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摘要:工業(yè)廠房作為生產(chǎn)或生產(chǎn)配套的房屋,滿足不同需求的應(yīng)用,是生產(chǎn)管理的重要場所。根據(jù)工業(yè)廠房所處環(huán)境的不同,用途不同,設(shè)計者在對工業(yè)廠房設(shè)計時,應(yīng)該選用更加環(huán)保耐用的鋼結(jié)構(gòu)材料,根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,因地制宜、區(qū)別對待,且滿足技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的要求,總結(jié)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)驗,保證結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:工業(yè)廠房;結(jié)構(gòu)設(shè)計;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用研究
1前言
工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計合理性保證了廠房的使用可靠性和穩(wěn)定性,是安全生產(chǎn)的前提,所以設(shè)計人員要根據(jù)實(shí)際環(huán)境和使用要求,對廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計全方面考慮,使其更高程度的滿足現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出的最新要求,為了進(jìn)一步明確如何更為科學(xué)的應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,特此展開本次研究,希望能夠有效推進(jìn)我國現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)發(fā)展,使其更高程度的滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求。
2鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房應(yīng)用價值
相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土材料,鋼材基本上屬于各向同性的材料,抗壓、抗拉和抗剪強(qiáng)度均很高,并且具有良好的延性。門式剛架的單跨跨度可達(dá)到48米。工業(yè)廠房采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,在相同的空間內(nèi),減少了混凝土和木材等材料的使用,使得空間可利用率更高,加上現(xiàn)代化的設(shè)計,使得鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房更加的時尚美觀。鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)是鋼構(gòu)件在工廠制作,然后現(xiàn)場安裝,在具體施工的過程中,減少了搭設(shè)腳手架和支設(shè)模板等傳統(tǒng)物力和人力的投入,提高了施工速度,縮短了施工工期。安全性和施工效率顯著提高,在以后的維護(hù)過程中,也相比于傳統(tǒng)的廠房,鋼結(jié)構(gòu)廠房更加的簡單便捷,對維修人員的要求也比較低。
3鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計現(xiàn)狀
3.1整體布局存在不合理
由于鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高、靈活性強(qiáng),在對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計時,一些設(shè)計單純?yōu)榱斯?jié)約鋼結(jié)構(gòu)的材料使用,降低成本,從而設(shè)計出空間大、跨度大的廠房。但在實(shí)際使用過程中,卻會存在很多安全隱患,比如廠房建筑物的穩(wěn)定性,生產(chǎn)設(shè)備的安裝、內(nèi)部施工等對房屋安全性的影響。這些安裝問題設(shè)計未考慮,在后續(xù)的施工中,會增加更多的施工成本,對生產(chǎn)造成不可彌補(bǔ)的影響。另外未考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與建筑結(jié)構(gòu)的連接的設(shè)計,會使得鋼結(jié)構(gòu)建筑在地震中的壓力載荷承受力度不同,從而在以后會出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)歪斜、裂縫等問題,嚴(yán)重影響抗震性能。
3.2造價成本控制不良
鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工是一個復(fù)雜和系統(tǒng)性的過程,成本不僅包括鋼結(jié)構(gòu)材料本身,還需要考慮人工成本、施工器械、輔助材料等。但是在實(shí)際施工過程中,設(shè)計者沒有結(jié)合現(xiàn)場施工條件,對設(shè)計方案進(jìn)行校驗,從而出現(xiàn)方案與實(shí)際施工不能匹配的優(yōu)化設(shè)計。另外設(shè)計沒有根據(jù)需要進(jìn)行及時的方案修改和調(diào)整,使得鋼結(jié)構(gòu)材料和成本的控制力不夠。這樣的多方面因素,不僅造成了資源的浪費(fèi),也延誤了施工計劃和進(jìn)度。
4工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)越性
(1)鋼結(jié)構(gòu)以為其強(qiáng)度高,延性好,所以比較經(jīng)濟(jì)適用。并且鋼結(jié)構(gòu)可以回收再利用,材料環(huán)保不浪費(fèi),也極響應(yīng)了我國現(xiàn)在環(huán)保節(jié)約的生態(tài)文明建設(shè)需求,為我國建設(shè)經(jīng)濟(jì)節(jié)約型城市提供了基礎(chǔ)。(2)鋼結(jié)構(gòu)材料與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土材料相比,具有輕便、靈活、強(qiáng)度高等優(yōu)勢,根據(jù)實(shí)際使用需求,合理采用結(jié)構(gòu)形式,從而對載荷進(jìn)行更合理的分配,提高了工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)可靠性。另外,鋼結(jié)構(gòu)的材料具有防腐蝕性及防滲透性,所以不會受外界天氣和環(huán)境的影響,從而提高了工業(yè)廠房的穩(wěn)定性和使用年限。(3)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工、制作的產(chǎn)業(yè)化,是整個結(jié)構(gòu)工程中最完善的。在工業(yè)廠房施工的過程中,幾乎所有的構(gòu)件都可以由鋼結(jié)構(gòu)加工廠集中加工生產(chǎn)之后進(jìn)行現(xiàn)場拼裝和安裝。這樣的生產(chǎn)模式,使得鋼構(gòu)件的質(zhì)量控制具有其他結(jié)構(gòu)類型很難實(shí)現(xiàn)的可行性,結(jié)構(gòu)的可靠性大幅增加,從而大大提高了整體結(jié)構(gòu)的使用效率,避免了設(shè)計與施工上的浪費(fèi)。(4)同樣是得益于鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝的高度工業(yè)化,相比較其他結(jié)構(gòu)形式,鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工周期更短,并且受天氣等因素的影響也更小,使得項目周期更加可控,而這就為工業(yè)廠房的如期投產(chǎn)在最大限度上提供了保障,從而大大降低了工程投資成本,這個優(yōu)勢是工業(yè)建筑項目中最為重要,也是其他結(jié)構(gòu)形式所不具備的。
5工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)
5.1便捷性
鋼結(jié)構(gòu)由于材料的統(tǒng)一性,所以在設(shè)計和施工的過程中具有更強(qiáng)的便捷性。這種便捷性使得工業(yè)廠房的設(shè)計更加的簡單實(shí)用,質(zhì)量把控方便,能夠根據(jù)不同的工業(yè)需求對廠房的設(shè)計提供合理性方案,簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工難度,且能適應(yīng)不同的環(huán)境,相較于傳統(tǒng)的混凝土設(shè)計,鋼結(jié)構(gòu)材料可減輕結(jié)構(gòu)自重,降低基礎(chǔ)工程造價,縮短施工周期,使得工程早日投入使用。
5.2經(jīng)濟(jì)性
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計相對于傳統(tǒng)廠房來說,材料的使用相對單一,減少了其他材料的使用,且鋼結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固,強(qiáng)度高,空間載荷支持大,所以相對于傳統(tǒng)廠房,減少了材料的使用,所以經(jīng)濟(jì)性比較突出,而且鋼結(jié)構(gòu)的防滲耐腐蝕性,也減少了輔助材料的使用,所以現(xiàn)代化的廠房更加推廣鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。
5.3環(huán)保性
現(xiàn)代化的工業(yè)廠房對環(huán)境保護(hù)也有一定的要求,而鋼結(jié)構(gòu)由于其具有回收再利用的性能,減少資源浪費(fèi),符合我國生態(tài)文明建設(shè)的需求,為我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供了一定貢獻(xiàn)。另外,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在施工過程中,不會產(chǎn)生粉塵、煙塵、噪聲等環(huán)境污染,施工比較簡單,進(jìn)一步體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)保性能。
6工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容
6.1鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計
任何建筑工程,都需要結(jié)構(gòu)的設(shè)計作為加工鋼構(gòu)件及施工的依據(jù)。所以鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計也是不例外。設(shè)計者根據(jù)工業(yè)廠房的實(shí)際環(huán)境,生產(chǎn)工藝,采用合理的結(jié)構(gòu)形式方案。根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓、雪壓等荷載工況的不同,經(jīng)過系統(tǒng)計算,設(shè)計出合理結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面。并且圖紙需要對施工材料的型號、規(guī)格、施工順序、條件等都需要有明確的標(biāo)注,避免不同技術(shù)施工的工作人員對施工結(jié)果造成不必要的影響。
6.2鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火設(shè)計
鋼結(jié)構(gòu)材料的性能主要受溫度的影響比較大,較大的溫差會對廠房的穩(wěn)定性造成影響。所以在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計時,要重點(diǎn)考慮溫度的影響和防火方面的設(shè)計。首先,設(shè)計人員要熟知和重視火災(zāi)的危險類別、防火要求及規(guī)范等,要在設(shè)計過程中,要把防火性設(shè)計放在首位,且設(shè)計要包含消防通道、消防設(shè)施等,保證工作人員的生命安全。其次,在具體施工的過程中,要采用具有一定防火能力的構(gòu)件,要對鋼結(jié)構(gòu)涂抹防火涂料,進(jìn)一步減少火災(zāi)帶來的隱患,全面提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火性能。
6.3鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震設(shè)計
根據(jù)工業(yè)廠房所處地理位置的抗震規(guī)范要求,對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房采取相應(yīng)要求的抗震設(shè)計。這就要求設(shè)計者在設(shè)計的過程中,需要明確建筑物的傳力路徑,保證整個結(jié)構(gòu)的受力路徑是明確的。不同結(jié)構(gòu)形式,合理設(shè)置橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu),控制廠房變形在規(guī)范要求范圍內(nèi),避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震性能。建筑結(jié)構(gòu)在地震過程中受到的損傷,多是由于支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)件達(dá)不到具體的強(qiáng)度要求,這樣在地震力作用下,建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得不到有效支撐點(diǎn),從而發(fā)生倒塌。因此在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計過程中,需要保證廠房支撐系統(tǒng)的科學(xué)性和合理性,全面提高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房達(dá)到較好的抗震性能。
6.4鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防腐設(shè)計
鋼結(jié)構(gòu)由于本身材料的限制,長期暴露在空氣中容易被氧化,而且如果處于潮濕的環(huán)境下,也容易生銹腐蝕,當(dāng)銹斑和氧化嚴(yán)重時,會影響鋼界面的受力均衡,從而使整體的鋼過于集中,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。因此,在設(shè)計及施工的過程中,設(shè)計者要充分考慮工業(yè)廠房的環(huán)境,提前設(shè)計好工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕及防氧化的方案,例如可以選擇抗氧化性強(qiáng)的鋼材料,在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹防腐蝕的涂料等,從而保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)材料,環(huán)境惡劣的地區(qū),還可以增加防腐涂料的厚度,阻斷腐蝕因子的破壞性,增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性。
7鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計強(qiáng)化策略
7.1確定施工方案
受到流程配置要求和施工工藝的影響,基礎(chǔ)施工時應(yīng)考慮設(shè)備基礎(chǔ)的影響,條件允許下可同時施工,另外做好地腳螺栓的預(yù)留,尤其位置的準(zhǔn)確性,應(yīng)對埋設(shè)精度進(jìn)行多次復(fù)測。一般工業(yè)廠房高度較大,使得鋼柱截面較高,應(yīng)采用座漿墊塊法來保證鋼柱標(biāo)高。單根柱的安裝沒有其他構(gòu)件為附著時應(yīng)采取一定固定措施。梁柱施工時應(yīng)先采用安裝螺栓進(jìn)行組合吊裝,待整個結(jié)構(gòu)有一定穩(wěn)定作用后方可大面積施工安裝。待梁柱支撐全部調(diào)試完成后應(yīng)及時完成高強(qiáng)螺栓的終擰,在此過程中,能夠確保整體抗結(jié)構(gòu)抗側(cè)彎具有一定的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。
7.2優(yōu)化結(jié)構(gòu)計算
隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計,設(shè)計人員根據(jù)現(xiàn)場的測量結(jié)果,會利用相關(guān)的計算機(jī)軟件,對不同的要求進(jìn)行相關(guān)技術(shù),從而得出不同的驗算結(jié)果,更加的全面和精確,不僅提高了工作效率、施工效率,也能核算出最優(yōu)方案,減少了反復(fù)修改方案的次數(shù)。
7.3協(xié)調(diào)整體布局
工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要與整體的生產(chǎn)模式相匹配,這是保證企業(yè)正常生產(chǎn)的必備條件。所以設(shè)計者,要充分考慮工業(yè)廠房的實(shí)際用途,設(shè)計經(jīng)濟(jì)實(shí)用的鋼結(jié)構(gòu)工藝。所以在通常情況,設(shè)計者要根據(jù)生產(chǎn)需求,在滿足廠房墻體厚度和高度的條件下,合理分布鋼結(jié)構(gòu)支架,保證整個廠區(qū)受力均衡,通常情況下,鋼支架具體包括框架,索膜,塔桅,空間桁架,平行桁架,網(wǎng)架等多種分布形式。相關(guān)工作人員在具體進(jìn)行項目設(shè)計之前,需要充分了解工業(yè)廠房生產(chǎn)需求,確保結(jié)構(gòu)布置和生產(chǎn)工藝可以為對方提供一定的便利條件。在設(shè)計工藝布置圖之前,建設(shè)方必須提供工藝圖,確保設(shè)計師能夠充分理解工藝布置和柱間支撐位置的關(guān)系,與此同時,還需要確保工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)能夠最大程度滿足需求,進(jìn)而保障整體結(jié)構(gòu)具有更高的合理性和安全性。除此之外,在具體設(shè)計過程中,還需要對鋼材結(jié)構(gòu)性加強(qiáng)重視,在選擇應(yīng)用鋼材時,相關(guān)人員必須對其整體工業(yè)設(shè)計方案全面掌握,基于具體要求進(jìn)行鋼材采購,保障廠房整體性能。
8結(jié)束語
鋼結(jié)構(gòu)材料相比于混凝土有著明顯的優(yōu)勢,所以鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房也越來越廣泛使用。設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)工業(yè)廠房的實(shí)際需求,嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)材料使用標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計出合理結(jié)構(gòu)形式的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房,提高環(huán)保性能,增加使用性能,建設(shè)經(jīng)濟(jì)適用的結(jié)構(gòu)合理的工業(yè)廠房。
參考文獻(xiàn):
[1]劉軒銘,王海.工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2020(8):134.
[2]杜俊.工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(上),2020(2):185.
[3]鄭立偉,程鋒磊.工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2019(1):626.
作者:劉雪冬 燕家琪 單位:中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司