淺談單層紡紗廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 要：近幾年紡紗產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，單層紡紗廠房多采用柱網(wǎng)尺寸較大的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。本文主要簡(jiǎn)述單層紡紗廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程及注意事項(xiàng)。紡紗廠房涉及專業(yè)較多，通過(guò)總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，從而讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更好地服務(wù)于工藝生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：紡紗廠房；門式剛架；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.076

1 引言

在棉紡織行業(yè)中，紡紗行業(yè)屬于上游工藝，在整個(gè)行業(yè)中占有很大的比重。當(dāng)前流行的紡紗工藝有環(huán)錠紡、渦流紡、氣流紡以及緊密賽絡(luò)紡，其中緊密賽絡(luò)紡是一種高檔的環(huán)錠紡。單層紡紗廠房一般分為主車間以和輔助用房?jī)刹糠?，主車間結(jié)構(gòu)形式可采用鋸齒形結(jié)構(gòu)、大跨度鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)以及輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，附房則常采用砌體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)或鋼框架結(jié)構(gòu)。本文主要介紹主車間為輕型門式剛架的單層紡紗廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2 紡紗車間平面布置

紡紗廠房主車間根據(jù)工藝流程劃分為清花、前紡、細(xì)紗、絡(luò)筒等功能分區(qū)，建筑專業(yè)通常結(jié)合防火分區(qū)進(jìn)行劃分。輔助用房根據(jù)專業(yè)進(jìn)行劃分：空調(diào)專業(yè)設(shè)有空調(diào)室、除塵室、空壓站和制冷站，電氣專業(yè)設(shè)有變配電室、消防控制室，給排水專業(yè)設(shè)有報(bào)警閥室（如有要求還需設(shè)置水處理間），其他的還包括換熱站、工藝輔房，以及與工作人員相關(guān)的更衣室、衛(wèi)生間等。

3 方案討論與確定

在工程初步設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)專業(yè)參與建筑、工藝的方案討論，建筑專業(yè)根據(jù)工藝布置完成初步建筑平面布置圖。在此階段，結(jié)構(gòu)專業(yè)主要負(fù)責(zé)參與確定車間及輔助用房的結(jié)構(gòu)形式、柱網(wǎng)布置、建筑高度、層高要求，參與討論屋面可能放置的設(shè)備、懸掛管道種類、防排煙方案，詢問(wèn)其它專業(yè)需要滿足的要求。根據(jù)以上所述內(nèi)容，結(jié)構(gòu)專業(yè)再結(jié)合工程所在地的地震設(shè)防烈度和地質(zhì)條件來(lái)確定廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，力求在設(shè)計(jì)初始階段就控制好結(jié)構(gòu)工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

方案確定之后，各專業(yè)根據(jù)工藝要求提供土建設(shè)計(jì)條件，建筑平面布置圖進(jìn)一步細(xì)化。在此基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)專業(yè)可以據(jù)此進(jìn)行主車間門式剛架的結(jié)構(gòu)平面布置，此階段的工作依次為：柱網(wǎng)布置、柱間支撐布置、縱向剛性系桿布置、屋面水平支撐布置以及抗風(fēng)柱布置。主車間結(jié)構(gòu)平面布置完成后，及時(shí)反饋至建筑及其他專業(yè)進(jìn)行核查。筆者根據(jù)實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在此階段常見(jiàn)的問(wèn)題有：抗風(fēng)柱、柱間支撐與門窗沖突，柱間支撐與送風(fēng)管道沖突。若遇到這些問(wèn)題，需各專業(yè)溝通協(xié)調(diào)解決，在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，結(jié)構(gòu)專業(yè)盡量調(diào)整以滿足生產(chǎn)工藝需求。隨著工作推進(jìn)，結(jié)構(gòu)專業(yè)根據(jù)各個(gè)專業(yè)所提供的條件細(xì)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4.1 主車間設(shè)計(jì)

進(jìn)行屋面檁條及門式剛架設(shè)計(jì)所需要的條件主要有：屋面建筑做法，柱頂標(biāo)高、屋面坡度、屋面懸掛管道、屋面設(shè)備布置及荷載。若主車間設(shè)置女兒墻，需要注意屋面積雪不均勻分布。屋面檁條設(shè)計(jì)時(shí)，通常根據(jù)柱距、跨度和屋面荷載的大小來(lái)確定采用連續(xù)檁條或簡(jiǎn)支檁條。合理地選擇檁條類型以及門式剛架節(jié)點(diǎn)連接形式能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 輔助用房設(shè)計(jì)

進(jìn)行輔助用房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要其他專業(yè)提供的條件主要有：建筑做法、屋面設(shè)備荷載、設(shè)備臨時(shí)吊裝荷載。依據(jù)相關(guān)規(guī)范條文，結(jié)構(gòu)專業(yè)需要配合建筑專業(yè)設(shè)置伸縮縫。確定輔助用房結(jié)構(gòu)平面布置后，進(jìn)行初步試算，把試算確定的梁柱截面反饋至建筑專業(yè)。在此工作階段常見(jiàn)的問(wèn)題有：空調(diào)窗頂、風(fēng)機(jī)洞口頂、送風(fēng)洞口頂、變配電室特種門窗洞口頂與相應(yīng)樓層梁底標(biāo)高沖突，各專業(yè)輔助用房的最小凈空不滿足使用要求。由于紡紗車間特殊的生產(chǎn)工藝需求，在繪制結(jié)構(gòu)施工圖時(shí)需要仔細(xì)核對(duì)其他專業(yè)所提的洞口位置尺寸、屋面設(shè)備基礎(chǔ)、用于設(shè)備吊裝的吊環(huán)設(shè)置，以及需要梁底與板底齊平的空調(diào)室特殊做法。

4.3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告、地下溝道管線及上部結(jié)構(gòu)形式確定基礎(chǔ)形式和埋深，單層紡紗廠房通常采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深較淺。地質(zhì)條件較差時(shí)，可采用樁基礎(chǔ)或經(jīng)處理后的復(fù)合地基。由于單層紡紗車間上部結(jié)構(gòu)所傳的柱底反力較小，且主車間門式剛架柱腳常采用鉸接，由此計(jì)算得出的獨(dú)立基礎(chǔ)尺寸普遍偏小，這時(shí)需要注意作用于獨(dú)立基礎(chǔ)上的附加墻體重量對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的影響，特別是當(dāng)車間內(nèi)隔墻（包括防火墻）采用磚砌體材料時(shí)，此荷載不容忽視。在紡紗車間內(nèi)，通常布置空調(diào)回風(fēng)溝以及電纜溝，地溝穿越墻體的情況較多，且地溝截面尺寸較大，結(jié)構(gòu)專業(yè)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)地面以下的穿墻洞口進(jìn)行標(biāo)注。當(dāng)?shù)販吓c基礎(chǔ)有沖突時(shí)，通常將基礎(chǔ)底標(biāo)高降至地溝底板以下。

另外，車間墻體材料宜選用輕質(zhì)板材，若選用砌體材料時(shí)特別需要注意：墻體穩(wěn)定性的驗(yàn)算；車間長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，需依據(jù)規(guī)范設(shè)置墻體伸縮縫。

5 總結(jié)

紡紗廠房包含的專業(yè)較多，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)專業(yè)接收的條件種類繁多，需要配合其他專業(yè)做好構(gòu)造措施?，F(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，特別是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》專門針對(duì)工業(yè)廠房的內(nèi)容較少，這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)專業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，常常很難處理廠房結(jié)構(gòu)在安全、經(jīng)濟(jì)、適用之間的關(guān)系。鑒于此，在符合工程實(shí)際的情況下，筆者認(rèn)為紡紗廠房結(jié)構(gòu)計(jì)算模型簡(jiǎn)化時(shí)要簡(jiǎn)單、合理，荷載取值要準(zhǔn)確，從而在工藝生產(chǎn)中，讓結(jié)構(gòu)工程更好地發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：畢研超（1987-），男，山東新泰人，碩士研究生，工程師，研究方向：從事結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)與研究。