輕型鋼結(jié)構(gòu)在煤礦建筑中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

宋淑芳

摘? 要：煤礦建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用輕型鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)于其所發(fā)揮的作用要充分認(rèn)識(shí)。煤礦建筑采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，不僅建筑的安全穩(wěn)定性有所提高，而且建筑的美觀度也得以提升，具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。該文針對(duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)在煤礦建筑中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用展開研究。

關(guān)鍵詞：輕型鋼結(jié)構(gòu);煤礦建筑;設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU39? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

中國建筑業(yè)不斷發(fā)展，煤礦建筑的技術(shù)要求也逐漸提升，對(duì)于建筑物的質(zhì)量也提出了更高的要求，不僅要求符合煤礦企業(yè)的使用要求，還要求建筑能夠適應(yīng)煤礦企業(yè)所在區(qū)域的復(fù)雜環(huán)境，具有較高的安全穩(wěn)定性，提高建筑結(jié)構(gòu)的外觀視覺效果，具有經(jīng)濟(jì)性。煤礦建筑采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，不僅能達(dá)到建設(shè)要求，而且加快了施工進(jìn)度并提高了施工質(zhì)量。

1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的基本介紹

“鋼結(jié)構(gòu)建筑”與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)不同之處在于，不再采用砌體以及鋼筋混凝土框架，而是在建筑結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，使用了新的建筑結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)建筑，顧名思義，就是以鋼材為主要的材料構(gòu)建的建筑及結(jié)構(gòu)。型鋼柱和型鋼梁都是使用鋼板制成，使用鉚釘連接起來，結(jié)合使用焊接技術(shù)，也根據(jù)施工的具體情況采用螺栓連接的方式，承重骨架就構(gòu)建起來。鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度非常高，而且質(zhì)量輕，密閉性好，制作簡單，施工工期短。建筑工程施工中采用鋼結(jié)構(gòu)給施工帶來諸多的便利，不僅施工場(chǎng)地的占地空間小而且環(huán)保，能源消耗量降低，符合當(dāng)前的低碳環(huán)保要求。

其一，鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工過程中，安裝流程簡單，而且這種結(jié)構(gòu)的建筑對(duì)環(huán)境的要求不是很高，通常不會(huì)受到氣候的影響。鋼結(jié)構(gòu)可以在工廠加工各種組件，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后再進(jìn)行組裝，建筑施工的進(jìn)度大大提高。鋼結(jié)構(gòu)建筑與傳統(tǒng)的建筑相比較，所采用的技術(shù)非常先進(jìn)，生產(chǎn)規(guī)模大。與傳統(tǒng)建筑相比較，其加工精度是非常高的。建筑工程施工中使用的材料可以控制，這是保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵，也是降低成本的重要環(huán)節(jié)，建筑開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)利潤也會(huì)有所提升。

其二，鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常高，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度也非常高，具有很大的承載力，除此之外，整個(gè)結(jié)構(gòu)還具有良好的抗震性能?，F(xiàn)代的建筑施工中已經(jīng)普遍采用鋼結(jié)構(gòu)，處于同等應(yīng)力環(huán)境下，鋼構(gòu)件的強(qiáng)度是其他的構(gòu)件不能比擬的，即便是截面積非常小的構(gòu)件，其承載力也是很大的，而且鋼結(jié)構(gòu)自身的重量要比傳統(tǒng)的建筑自身重量小很多。

其三，輕型鋼結(jié)構(gòu)在建筑施工中應(yīng)用是具有非常高的靈活度的。各個(gè)構(gòu)件之間使用螺栓連接，可以拆卸，也可以根據(jù)需要自由組裝，而且移動(dòng)非常方便，能夠循環(huán)利用，因此，建筑施工場(chǎng)地的污染大大降低，節(jié)約了材料，而且還更加環(huán)保。

2 輕型鋼結(jié)構(gòu)在煤礦建筑中的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 煤礦建筑中的輕型鋼結(jié)構(gòu)要求使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的鋼材

煤礦建筑中的輕型鋼結(jié)構(gòu)要保證質(zhì)量，選擇建筑材料是非常重要的，特別是煤礦礦井建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)材料要嚴(yán)格要求。煤礦礦井不同，所具備的特點(diǎn)也會(huì)有所不同，需要按照相關(guān)的原則選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的鋼材，以符合礦井自身的特點(diǎn)，使所使用的材料有可靠保證。最好是選擇新型的建筑材料，提高材料的使用性能，且輕型鋼結(jié)構(gòu)的重量有所保證。

2.2 煤礦建筑中的輕型鋼結(jié)構(gòu)鋼材選用標(biāo)準(zhǔn)

煤礦建筑中的輕型鋼結(jié)構(gòu)中，鋼材選用要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以保證鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量。在鋼結(jié)構(gòu)中，鋼材宜采用Q235、Q345、Q390、Q420、Q460和Q345GJ鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700、《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591和《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》GB/T19879的規(guī)定。

在具體的煤礦建筑工程施工中，鋼結(jié)構(gòu)中的承重材料所采用的鋼材以Q235鋼、Q345鋼為首選。與Q235鋼相比較，Q345鋼具有更高的屈服強(qiáng)度，通常要比Q235鋼的屈服強(qiáng)度高40%至45%，因此，在煤礦建筑結(jié)構(gòu)施工中，選用Q345鋼可以節(jié)約大量的材料，保守計(jì)算，可以節(jié)約1/3左右。

煤礦礦井建筑結(jié)構(gòu)施工中，吊車梁是較為常用的，在材料的選擇上，多會(huì)選擇A1至A3的輕級(jí)鋼材料或者A4、A5的中級(jí)鋼材料。在煤礦建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，吊車梁的基礎(chǔ)材料通常會(huì)選擇輕型鋼，將鋼板用焊接技術(shù)連接起來。在鋼板的選擇上，通常會(huì)選擇Q345-C型鋼板，這種材料沖擊韌性非常強(qiáng)。鋼結(jié)構(gòu)的焊接使用中，需要注意所采用的焊接材料要與連接件的材料符合。鋼材強(qiáng)度不同的情況下，在連接的過程中，需要使用低強(qiáng)度的鋼材效果會(huì)好一些。焊接技術(shù)的應(yīng)用中采用手工焊接的方法，通常選用Q235鋼，焊條為E43型是比較好的;如果選用Q345鋼，焊條為E50型是比較合適的。

3 煤礦建筑中輕型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

3.1 煤礦建筑中應(yīng)用輕型鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

煤礦建筑施工的過程中應(yīng)用輕型鋼結(jié)構(gòu)，可以使建筑空間更為靈活布局，而且對(duì)于施工環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，可以采用不同的建筑工藝，根據(jù)需要合理布置。輕型鋼結(jié)構(gòu)的非承重墻體可以靈活地分割房間，還可以對(duì)房間進(jìn)行改造。整個(gè)煤礦建筑在使用輕質(zhì)材料后變得更美觀。輕型鋼結(jié)構(gòu)與普通的鋼結(jié)構(gòu)不同之處在于，其自重小，強(qiáng)度大，而且有很好的韌性，抗震性能非常好，具有一定的協(xié)調(diào)變形能力，建筑工程中采用這種結(jié)構(gòu)可以提高安全度。輕鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)合墻體還具有很好的防水效果，可以起到防火的作用和絕熱、隔音的作用，降低能源消耗，而且能節(jié)省一半的混凝土材料，使建筑的重量降低3/4。

輕鋼結(jié)構(gòu)具有非常好的塑性，在煤礦建筑施工環(huán)境中，即便是出現(xiàn)超過承受能力的情況下，也不會(huì)導(dǎo)致突然斷裂的問題。當(dāng)出現(xiàn)地震的時(shí)候，還可以將地震造成的危害降低。在施工過程中，將腹板高度改變，可以用變截面的方式對(duì)框架的梁柱做出調(diào)整，結(jié)構(gòu)就能更好地滿足內(nèi)力分布規(guī)律。

3.2 煤礦建筑中應(yīng)用的輕型鋼結(jié)構(gòu)

煤礦建筑施工中采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，其具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。象煤礦副井井口房的施工中，井筒的施工所采取的是凍結(jié)施工的方法，周圍的地基會(huì)不可避免地受到損壞。采用混凝土結(jié)構(gòu)形式會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)埋置過深，結(jié)構(gòu)超過了可承載的重量，地基就會(huì)產(chǎn)生不均勻變形及沉降，對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)造成不良影響，增加建筑的資金投入量。采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，可以減輕建筑結(jié)構(gòu)的自身重量，而且其具有很好的協(xié)調(diào)變形能力，能夠有效適應(yīng)地基變形，確保建筑的穩(wěn)定性，不會(huì)影響正常使用。輕型鋼結(jié)構(gòu)的成本也有較大降低，而且工程進(jìn)度快，工期大大縮短。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前的煤礦建筑工程施工中采用輕型鋼結(jié)構(gòu)，不僅適用性很高，而且還具有經(jīng)濟(jì)性和安全性。在輕型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的過程中，就需要從工程實(shí)際角度出發(fā)對(duì)該技術(shù)深入研究，還要不斷地調(diào)整和創(chuàng)新，在提高了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性的同時(shí)，還提高了建筑的美觀度。輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)促進(jìn)煤礦企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展起到了一定的推進(jìn)作用。

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