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【摘要】本文針對(duì)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析和研究。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在很大程度上簡(jiǎn)化了工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu),提高了工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的舒適程度,具有更大的經(jīng)濟(jì)效益,利用空間的效率,因此,在設(shè)計(jì)未來(lái)的工廠結(jié)構(gòu)時(shí),必須保證其設(shè)計(jì)工作的可靠性和可行性,確保鋼結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮作用。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)廠房工程;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用;分析
1.工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工業(yè)廠房時(shí),針對(duì)不同的用途,有著明確的特點(diǎn),以下幾部分在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意。
1.1便捷性
鋼結(jié)構(gòu)在工廠結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用基本上反映了便捷性,這種便捷性也是鋼結(jié)構(gòu)的重要優(yōu)勢(shì),特別是與以前的設(shè)計(jì)相比,使用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)工業(yè)工廠可以更容易地去應(yīng)付困難和復(fù)雜廠房的設(shè)計(jì),取得良好的結(jié)構(gòu)建設(shè)效果和效益。鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房所需的施工時(shí)間比其他結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房短,鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的搭建要簡(jiǎn)單容易得多,建設(shè)往往取決于環(huán)境氣候等因素,從生產(chǎn)到加工的鋼結(jié)構(gòu)可以在工廠內(nèi)完成,只需要在施工場(chǎng)地組裝和使用[1]。因此,鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工周期縮短了,比其他工業(yè)工廠的建設(shè)周期更短。
1.2經(jīng)濟(jì)性
比其他結(jié)構(gòu)類型的工業(yè)工廠,使用鋼結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)上有更大的優(yōu)勢(shì),通過(guò)鋼材料組裝,可以進(jìn)一步減少建筑材料的使用,而且在每立方米單位材料成本方面也有很大的優(yōu)勢(shì),這也是鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。許多工業(yè)工廠設(shè)計(jì)模型均采用了鋼結(jié)構(gòu),這是其主要原因[2]。鋼結(jié)構(gòu)可以回收,從而降低資源成本。
1.3空間利用率好
在工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),在空間使用效率方面也有很大的價(jià)值和優(yōu)勢(shì),因?yàn)楣I(yè)廠房使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝和安裝,它本身的空間明顯小于其他類型的建筑結(jié)構(gòu),因?yàn)檫@種鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)工廠有很高的可變性。因此,這也將有助于使外層空間的設(shè)計(jì)多樣化,從而提高今后利用外層空間的效率,在工業(yè)設(shè)施有更好的使用效果[3]。
1.4具有良好的塑性和耐性
在重載或大負(fù)載的情況下,其他工業(yè)設(shè)施可能出現(xiàn)斷裂,而鋼結(jié)構(gòu)可能會(huì)重新分配力承受作用,通過(guò)調(diào)節(jié)受力作用降低力壓幅度,從而避免結(jié)構(gòu)破壞。因?yàn)樗哂辛己玫目伤苄院蛷?qiáng)度,所以在發(fā)生地震時(shí),工業(yè)工廠的鋼結(jié)構(gòu)可以通過(guò)其本身的塑性特性,進(jìn)行適當(dāng)變形,在一定程度上消除破壞性地震力,達(dá)到抗震目的。
2.工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
2.1防火設(shè)計(jì)方面
與混凝土結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)更容易受溫度變化的影響,防火能力較弱。因此需要確定工廠的防火危險(xiǎn)程度,同時(shí)嚴(yán)格遵守有關(guān)的防火安全標(biāo)準(zhǔn)和要求;使用防火級(jí)鋼結(jié)構(gòu),盡量減少火災(zāi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的破壞性影響。為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性,一般在鋼結(jié)構(gòu)表面涂耐火涂料涂層,保證鋼結(jié)構(gòu)建筑物的耐火性。除此之外,設(shè)計(jì)師還應(yīng)進(jìn)行與預(yù)防性工程相應(yīng)的綜合分析,如設(shè)計(jì)撤離救生梯和安全出口,以確保在發(fā)生火災(zāi)的情況下,建筑物能夠應(yīng)急疏散人員,以盡量減少火災(zāi)造成的損失。
2.2防腐設(shè)計(jì)方面
鋼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)決定了它在空氣中容易出現(xiàn)氧化、腐蝕,在潮濕的環(huán)境中的氧化作用比較明顯。設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)外防腐涂料,隔絕氧氣、水蒸氣、氯離子和鋼結(jié)構(gòu)中的其他腐蝕性因素,從而,保證有效保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。在防腐材料涂于不同部位時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)防銹要求改變涂層厚度。
2.3抗震設(shè)計(jì)方面
抗震設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié),特別是在震性高的地區(qū),更需要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),切實(shí)提高鋼結(jié)構(gòu)工廠的抗震性。在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)配置時(shí)應(yīng)做到均勻和對(duì)稱。在屋架和屋架之間創(chuàng)建可靠的連接,以避免部件損壞。此外,還應(yīng)加強(qiáng)柱子和墻壁的張力,通過(guò)適當(dāng)?shù)母叨日{(diào)整和阻尼設(shè)計(jì),最大限度地提高建筑物的抗震性。
3.目前我國(guó)工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
3.1設(shè)計(jì)質(zhì)量明顯不足
總的來(lái)說(shuō),鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)費(fèi)用相對(duì)較低,但同時(shí)需要更多的時(shí)間和精力來(lái)開發(fā),這就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)師們不想承擔(dān)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的任務(wù)。設(shè)計(jì)院將把鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)轉(zhuǎn)移到其他設(shè)計(jì)單位,雖然分包設(shè)計(jì)單位中很大一部分達(dá)到了國(guó)家認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),但實(shí)際設(shè)計(jì)水平相對(duì)較低,在操作時(shí)也存在偷懶、偷工減料的問(wèn)題,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有許多問(wèn)題,既不可行,也不合理。
3.2大多數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度不夠
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏深度是我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題。許多設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理解不夠深刻,他們自己也沒有專業(yè)的水平。大多數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)將鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)交給剛畢業(yè)、已經(jīng)有專業(yè)知識(shí)的學(xué)生,但這類人群沒有足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理解不夠深,在操作時(shí)可能就以最低安全標(biāo)準(zhǔn)及基本合規(guī)要求進(jìn)行操作。
3.3沒有結(jié)合工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)
由于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要大量的人力和時(shí)間,一些國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師可能為了追求方便和快捷而直接參考國(guó)外成形的鋼結(jié)構(gòu)方案。但國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不符合中國(guó)工業(yè)工廠建設(shè)的實(shí)際情況,在業(yè)務(wù)過(guò)程中,將耗費(fèi)更多人力、物力和財(cái)力。
4.鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的改進(jìn)措施
4.1加強(qiáng)設(shè)計(jì)的管理
工業(yè)廠房的建設(shè)是工業(yè)生產(chǎn)和管理的一個(gè)重要組成部分,工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)合理性是正在進(jìn)行的工業(yè)廠房建設(shè)的重要要求,在這種情況下,結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和耐久性是保證工廠安全和合理性的重要條件,鋼結(jié)構(gòu)是工廠最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的建筑材料,廣泛用于車間、職工宿舍的生產(chǎn)。鋼結(jié)構(gòu)本身有許多獨(dú)特之處,特別是在安全要求方面。無(wú)論是承包人、設(shè)計(jì)人還是設(shè)計(jì)師,都必須加強(qiáng)監(jiān)督措施。在評(píng)估項(xiàng)目資格時(shí),必須進(jìn)行全面綜合的評(píng)估,取消設(shè)計(jì)不合格的設(shè)計(jì)人員的權(quán)利,對(duì)偽造設(shè)計(jì)師處以嚴(yán)重懲罰。例如在安裝過(guò)程中的焊接工藝上應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理。工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)中需要大量焊接工程,但由于焊接條件復(fù)雜,在施工中很難保證焊接質(zhì)量。為了保證鋼結(jié)構(gòu)中焊接質(zhì)量,工人必須嚴(yán)格遵守焊接工藝,以達(dá)到焊縫設(shè)計(jì)要求。按照相應(yīng)的焊接規(guī)則,對(duì)套管、屋架、梁等做好焊接。應(yīng)采用一級(jí)和二級(jí)焊縫,無(wú)咬傷,無(wú)縫隙,無(wú)裂縫,焊后應(yīng)進(jìn)行焊縫第一級(jí)無(wú)損檢測(cè)。
4.2以足夠深度強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
4.2.1做好總體與局部的穩(wěn)定性平衡為了提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,需要在總體和局部穩(wěn)定之間找到聯(lián)系,只有加強(qiáng)它們之間的聯(lián)系才能提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,因此必須考慮到這兩個(gè)因素加在一起的距離。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有許多不確定性,在任何時(shí)候都可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。4.2.2高強(qiáng)螺栓的安裝先安裝臨時(shí)通用螺栓,再校正后更換普通螺栓在工業(yè)廠房中,鋼結(jié)構(gòu)間的連接主要通過(guò)高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行。這證明了在鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中安裝高強(qiáng)度螺栓的重要性。應(yīng)能保證接點(diǎn)在接合處的平整。接觸面不平整,可根據(jù)接觸面間隙的大小來(lái)處理。例如,間隙小于1.0mm可不經(jīng)處理,超過(guò)3.0mm時(shí)插入襯墊和噴砂兩側(cè)的墊片。4.2.3做好鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正在安裝立柱和梁后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在安裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)考慮風(fēng)、地形等因素。太陽(yáng)光。在鋼結(jié)構(gòu)中,每一個(gè)項(xiàng)目安裝后,將進(jìn)行調(diào)整。如果出現(xiàn)問(wèn)題,應(yīng)使用千斤頂進(jìn)行檢查、修正,修正完畢后,應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
4.3根據(jù)實(shí)際情況提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)性能
4.3.1提高支柱的抗震強(qiáng)度套管的外部承包是鋼結(jié)構(gòu)支柱的一種形式,為了提高外柱腳抗震性,必須注意外層高度與柱腿橫截面寬度之比。為了保證角柱結(jié)構(gòu)的載荷。沉入柱塞也是鋼結(jié)構(gòu)支柱更常見的樣式,為了提高埋樁的抗震性,必須控制埋樁深度。箱內(nèi)埋藏深度和柱橫截面高度的差別,H型柱和H型柱腳的工字鋼柱的長(zhǎng)度各不相同,前兩個(gè)比例應(yīng)高于2.5,后兩個(gè)比例應(yīng)高于2。4.3.2鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)在現(xiàn)階段,鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)一般以外部防腐材料為基礎(chǔ)。根據(jù)各種鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和需要,在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹防銹材料,能保證更好的防銹效果。還有另一個(gè)設(shè)計(jì)概念,即鋼鍍鋅,通過(guò)新創(chuàng)建的表面鋅層,達(dá)到防腐效果。4.3.3防火性能處理混凝土結(jié)構(gòu)的防火性能高于鋼結(jié)構(gòu)的防火性能;因此,在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí),必須考慮到防火措施,設(shè)計(jì)有針對(duì)性的措施。根據(jù)實(shí)際情況和不確定性,選擇合理可行的防火措施。
5.結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),隨著我國(guó)工業(yè)工廠的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更加廣泛。鋼結(jié)構(gòu)具有良好的可塑性,但在我國(guó),鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用有很多問(wèn)題,如設(shè)計(jì)質(zhì)量差、設(shè)計(jì)深度低、不考慮實(shí)際情況等。設(shè)計(jì)單位應(yīng)承擔(dān)責(zé)任,積極采取措施改善鋼結(jié)構(gòu),提高鋼結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性,改善鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)工廠的發(fā)展。
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作者:吳品忠單位:通富微電子股份有限公司
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