便利,其建筑材料比較容易獲取,不僅能進行預制同時還能在施工現(xiàn)場中進行澆筑,具有耐火耐腐蝕的特點,其建筑適應面比較廣。而鋼結(jié)構(gòu)一般使用工業(yè)體的建筑,不僅能夠節(jié)約成本,同時還能有效地縮短工期,但是在使用的過程中,應該注意防腐蝕和防火方面的設(shè)計,目前鋼結(jié)構(gòu)主要是用于大空間、振動較大或者大跨度生產(chǎn)車間的建造上。
(二)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)
在進行工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,應以經(jīng)濟合理、安全、保證工程質(zhì)量為其原則,根據(jù)現(xiàn)行的國家相關(guān)規(guī)程和規(guī)范,嚴格按照此標準及工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求來進行設(shè)計。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括以下幾個:地面粗糙度;地震設(shè)防烈度、設(shè)計地震分組、地下水位、場地土類別、最高溫度和最低溫度、基本雪壓、基本風壓等,尤其是在進行抗震設(shè)計的時候,必須要嚴格按照工程設(shè)計的相關(guān)規(guī)范要求來進行設(shè)計,確保工業(yè)建筑的抗震性符合工程要求。
(三)符合工程生產(chǎn)工藝需求
工業(yè)建筑一般主要用于生產(chǎn)活動的運作,因此在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應從生產(chǎn)出發(fā),生產(chǎn)工藝的要求主要如下:
1.建筑結(jié)構(gòu)的類型應該符合建筑生產(chǎn)方式和運輸工具的要求,同時在設(shè)計過程中,還應進行防腐蝕設(shè)計,以此保證建筑物具有防腐蝕功效。針對生產(chǎn)流程,其結(jié)構(gòu)設(shè)計不能對生產(chǎn)造成影響,注意生產(chǎn)工程和各工段次序之間的關(guān)系。
2.在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,應注意建筑的排風通道,尤其是一些生產(chǎn)有粉塵的車間以及散發(fā)熱量的熱加工廠房,解決其通風問題。同時還應設(shè)置隔聲間或者采取降噪措施,以此保證生活和生產(chǎn)之間互不影響。在空間結(jié)構(gòu)和建筑平面設(shè)計上,必須要考慮一些特殊工藝的車間,根據(jù)其是特點采取相應的措施,確保其能夠正常、順利的使用。綜合考慮建筑未來生產(chǎn)工作的壓力,在保證其舒適度的同時,應該注意綠化的點綴和色彩的運用。
(四)基礎(chǔ)地基的處理
在處理一些重要建筑物和構(gòu)筑物地基的時候,可針對場地的實際情況選用合適的處理方案,比如鉆孔灌注樁、地基處理樁、人工挖孔樁以及預應力混凝土管樁等。在設(shè)計樁基時,應將單樁承載力控制在單樁承載力的特征值80%范圍內(nèi),當新建筑物或者構(gòu)筑物和原有建筑物的距離比較近時,應選擇適合的樁型,以此減少樁基施工過程中對原有建筑物的影響。
在處理一些次要建筑物或者構(gòu)筑物地基的時候,直爬梯基礎(chǔ)、電纜溝、室外水溝或者鋼梯等可以選用比較淺的土層來作為建筑基礎(chǔ)持力層,其原土必須要夯實,同時在超挖分層的時候應換填相應厚度的砂夾石,并將其壓實。
(五)合理布置空間
在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,首先要做好總平面布置。根據(jù)生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝,明確建筑的選址、分區(qū)和布局,尤其是運輸?shù)览砗凸艿乐g的分布等,并配置相應的公用設(shè)施。在生產(chǎn)區(qū)應該劃分好行政管理用房、生產(chǎn)輔助用房以及經(jīng)營管理用房等,將這些用房設(shè)置在生產(chǎn)區(qū)內(nèi),便于工作的開展,但是對于一些比較特殊的生產(chǎn)行業(yè),如果含有不利于人體接受的元素或者帶有一定腐蝕性的元素等用房,不應將其劃分到生活區(qū)內(nèi)。
在總平面布置的還應考慮環(huán)境污染問題和保護問題。在生活區(qū)內(nèi)的生活用房應該包括保健用房、休息室、餐廳以及衛(wèi)生用房等,不管是生活區(qū)還是生產(chǎn)區(qū),布置的關(guān)鍵為聯(lián)系和分隔,從發(fā)展的角度出發(fā)綜合考慮各方面的因素,通過多方案的比較,或者利用計算機來進行輔助設(shè)計,以此來選取更為合理、科學的設(shè)計方案。
(六)防腐蝕設(shè)計
由于很多工業(yè)建筑在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會使用一些鹽酸鹽類型的侵蝕性溶劑,使生產(chǎn)環(huán)境中的水質(zhì)、空氣及土壤等都會含有一些侵蝕性物質(zhì),造成建筑物的腐蝕,因此在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要特別注意防腐蝕的設(shè)計。
1.在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,集中設(shè)計帶有腐蝕性的生產(chǎn)房,將其垂直布置在水流的下游或者下風側(cè),設(shè)置排水明溝,并確保其具有足夠的排隊坡度。同時在廠區(qū)內(nèi),一些氣體通道或者長期需要輸送侵蝕性液體的管道應該集中埋置在下層,防止其影響其他的正常管道。此外,在廠區(qū)外,排污口應該和建筑保持一定的距離,盡量遠離人群聚居地。
2.在工業(yè)建筑空間布置、選用材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應采取相應的防腐蝕措施,可將建筑設(shè)計成為敞開式或者半敞開式,使其具有良好的通風,從源頭上減輕或者制止腐蝕的發(fā)生。除此之外,在圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,還應該考慮到濕度和溫度,門窗的材質(zhì)可以選用玻璃鋼、塑料或者木質(zhì),同時在其他金屬構(gòu)件表面涂上具有耐腐蝕的涂料。而在樓面或者地面,可以將其做成具有耐酸堿地坪,比如選取水玻璃混凝土、玻璃鋼、花崗巖、聚氯乙烯、陶瓷、瀝青混凝土等材料作為面層材料,其中隔離層的材料可以選用再生橡膠油氈或者石油瀝青油氈等,其他建筑部位也應該使用抗腐蝕材料,并采取相應的構(gòu)造措施,以此減少建筑的腐蝕性。
3.防腐蝕建筑通常是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主,在處于高濕環(huán)境中的板、梁、柱、屋架且具有強腐蝕性氣體的鋼筋混凝土測承重構(gòu)件中,除了要提高混凝土密實性和標號以外,同時還要加大鋼筋保護層,并在其表面涂上耐腐蝕的涂料。如果建筑物采用的是鋁、鋼等金屬結(jié)構(gòu),除了要加強表面防護和節(jié)點構(gòu)造以外,還要適當?shù)靥嵘浒踩浴4送?,在建筑基礎(chǔ)部分,為了避免生產(chǎn)過程中的侵蝕性液體滲入到地下造成腐蝕,必須要設(shè)置相應的排水設(shè)施,選用適合的基礎(chǔ)材料,增強混凝土中的鋼筋保護層,做好基礎(chǔ)表面的防腐蝕措施。
結(jié)束語
綜上所述,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及信息技術(shù)的不斷進步,人們對于工業(yè)建筑的要求也越來越高,在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,必須要從建筑的復雜性和安全性出發(fā),按照工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則,不斷優(yōu)化其設(shè)計概念,促使其符合生產(chǎn)使用的需求,推動工業(yè)建筑的發(fā)展。
參考文獻
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結(jié)構(gòu)設(shè)計可以說是工業(yè)建筑工程項目最為重要的組成部分,其相當于承接設(shè)計人員的構(gòu)想以及工程施工之間的橋梁,同時也是建筑藝術(shù)的具體體現(xiàn)。通過對工業(yè)建筑工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化處理,可以保證設(shè)計結(jié)果的經(jīng)濟性,但是在實際過程中仍需要遵守相應的法規(guī)、條例,同時通過有效的設(shè)計降低不必要的浪費情況。由此在開展工業(yè)建筑工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時,設(shè)計人員除了要做好結(jié)構(gòu)計算之外,同時還需要有效開展地基、梁板件的設(shè)計,并保證設(shè)計質(zhì)量。
1做好工業(yè)建筑工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算
在工業(yè)建筑工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,需要控制好以下結(jié)構(gòu)的設(shè)計:在對底框砌體結(jié)構(gòu)進行計算、驗算的過程中,需要注意的是,由于只有剛度相對較為均勻的多層工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)才可以使用底部剪力法,若是底層框架混合結(jié)構(gòu)存在部分薄弱區(qū)域,則在設(shè)計工程中需要考慮到其是否會受到塑性變形集中不良影響,以及影響程度。另外在對底層框架混合形式進行剪力分配的過程中,不可以只單純的應用框架抗展墻形式,這是因為如果底框架結(jié)構(gòu)只存在底層框架抗震墻結(jié)構(gòu),需選擇雙保險設(shè)計形式,也就是通過抗震墻結(jié)構(gòu)來承擔所有的剪力,同時框架結(jié)構(gòu)需要根據(jù)其剛度比例劃分其所要承擔的剪力;再對結(jié)構(gòu)剛度進行計算的過程匯總,若是框架不折減,那么抗展墻則需要折減到彈性剛度百分之三十左右。同時再對計算過程匯總和考慮結(jié)構(gòu)的底層框架柱結(jié)構(gòu)是否會由于地震的影響而出現(xiàn)矩所情況,進而導致附加軸力出現(xiàn);在對樓板計算進行時,必須保證計算的可靠性以及正確性,在對連續(xù)板進行計算時,應避免單純的使用單向板計算途徑,在對雙向板查表進行計算時,仍需要將材料泊松比考慮進去,反之則會導致跨中彎矩由于沒有進行調(diào)整作業(yè),從而造成計算值偏小;防止荷載錯誤計算問題發(fā)生,像是活荷載折減不科學、漏算荷載或者是建筑作業(yè)的實際用料和設(shè)計需求不一致等等。
2做好地基結(jié)構(gòu)設(shè)計作業(yè)
2.1做好基礎(chǔ)設(shè)計
地基可以說是工業(yè)建筑工程項目非常重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),其設(shè)計質(zhì)量和建筑的整體質(zhì)量息息相關(guān)。這是由于地基結(jié)構(gòu)除了需要承受由工業(yè)建筑上層所傳導的荷載之外,還需要承擔地下的各種應力。在開展地基基礎(chǔ)設(shè)計時,不僅要在設(shè)計之前,進行詳細的調(diào)查及分析基礎(chǔ)的荷載分布、地質(zhì)以及周圍建筑等等,同時在設(shè)計過程中還需要考慮到工業(yè)建筑工程項目的實際使用需求,從而保證設(shè)計水平。
2.2科學確定樁基深度
在確定樁基深度時,通常需要將硬巖石設(shè)置成樁端的持力層,同時在樁端已經(jīng)滲入至持力層之后,還需要嚴格控制樁端的深入深度。在確定樁端深度時,通??苫跇稄?d)大小開展設(shè)計工作,若是粘性土,則需要將確保樁端深度超過2d,若是砂土或者是強風化軟質(zhì)巖,則需要確保其超過1.5d,若是碎石土或者是強風化硬質(zhì)巖,需要超過1d,同時需超過半米。另外如果樁基已經(jīng)深入至持力層之后,需要確保樁斷面至少深入到巖層內(nèi)大于半米左右,若是持力層屬于沒有風化的灰?guī)r或者是硬質(zhì)巖形式,則需要合理的降低樁斷面的嵌巖深度,但是仍需要確保其不小于0.2米。
2.3做好后澆帶設(shè)計
在開展地基結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時,同時為了避免混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形問題,需通過后澆帶的合理使用,來避免由于不均勻沉降問題所造成的開裂情況。通常設(shè)計人員需要基于混凝土的具體情況,與施工現(xiàn)場的土質(zhì)情況,科學確定后澆帶的寬度大小。另外需要由地基的基礎(chǔ)層一直到房屋頂板,均應當將后澆帶設(shè)置在同一個區(qū)域,在此過程中需要確保混凝土的等級適當?shù)母叱鰞蓚?cè)混凝土。另外在結(jié)束后澆帶的施工作業(yè)之后,需要開展施工作業(yè),為了保證混凝土的強度達到規(guī)定要求,則涉及人員需規(guī)定,必須保證后澆帶呈現(xiàn)出完全封閉狀態(tài),同時混凝土的強度已經(jīng)符合規(guī)定要求之后,再把支撐拆除。在地基實際施工過程中,由于結(jié)構(gòu)應力可能會出現(xiàn)集中效果減弱情況,同時受到溫度變化的影響,可能會導致混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫,因此設(shè)計使用后澆帶的主要目的是為了防止該類開裂問題出現(xiàn)。然而由于部分地基工程項目中要求不可以設(shè)計使用后澆帶,因此設(shè)計人員在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時,需要明確的標注好后澆帶所具有的斷面形式,同時針對地下水位較高的區(qū)域,需要將防水板安設(shè)在后澆帶的下方。
3科學設(shè)計梁以及板件
由于工業(yè)建筑往往需承受過大的荷載,為了使得工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合其強度要求,一般需要將梁結(jié)構(gòu)以及柱結(jié)構(gòu)的截面積不斷地擴大,同時鋼筋也會布置的較為密集,進而導致施工的難度大大提升。部分設(shè)計人員為了使得梁結(jié)構(gòu)以及柱結(jié)構(gòu)的截面積得到控制,往往會不斷的擴大配筋率,甚至會將其增加到2.5%,然而該設(shè)計策略只存在于理論上,實際作業(yè)中幾乎不可能做到這點。若是鋼筋的分布情況過于稠密,那么在對梁柱結(jié)點區(qū)進行混凝土材料的澆筑作業(yè)時,會導致澆注的密實性下降,甚至會導致探棒不能插入到混凝土之中,導致鋼筋出現(xiàn)嚴重的移位情況,進而造成全隱患出現(xiàn)。所以在設(shè)計過程中,需要在提升截面高度的同時,減少配筋率,對于部分特殊的工業(yè)建筑,可以適當?shù)奶嵘孛鎸挾取Mǔ榱私档褪┕ぷ鳂I(yè)的難度,需要防止梁柱交接部分存在過多的鋼筋,防止大量的鋼筋堆積。同時若是沒有特殊載荷,則需要確保配筋率不超過1.7%,從而促進梁結(jié)構(gòu)塑性鉸更好更快的形成,從而提升工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。相比于總載荷來看,挑梁的自重是非常小的,在將挑梁結(jié)構(gòu)做成變截面時幾乎不會降低其自重,所以需要把挑梁結(jié)構(gòu)做成等截面。另外在對挑梁鋼筋率進行計算作業(yè)時,需要預留恰當?shù)陌踩禂?shù)。若是挑梁存在大撓度、大載荷以及大懸挑等情況時,需要合理的擴大底筋。在對過梁進行設(shè)計時,通??煽紤]使用標準圖,然而仍需要在施工圖中詳細說明具體的圖號以及所選用的方法。若是過梁作用出現(xiàn)集中力或者是門窗洞口過大等情況時,需要對過梁結(jié)構(gòu)的受力強度進行更為詳細具體的計算驗證。另外在設(shè)計過程匯總時,可以把過梁以及圈梁結(jié)構(gòu)做整體澆注,一方面降低施工作業(yè)的難度,另一方面提升其抗震性能。在確定過梁結(jié)構(gòu)的鋼筋時,應當避免配置過小,同時要考慮到在受到地震作用時,過梁墻體可能會出現(xiàn)開裂情況,進而導致其支撐作用減弱這一情況。板配筋通常需要使用大直徑以及大間距形式,要求間距值超過二百毫米,同時板上以及板下鋼筋均需要呈現(xiàn)出均勻分布情況。另外在對現(xiàn)澆挑板陽角進行設(shè)計時,需要考慮輻射狀附加筋在此處的使用,并注意科學設(shè)計現(xiàn)澆挑板陽角,同時將板下配置斜筋設(shè)置在此處。
4結(jié)語
總體而言,結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)成為工業(yè)建筑工程項目設(shè)計工作中非常重要的一個組成部分,通過有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計,一方面可以降低工程造價,另一方面可以提升工業(yè)建筑的安全性。所以設(shè)計人員需要保證每一個構(gòu)件計算結(jié)果的正確性,保證知其所以然,同時深入的了解、分析相關(guān)法律法規(guī)中的條約、規(guī)范,并做到和其他專業(yè)相互配合,保證設(shè)計結(jié)果的有效性以及實用性。
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