羅文華
摘要:雖然我國鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房發(fā)展前景十分廣闊,可是仍然存在問題,需要綜合考慮設(shè)計和施工過程中的遵循的原則和注意的問題,以便保證廠房建設(shè)的順利進行。
關(guān)鍵詞:工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計;施工
前 ?言
隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,工業(yè)廠房設(shè)計也提出了更高的要求。而鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是節(jié)材高效,制造安裝運輸簡便,工期短,可拆遷,定型批量生產(chǎn)易于實現(xiàn)商品化等,近年來發(fā)展迅速,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房應(yīng)用日益廣泛。鋼結(jié)構(gòu)工程因其結(jié)構(gòu)跨度大、自重輕、安裝便捷等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房,鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接影響到了廠房的安全和使用壽命,需要在其設(shè)計及施工中注意常見問題,使鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量達到對工業(yè)廠房預期的目的。
一、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意的問題
1.防火設(shè)計
雖然鋼結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點,但是其防火能力很差,受溫度影響大。鋼結(jié)構(gòu)受熱在100℃到250℃之間時,隨著溫度的升高,鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強度降低、塑性增大;溫度達到250℃左右時,鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強度有輕度的提高,但塑性繼續(xù)降低,出現(xiàn)“藍脆現(xiàn)象”;當溫度超過250℃時,鋼結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)“徐變現(xiàn)象”;當溫度達到500℃時,鋼結(jié)構(gòu)的強度極低,發(fā)生塌落,造成生產(chǎn)破壞,經(jīng)濟損失,甚至人員傷亡。所以,鋼結(jié)構(gòu)的隔熱和防火設(shè)計極其重要。設(shè)計人員應(yīng)當正確定義工業(yè)廠房的火災(zāi)危險性類別,確定廠房的防火等級,嚴格按照規(guī)范要求,使鋼構(gòu)件達到防火等級的要求,選用恰當?shù)姆椒▽︿摻Y(jié)構(gòu)采取有效防火保護,使鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限達到規(guī)范規(guī)定的要求,防止鋼結(jié)構(gòu)在遇到火火災(zāi)時發(fā)生變形,甚至塌落。目前,最常用的方法是在鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料,提高鋼構(gòu)件的耐火極限。另外,設(shè)計人員還要充分考慮火災(zāi)時的人員疏散要求,合理設(shè)計疏散樓梯和安全出口。
2.抗震能力設(shè)計
在鋼結(jié)構(gòu)廠房施工建造前,應(yīng)對結(jié)構(gòu)的實際抗震性做綜合考慮,有利于解決日后復雜多變的地質(zhì)問題。設(shè)計廠房結(jié)構(gòu)時一定要將剛度與質(zhì)量呈均勻分布,并應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)固有的受力性來降低橫向結(jié)構(gòu)的變形程度。同時還要盡可能實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)對強度的要求,以確保杠桿不會失穩(wěn),從而有效提高整個鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性和穩(wěn)定性。在發(fā)生地震的情況下,會出現(xiàn)低周疲勞影響,在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮到其對廠房造成的影響。設(shè)計抗震性對于鋼結(jié)構(gòu)廠方來說具有至關(guān)重要的作用。
3.屋蓋支撐系統(tǒng)及屋面設(shè)計
屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車設(shè)置及噸位大小、振動設(shè)備情況等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐,在無檁體系中,大型屋面板有三點和屋架焊接,可起到上弦支撐作用,但考慮到施工條件限制和安裝需要,無論有檁或無檁體系屋蓋均應(yīng)在屋架上弦和天窗架上弦設(shè)置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12m的廠房或廠房內(nèi)設(shè)有特重級橋式吊車或廠房內(nèi)有較大振動設(shè)備的均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。
屋面設(shè)計的重點是防水。屋面防水設(shè)計涉及屋面坡度、天溝形式、單坡屋面長度等因素。屋面坡度最小為5%,在積雪較大的地區(qū),坡度應(yīng)適當增大。單坡屋面長度,主要取決于工程所在區(qū)域的最大溫差以及降雨所形成的最大水頭的高度。單坡屋面長度宜控制在70m以內(nèi),若超過70m,需做專題研究、特殊處理。常用的鋼結(jié)構(gòu)屋面做法有兩種:①雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉,使用量很大,但溫差大、單坡長造成的彩鋼板熱脹冷縮問題很難解決。②復合柔性鋼屋面系統(tǒng),由屋面彩鋼板內(nèi)板、隔汽層、保溫層、卷材防水層組成。
4.連接點的設(shè)計
連接點是鋼結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一,設(shè)計好連接點可以有效提高廠房的安全性、穩(wěn)定性、抗震性和持久性。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實際需要,參照廠房建設(shè)標準,選擇合適的焊接工藝。在連接板的厚度選擇方面,要選擇合適的厚度。通常,連接板的厚度比梁腹板厚度多4mm,且須保證連接板的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)中多采用高強螺栓。高強螺栓根據(jù)受力特點分為承壓型和摩擦型兩種,設(shè)計人員需根據(jù)實際情況進行選擇,以保證施工效果。
二、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)施工時要注意的問題與措施
1.施工中要注意的問題
進行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工時應(yīng)該注意很多問題,如下:一是關(guān)于地腳螺栓的埋設(shè)問題,地腳螺栓的穩(wěn)定與否關(guān)乎到鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的穩(wěn)定性,它的精確度與否關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)定位,因此在進行施工的過程中,應(yīng)該注意做好地腳螺栓工作,將軸線位控制在兩毫米左右,標高為五毫米左右??梢詫⑵矫婵刂凭W(wǎng)的軸線投測到柱基礎(chǔ)面上,全部閉合,保證螺栓的精度。二是關(guān)于吊車梁系統(tǒng)的安裝問題,進行安裝時要求按照規(guī)范,從柱間的支撐跨進行安裝,可以在柱間支撐安裝連接后構(gòu)成穩(wěn)定的空間鋼度單元。以保證安全,并且在對端部截面的吊車梁底部安裝時可以調(diào)整墊板。當進行制動板和吊車梁的連接時,可以先進行吹擰然后鋪整。三是注意構(gòu)件的合理堆放。進行鋼結(jié)構(gòu)工廠廠房的建設(shè)時,需要的構(gòu)件很多,并且占用的空間較大,如果不合理地堆放,就阻礙構(gòu)件的安裝使用、施工的正常進行,甚至出現(xiàn)安全問題??梢詫⒓毙璋惭b的構(gòu)件直接堆放,按照需要吊裝的順序進行堆放,后使用的放在下面,不急使用的放在外面,進行存放的時候應(yīng)該進行專人的管理,并且做好供貨要求和清單。并且進行堆放的時候保證支點的穩(wěn)定性。四是注意安全問題,做好安全防范措施,及時檢查設(shè)備的安全性,有關(guān)工作人員做好防護措施。
2.保障施工質(zhì)量的措施
2.1高強螺栓的安裝
高強螺栓的安裝包括兩個步驟:首先,構(gòu)件初始就位時先用臨時普通螺栓固定;校正之后,再將普通螺栓替換成高強螺栓,并最終擰緊。在工業(yè)廠房中,鋼結(jié)構(gòu)件間的連接絕大部分是通過高強螺栓實現(xiàn)的,足以見得高強螺栓的安裝在鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要性。因此,對于高強螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事項。
首先,高強螺栓日常的管理要保證連接板接觸面的平整。若接觸面不平整時,根據(jù)接觸面間間隙的大小酌情處理。例如,間隙小于1.0mm可不處理;大于3.0mm時,加墊板,并對墊板兩面進行噴砂處理,使安裝的摩擦面應(yīng)處于干燥狀態(tài),以滿足摩擦系數(shù)的要求。應(yīng)根據(jù)廠房中使用的位置,領(lǐng)取相應(yīng)規(guī)格、數(shù)量的高強螺栓,盡量避免當天高強螺栓的剩余。若有剩余,禁止堆放在施工現(xiàn)場,將高強螺栓放在包裝箱內(nèi)。其次,高強螺栓在安裝時,要輕裝、輕卸,且利用光頭撬棍及沖釘對正上下(或前后)連接板的螺孔,使螺栓自由進入,不能將螺栓強行穿入。否則,會損壞螺紋以及改變扭矩系數(shù)。而且,在安裝高強螺栓時,以施工方便為原則,保證墊圈倒角與螺栓頭的方向一致。最后,酌情處理連接板螺孔的誤差。
2.2鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正
在立柱、梁安裝完成后,要及時的進行安裝校正。進行鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正時,要考慮到諸多因素,諸如風力、地形、日照等因素。在鋼結(jié)構(gòu)中,每完成一個構(gòu)件的安裝后,就要進行校正。若檢查出現(xiàn)問題后,要采用千斤頂進行校正,校正完成后,要及時進行加固。
2.3安裝過程中的焊接工藝
工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)中需要進行大量的焊接工作,但是由于施工中焊接環(huán)境和條件惡略,焊接的質(zhì)量難以保證。為了確保鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量,要由相關(guān)技術(shù)人員嚴格按照焊接工藝進行焊接,滿足對接焊縫的設(shè)計要求。根據(jù)焊接的相關(guān)規(guī)定,立柱、屋架、梁等要采用一、二級焊縫,不能有咬變、缺口、裂紋、焊瘤等缺陷,保證焊縫的質(zhì)量。在焊接完成后,要對焊縫進行一級行無損檢測。
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