冶金廠房設(shè)計中某些細部處理的探討

陳加偉

(中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司，重慶 401120)

1 概述

設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計中通常特別關(guān)注主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計，而對次要結(jié)構(gòu)則關(guān)注不夠或忽視了對細節(jié)的處理。對此本文依據(jù)在設(shè)計工作中及現(xiàn)場設(shè)計回訪所掌握的資料，對冶金廠房設(shè)計中容易遺漏或處理不當?shù)募毠?jié)以圖文并茂的形式進行探討。

2 廠房設(shè)計中細節(jié)處理探討

2.1 伸縮縫處應(yīng)注意“次要結(jié)構(gòu)”的細部處理

廠房主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計通常依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》選定伸縮縫的位置，主體結(jié)構(gòu)在伸縮縫處完全斷開或采用可靠的“軟連接”處理。“次要結(jié)構(gòu)”如檢修走臺的欄桿在廠房伸縮縫處亦應(yīng)設(shè)置伸縮節(jié)點，以避免主體結(jié)構(gòu)的溫度變形造成次要結(jié)構(gòu)的破壞，見圖1。

2.2 寒冷地區(qū)雪荷載起控制作用時的注意事項

設(shè)計中根據(jù)《荷載規(guī)范》可查出各地區(qū)的基本雪壓，對于高低跨等容易積雪的位置則考慮2.0的增大系數(shù)。但對于北方極寒地區(qū)，整個冬季都是積雪期，如若不進行除雪則高低跨處積雪厚度往往很大，極易造成安全隱患。

對此應(yīng)從兩方面入手，首先屋面系統(tǒng)設(shè)計時，不僅需寫明“定期除雪”，更應(yīng)為除雪提供可能性及便利性。除雪時通常需使用十字鎬等工具，極易對壓型屋面板造成破壞，因此該位置應(yīng)設(shè)置鋼板等除雪通道，如圖2所示。其次屋面系統(tǒng)設(shè)計時，在高低跨等容易積雪處，結(jié)構(gòu)安全度可適當提高。北方寒冷地區(qū)在高低跨位置不僅積雪較厚且往往形成冰掛，嚴重影響結(jié)構(gòu)安全，如圖3，圖4所示。

圖1 欄桿在伸縮縫處破壞

圖2 除雪現(xiàn)場

2.3 廠房在高溫區(qū)域潛在的結(jié)構(gòu)問題

由于軋鋼廠房板坯跨處溫度較高，吊車橋架與鋼軌之間的溫度變形不協(xié)調(diào)，使得吊車輪與鋼軌之間產(chǎn)生很大的摩擦切削力，造成車輪磨損，鋼軌、壓軌器更換頻繁，如圖5所示。

廠房的溫度區(qū)段長度通常按照《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》確定，廠房柱、吊車梁等構(gòu)件縱向通過一系列節(jié)點連接，可視為“非連續(xù)構(gòu)件”。而全長焊接鋼軌在整個溫度區(qū)段內(nèi)屬于“完全連續(xù)構(gòu)件”，由于板坯跨處溫度較高，鋼軌在溫度區(qū)段內(nèi)變形較大，溫度應(yīng)力作用顯著，鋼軌不時發(fā)生溫度應(yīng)力作用下的破壞。如圖6所示為廠房使用單位在溫度區(qū)段內(nèi)自行增設(shè)了鋼軌伸縮節(jié)。

圖3 高低跨處冰掛

圖4 雨篷處積雪及冰掛

圖5 鋼軌、壓軌器磨損嚴重

圖6 鋼軌伸縮節(jié)

板坯跨處由于散熱量很大，應(yīng)保證通風措施的可靠及有效性。如圖7所示的廠房由于通風不足，廠房內(nèi)溫度過高，吊車梁及屋面梁腹板的油漆都出現(xiàn)了明顯的“龜裂”。

圖7 吊車梁、屋面梁油漆“龜裂”

3 結(jié)語

通過以上論述可以看出，設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計時不僅需要關(guān)注主體結(jié)構(gòu)，對次要結(jié)構(gòu)及細節(jié)構(gòu)造亦應(yīng)重視，以達到結(jié)構(gòu)設(shè)計的精細化。

[1] GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] 王光煜，徐世京，吳敬和.重噸位吊車梁設(shè)計探討[Z].1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.

[3] 崔 佳，魏明鐘，趙熙元，等.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范理解與應(yīng)用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004:346.

[4] 趙熙元，吳志超.關(guān)于鋼吊車梁設(shè)計中幾個問題的探討[J].鋼鐵技術(shù)，2006，32(4):35-38.

[5] 童根樹.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007:331.

[6] 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京:科學出版社，2000:306.