化工廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略

劉文鵬 王曉毅

山東大齊石油化工設(shè)計有限公司 山東淄博 255400

在實際化工廠房建設(shè)過程中，設(shè)計人員對于化工廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計并不重視，目前化工廠房框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要體現(xiàn)在基本功能滿足的情況下，并未對化工廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行延展功能設(shè)計。無論是化工廠房設(shè)計方還是建造方，都忽略了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)對于廠房的重要性，工業(yè)廠房作為體現(xiàn)化工業(yè)建設(shè)水平的指標(biāo)，化工廠房子鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，不僅能降低施工成本，還能夠有效的提升化工廠房的穩(wěn)定性，并且提升化工業(yè)在市場中的核心競爭力。

1 化工廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計組成及優(yōu)勢

1.1 橫向框架

橫向框架是化工廠鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，是整個廠房最重要的承重結(jié)構(gòu)體系，保證橫向框架結(jié)構(gòu)中的柱、屋蓋橫梁以及屋架設(shè)計優(yōu)良，才能更好的保證橫向框架能夠承擔(dān)其所需要承擔(dān)的荷載類型，在滿足基礎(chǔ)功能需求的情況下，不斷提升化工廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。

1.2 屋蓋結(jié)構(gòu)

保證屋蓋結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定承受荷載作用的構(gòu)成部分，分別是托架、橫梁、檀條以及中間屋架等，屋蓋結(jié)構(gòu)主要是用于廠房整體結(jié)構(gòu)的遮蓋作用，主要是為了避免雨水進(jìn)入廠房，造成屋內(nèi)設(shè)備和設(shè)施的損壞。

1.3 支撐體系

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是保證廠房整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，在與吊車梁等有效結(jié)合之后，能夠更好地承擔(dān)縱向水平框架所帶來的荷載作用，提高整體框架的穩(wěn)定性。支撐體系也是工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的重要承重結(jié)構(gòu)體，有效地支撐工業(yè)廠房中各個部分的荷載，是保證工業(yè)廠房穩(wěn)定及高度的重要組成。

1.4 托架結(jié)構(gòu)

托架結(jié)構(gòu)主要是化工廠防水施工過程中，在工業(yè)工藝運行過程中，能夠承受吊車豎向荷載，并同時解決吊車水平荷載的重要支撐點，作為工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的重要組成，在工業(yè)廠房實際運行過程中，不僅要承擔(dān)自身自重造成的負(fù)載，還需要承擔(dān)工業(yè)廠房運行中吊車所帶來的荷載，保證桁架與梁之間的穩(wěn)定性，才是促進(jìn)化工廠方鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠性的主要措施。

2 工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

2.1 結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計

工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計的過程中，首先需要注意結(jié)合后臺的設(shè)計，結(jié)構(gòu)荷載作為混凝土框架中的重要支撐體系，可以分為垂直荷載、水平荷載以及其它荷載，只有綜合分析這些荷載類型，掌握結(jié)構(gòu)或載的作用力分析，更好的保障廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，一般來說，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)需要承擔(dān)大部分的荷載為垂直荷載或水平荷載，加強對工業(yè)廠房框架結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計，才能夠保證工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有序開展工業(yè)廠房荷載設(shè)計，為工業(yè)廠房安全性提供有效保障。

2.2 結(jié)構(gòu)變形設(shè)計

工業(yè)廠房在實際使用過程中受到的變現(xiàn)影響，主要是以軸向變形為主，房結(jié)構(gòu)的中心軸線受到的壓力大于側(cè)柱壓力，因此在設(shè)計的過程中需要引起設(shè)計者的重視，分析走向變現(xiàn)壓力的影響因素以及構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，對軸向壓力進(jìn)行分析，同時還需要考慮中心軸和側(cè)軸的變形差，分別設(shè)計中心軸和側(cè)軸的最大可承受壓力，使結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性能夠基本得到保障。

2.3 結(jié)構(gòu)延性設(shè)計

設(shè)計人員在設(shè)計工業(yè)廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，必須保證結(jié)構(gòu)延性的合理性和有效性。事實上，為了保證結(jié)構(gòu)延性的合理性，一般情況下，可以采用正面和平面支撐的設(shè)計方法，從根本上提高植物結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性，同時促進(jìn)結(jié)構(gòu)的發(fā)展?？稍鰪妼Φ卣鸬茸匀粸?zāi)害的抵抗力。因此，設(shè)計者必須合理選擇結(jié)構(gòu)類型，避免出現(xiàn)一系列錯誤問題，保證結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

2.4 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.4.1 框架結(jié)構(gòu)直接設(shè)計

設(shè)計師必須直接設(shè)計工業(yè)廠房的框架結(jié)構(gòu)，一定程度上提高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員以直接設(shè)計廠房結(jié)構(gòu)模型，參照廠房結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行混凝土廠房施工，在施工中如果出現(xiàn)部分施工的混凝土性能無法滿足結(jié)構(gòu)施工需求，設(shè)計者會在結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行些微的改動，使混凝土施工更加符合工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的需求，設(shè)計者能夠修改的內(nèi)容也僅限于鋼結(jié)構(gòu)中部分構(gòu)件的尺寸和規(guī)格，并在此基礎(chǔ)上，保證工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)中的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而提升工業(yè)廠房的安全性。

2.4.2 框架結(jié)構(gòu)的間接設(shè)計

工業(yè)廠房框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，包括對預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計，其中需要對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計，根據(jù)可能的受力情況進(jìn)行仿真分析，并以此最終框架結(jié)構(gòu)圖紙設(shè)計的基礎(chǔ)，在保證工業(yè)廠房框架結(jié)構(gòu)可行性的基礎(chǔ)上，同時確保了框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，能夠有效的避免后續(xù)設(shè)計變更的可能，并且通過預(yù)應(yīng)力拉桿水平，混凝土風(fēng)受力構(gòu)件進(jìn)行分析，間接設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)的圖紙，并且有效地提高了框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性。

3 鋼筋混凝土框架廠房施工工藝及質(zhì)量控制要點

3.1 鋼筋混凝土框架廠房施工工藝

3.1.1 模板工程

在模板工程中，模板的材料和選用的模板方法是非常重要的內(nèi)容，與后期混凝土澆筑的質(zhì)量水平密切相關(guān)，是保證施工質(zhì)量的核心內(nèi)容。其中，模板的材質(zhì)尤為重要。因此，施工單位需要了解不同模板的材料，如木模板、鋼模板等，根據(jù)實際施工需要，結(jié)合這兩種模板的性能差異來選擇模板。適合進(jìn)行車間建設(shè)的材料。例如在使用鋼木聯(lián)合模板系統(tǒng)時，常用的主龍骨是10# 槽鋼。此外，為滿足柱、梁、現(xiàn)澆樓板等結(jié)構(gòu)的剛度和強度要求，框架必須使用5# 方鋼，并配套使用的輔助龍骨材料輕質(zhì)。材料抗壓性能好，安裝操作方便，鋁合金鋼梁簡單。

3.1.2 加固工作

鋼筋法施工時首先要做的是將鋼筋調(diào)直、除銹、剪裁一系列施工步驟、檢查并設(shè)定好下料尺寸，同時焊接鋼筋的接頭位置。如果鋼筋接頭數(shù)量足夠，則需要按施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行散布，然后制作預(yù)應(yīng)力筋，同時進(jìn)行冷拔、打捆、切割和編織。確保形狀捆綁在一起，完全滿足后續(xù)施工過程的要求。最后，合理、科學(xué)地布置水路，先將波紋管預(yù)先填滿，進(jìn)行灌溉，檢查是否漏水，然后根據(jù)梁的類型和要求進(jìn)行延伸。應(yīng)使用形狀良好的框架，鋼筋應(yīng)成型安裝固定，使鋼筋間距為80cm。

3.1.3 混凝土工程

混凝土工程是光架結(jié)構(gòu)施工過程中重要的一個組成部分，混凝土工程施工技術(shù)在開始施工之前，首先要確認(rèn)框架結(jié)構(gòu)的中心位置，并且對材料進(jìn)行相關(guān)的質(zhì)量檢驗，做好提前施工準(zhǔn)備，以此來保證混凝土施工工程的施工質(zhì)量?；炷凉こ淌┕さ倪^程包括三個方面，一是要確定混凝土的配合比，混凝土的配合比直接影響鋼筋混凝土施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在進(jìn)行混凝土施工之前，需要對混凝土配比進(jìn)行試驗，確認(rèn)最佳混凝土配比之后，方可進(jìn)入下個施工階段；二是對混凝土的含水率進(jìn)行控制和測量，混凝土的含水量對于鋼筋混凝土施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著重要的影響，同時還能夠影響框架混凝土的施工質(zhì)量，將砂石的含水率控制在可理的范圍內(nèi)，才能夠提高鋼筋混凝土生產(chǎn)施工的水平，保證混凝土施工工程的有序進(jìn)行；三是按照施工程序需求，合理的安排施工材料，對施工材料進(jìn)行合理的儲存和堆放，嚴(yán)格按照工業(yè)廠房施工標(biāo)準(zhǔn)，按照一定的順序進(jìn)行材料排列，避免材料混亂造成的施工進(jìn)度影響，或者由于施工材料混亂引起的材料質(zhì)量問題，導(dǎo)致施工質(zhì)量降低。

此外，在鋼筋下料成型時，應(yīng)進(jìn)行一系列的質(zhì)量檢查，并執(zhí)行以下步驟，確認(rèn)后方可施工；在模具中安裝鋼筋時，表面必須保持干凈整潔，不得有腐蝕現(xiàn)象。同時，必須嚴(yán)格控制鋼筋進(jìn)入模具的位置，與圖紙標(biāo)記相匹配，避免鋼筋外露；綁扎鋼筋時，應(yīng)綁扎兩層或多層，鋼筋的縱橫交點應(yīng)保持在邊界范圍內(nèi)，以保證穩(wěn)定性。嚴(yán)格控制混凝土澆筑和施工振動。澆筑混凝土?xí)r要保持澆筑過程的連續(xù)性和均勻性，而在振動法的情況下，保持振動壓實非常重要，這是防止混凝土澆筑裂縫的關(guān)鍵內(nèi)容。另外，在進(jìn)行振動施工時，控制施工時機尤為重要，因此要根據(jù)現(xiàn)場的施工條件選擇合適的振動時機，防止出現(xiàn)滲漏和瞬態(tài)現(xiàn)象。當(dāng)振動施工完成，混凝土強度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，即可開始下一階段的拆模工作，并可以定期進(jìn)行合理的維護(hù)保養(yǎng)。

3.2 鋼筋混凝土框架廠房施工質(zhì)量控制

3.2.1 材料質(zhì)量控制

在工業(yè)廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，材料的選擇尤為重要，材料作為施工的基礎(chǔ)，需要從幾個方面進(jìn)行材料質(zhì)量的控制，一是要根據(jù)施工地所在的地質(zhì)條件和環(huán)境，選擇安全性高，耐腐蝕性強，環(huán)保性較高的施工材料；二是在進(jìn)行施工材料選購時，應(yīng)該與信譽良好的供應(yīng)商進(jìn)行合作，并且隨機檢查施工材料的質(zhì)量；三是按照材料的需求進(jìn)行分類儲存與管理，避免材料受到污染或者破壞；四是施工之前一定要進(jìn)行材料的入廠前檢驗，確保施工材料在入場前沒有出現(xiàn)損壞或者腐蝕等情況，從而影響施工質(zhì)量。

3.2.2 做好施工組織活動

工業(yè)廠房施工之前需要做好施工組織計劃安排，包括人員調(diào)查，材料分配，以及場地資源應(yīng)用等，同時還需要進(jìn)行施工方案確認(rèn)，由多方進(jìn)行施工圖紙確認(rèn)和技術(shù)交底，在確認(rèn)施工圖紙完整合理之后，再將施工圖紙應(yīng)用于施工中，并由施工方選擇合理的施工工藝，提前布置施工場所和選購施工材料，安排施工進(jìn)度。

3.2.3 混凝土結(jié)構(gòu)檢查

在完成工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)框架施工之后，需要由監(jiān)理單位和業(yè)主方以及施工方共同對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，并對混凝土結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行技術(shù)評價，在檢查的過程中做好相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)記錄，在出現(xiàn)施工質(zhì)量問題時，及時對質(zhì)量問題進(jìn)行修復(fù)和彌補，以便于后續(xù)繼續(xù)展開工業(yè)廠房施工。

3.2.4 履行管理職責(zé)

工業(yè)廠房施工管理過程中，管理部門是由多方單位共同組成的，包括業(yè)主方，監(jiān)理方以及施工方等。在施工過程中，各部門需要積極的履行自身的職責(zé)，卻自身的責(zé)任和目標(biāo)，同時與現(xiàn)場的施工管理人員進(jìn)行配合，落實動態(tài)施工管理，將施工管理制度落實到實處，提高施工質(zhì)量，并且對整體項目進(jìn)行把控，以此來提高工業(yè)廠房建設(shè)的施工質(zhì)量，保證施工過程的質(zhì)量安全問題。

4 結(jié)語

總之，在化工廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，首先要明確結(jié)構(gòu)的組成部分，包括橫向框架、屋蓋結(jié)構(gòu)、支撐體系以及托架結(jié)構(gòu)等，進(jìn)一步完善框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)荷載、結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)延性、結(jié)構(gòu)框架等方面的設(shè)計，重點關(guān)注鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中模板工程、加固工程、混凝土工程的施工，注意控制材料質(zhì)量，組好施工組織計劃，履行管理層的職責(zé)，加強員工培訓(xùn)，并定期繼續(xù)寧混凝土結(jié)構(gòu)檢查，從而保證化工廠房混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在此基礎(chǔ)上進(jìn)步拓展廠房的功能。