论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国工业的迅速发展,钢结构已经成为厂房的主要结构形式,如何控制钢结构厂房的质量,就显得尤为重要,人们对厂房设计和制造的要求也越来越高,安全、经济、美观、环保已经不能满足人们的需求,但在钢结构厂房设计中仍然存在缺陷,因此,本文就开工前的准备工作、钢结构厂房基础设计的要点及钢结构厂房设计现状及优化对策进行分析。
【关键词】浅谈;钢结构厂房;基础;设计;要点
引言
随着国家经济的发展以及钢材自身的诸多优点,钢结构在建筑领域已经成为了一种重要的结构形式。无论是在工业建筑还是民用建筑中,钢结构以其承载力高、施工周期短、综合效益高等优点引领着建筑行业。有优点就有缺点,与钢筋混凝土结构相比,钢结构的防火性能、抗腐蚀性能就有待提高,因此在技术控制上需多加留心。钢结构越来越多的运用在工业厂房建筑中,随之带来的问题也越来越多,因此对钢结构厂房问题的探讨显得尤为重要。
一、开工前的准备工作
(一)强化图纸会审
在工程开工前,工程各参建单位应对图纸进行熟悉和全面细致的审查,充分领会设计意图,掌握工程特点及难点。通过图纸会审,重点解决图纸中的错误、疏漏等问题,找出需要解决的技术难题并拟定正确的解决方案,从而将因设计缺陷而存在的问题消灭在施工之前。
(二)做好交底工作
施工前,设计单位应向施工单位和监理单位做出详细的说明,使施工单位和监理单位正确理解设计意图,并加深对设计文件特点、难点、疑点的理解,掌握关键工程部位的质量要求,确保工程质量。
在某一分项工程施工前,由相关专业技术人员向施工人员进行的技术交底,使施工人员对工程特点、技术质量要求、施工方法与措施和安全等方面有一个较详细的了解,尤其要提醒施工人员注意施工与安装过程中容易出现的细节性错误,提前进行防范,避免技术质量等事故的发生。
(三)精心编制施工组织设计
施工组织设计是用来指导施工全过程各项活动的技术经济性文件,合理的施工组织设计能保证施工活动高效、有序、科学地进行。施工组织设计的完善程度直接影响了工程的质量和进度情况。因此,必须避免将类似工程的施工组织设计胡乱拼凑,应根据本企业的设备和技术条件,结合工程特点,制定施工方案,选配起重吊装机械,布置施工总平面图,并对项目部管理人员和各专业队伍进场时间进行合理安排。编制进度计划时,要根据项目工期的要求确定进度控制目标,认真分析工程特点,充分考虑钢构件的生产加工能力、资金需求等因素,编制实施性进度计划。
二、钢结构厂房基础设计的要点
(一)做好基础形式的选择
在众多建筑工程以及企业厂房中,由于建筑物的规模、用途各有不同,結构所承受的载荷大小和性质也有一定的差异,而且建筑所处地理位置的地质结构特征使得建筑物对不均匀沉降有一定的敏感性,因此为达到不同条件下厂房结构的稳定,选择的结构基础形式并不相同。在进行钢结构厂房的基础形式进行选择时,要充分考虑这些因素的影响,对地质条件、土层性质和分布以及地下水情况进行系统地分析,充分结合该地区的具体情况来开展工作。
一般来说,钢结构厂房的柱距和跨度都比较大,因此在地质条件比较好时,可以采用独立的基础形式;在地质条件不太乐观或者建筑要求较高时,常采用桩基础。桩基础是我国发展较早、较成熟的一种基础形式,因其具有承载能力高、沉降量小且沉降均匀等优点,可以适用于任意工程地质条件,尤其是在软弱地基上的建筑结构中具有非常广泛的应用。根据建筑基础的受力原理可以将桩基础分为摩擦桩和承载桩,在选择时,根据实际的工程情况,摩擦桩多用于地层没有坚硬的承载层或者承载层较深的工程建筑中;而承载桩是使基桩座落在承载层之上,可以承载构造物。
(二)做好基础的受力分析
钢结构厂房基础具有顶面承受较小的竖向力和相对较大的水平力和弯矩的受力特点,在基础设计时必须根据这些特点着重对竖向及水平的受力和弯矩情况进行具体的分析,根据结构特征确定载荷分布进而对基础部分的承受能力和稳定性进行一定的校核。根据基础的受力分析,可以指导厂房结构的建设、钢材的选择以及厂房基础形式的确定。在对钢结构厂房进行结构基础受力分析时,不能定性地确定某一方向的承受力,必须根据初步选择的基础形式和地质条件进行严格的实验、分析以及数据计算,给出地基所能承受的具体各个方向受力大小的范围,对所设计的结构进行分析和验证,确保实际建筑的厂房结构所产生的载荷作用在基础能够承受的稳定范围之内。例如,对于有吊车的钢结构厂房,由于在工程设计中通常采用刚性柱脚,那么在进行基础设计时,就要充分考虑刚性柱脚的受力特征,并对其受力情况进行严密的分析,按设计的结构校核是否能满足整体刚度的要求,除受力之外,还要计算其所承受弯矩的大小,确定侧移。
基础的受力分析是进行整个刚厂房结构稳定性、安全性的保障,只有对基础的受力进行清晰的认识,才能保证基础形式以及整个厂房结构设计的正确选择。
三、钢结构厂房设计现状及优化对策
(一)优化钢结构厂房温度伸缩缝
一般而言,温度作为影响钢结构厂房使用性能的关键因素,在其变形中发挥着重要的作用。通常状况下,温度变化引起结构变形,出现温度应力,而温度应力的变化直接关系着结构柱子的刚度与吊车轨顶的标高。当厂房的平面设计尺度较大时,为了将温度应力维持在合理的范围内,必须要在结构横向方向或者结构纵向方向进行温度缝的设置。将其分成诸多结构单元,执行相关的钢结构设计标准。就温度伸缩缝来讲,一般要进行双柱处理或者单柱处理,而结构纵向的温度伸缩缝必须要在屋架支座方位设定滚动支座。在擦条与框架梁相交接地带,钢结构横向方位的温度伸缩缝要充分运用槽钢夹板滑动方法以及椭圆孔滑动方法来进行。
(二)优化钢结构厂房立面设计 在建筑表现上,钢结构厂房主要具有四个方面的显著特征,即规模、线条、色彩、变化。在钢结构厂房设计过程中,要积极发挥彩色压型钢板的色彩表现力,摆脱传统钢筋混凝土厂房的死板与单调。基于工艺要求,钢结构厂房体型受到约束,因而体型变化多样。在一定程度上,导致节点的处理异常复杂,总体施工造价较高。因此,在具体的设计过程中,要发挥跳跃性色彩的表现张力。综合运用冷色调,突出厂房关键出口、收边泛水以及外天沟等,尽可能地完善厂房立面设计。
(三)优化钢结构厂房屋面设计
在钢结构厂房的屋面设计中,主要内容是防水。屋面防水设计主要考虑三个方面的因素:一是屋面坡度;二是天沟形式;三是单坡屋面长度。执行相关的屋面工程技术标准,在实际工程中,诸多厂房屋面坡度处在(2%一3%)之间,不符合实际要求。考虑到材料性能、节点处理与技术等因素,要将坡度设置为y50c。在积雪地区,坡度要增大,而钢结构厂房的单坡屋面长度设计要注意所在区域的温差与降雨变化。根据相关工程设计资料显示,单坡屋面长度要把控在70m以下,才能保证厂房的使用性能。当超过这个标准值时,要进行特殊处理。当前应用较为普遍的钢结构屋面设计方案主要有两种:第一,采用双层彩色压型钢板,其保温棉有助于防水,但温变化较大,难以解决热胀冷缩问题;第二,采用由保温层、隔汽层、卷材防水层等组合而成的复合柔性钢屋面系统,外铺柔性卷材,有助于改善热胀冷缩状况。
结束语
总而言之,钢结构厂房工程在我国现行的建筑行业中是一个较为成熟的结构形式,其施工过程中的各项方法与钢筋混凝土结构有相似之处但又有不同之处,其涂装以及安装、焊接的工作较多,因此,对于钢结构厂房的设计控制是尤为重要的一项工作。对于其质量的控制应考虑到施工的全过程,从精度测量控制、精度工艺控制、精度预埋控制和精度拼装控制等控制要点入手,通过精细化的管理方法,降低施工中质量控制的弊病,提高工业厂房建设中的设计控制,促进钢结构施工行业的快递发展。
参考文献:
[1]李晓华.门式刚架轻型钢结构厂房基础的设计[J].中外建筑,2004,04:125-126.
[2]王元清,章军,李秀敏,陈宏,石永久.带吊车门式刚架轻钢结构厂房基础反力的计算与设计[J].工业建筑,2002,12:70-72+69.
[3]王元清,王春光,袁英戰.门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计与研究[J].建筑结构,2000,04:20-22.
[4]王晓明.有色金属加工钢结构厂房基础设计的特点[J].工程建设与设计,2008,10:46-49.
[5]章军.门式刚架轻型房屋钢结构基础的设计与研究[D].清华大学,2004.
【关键词】浅谈;钢结构厂房;基础;设计;要点
引言
随着国家经济的发展以及钢材自身的诸多优点,钢结构在建筑领域已经成为了一种重要的结构形式。无论是在工业建筑还是民用建筑中,钢结构以其承载力高、施工周期短、综合效益高等优点引领着建筑行业。有优点就有缺点,与钢筋混凝土结构相比,钢结构的防火性能、抗腐蚀性能就有待提高,因此在技术控制上需多加留心。钢结构越来越多的运用在工业厂房建筑中,随之带来的问题也越来越多,因此对钢结构厂房问题的探讨显得尤为重要。
一、开工前的准备工作
(一)强化图纸会审
在工程开工前,工程各参建单位应对图纸进行熟悉和全面细致的审查,充分领会设计意图,掌握工程特点及难点。通过图纸会审,重点解决图纸中的错误、疏漏等问题,找出需要解决的技术难题并拟定正确的解决方案,从而将因设计缺陷而存在的问题消灭在施工之前。
(二)做好交底工作
施工前,设计单位应向施工单位和监理单位做出详细的说明,使施工单位和监理单位正确理解设计意图,并加深对设计文件特点、难点、疑点的理解,掌握关键工程部位的质量要求,确保工程质量。
在某一分项工程施工前,由相关专业技术人员向施工人员进行的技术交底,使施工人员对工程特点、技术质量要求、施工方法与措施和安全等方面有一个较详细的了解,尤其要提醒施工人员注意施工与安装过程中容易出现的细节性错误,提前进行防范,避免技术质量等事故的发生。
(三)精心编制施工组织设计
施工组织设计是用来指导施工全过程各项活动的技术经济性文件,合理的施工组织设计能保证施工活动高效、有序、科学地进行。施工组织设计的完善程度直接影响了工程的质量和进度情况。因此,必须避免将类似工程的施工组织设计胡乱拼凑,应根据本企业的设备和技术条件,结合工程特点,制定施工方案,选配起重吊装机械,布置施工总平面图,并对项目部管理人员和各专业队伍进场时间进行合理安排。编制进度计划时,要根据项目工期的要求确定进度控制目标,认真分析工程特点,充分考虑钢构件的生产加工能力、资金需求等因素,编制实施性进度计划。
二、钢结构厂房基础设计的要点
(一)做好基础形式的选择
在众多建筑工程以及企业厂房中,由于建筑物的规模、用途各有不同,結构所承受的载荷大小和性质也有一定的差异,而且建筑所处地理位置的地质结构特征使得建筑物对不均匀沉降有一定的敏感性,因此为达到不同条件下厂房结构的稳定,选择的结构基础形式并不相同。在进行钢结构厂房的基础形式进行选择时,要充分考虑这些因素的影响,对地质条件、土层性质和分布以及地下水情况进行系统地分析,充分结合该地区的具体情况来开展工作。
一般来说,钢结构厂房的柱距和跨度都比较大,因此在地质条件比较好时,可以采用独立的基础形式;在地质条件不太乐观或者建筑要求较高时,常采用桩基础。桩基础是我国发展较早、较成熟的一种基础形式,因其具有承载能力高、沉降量小且沉降均匀等优点,可以适用于任意工程地质条件,尤其是在软弱地基上的建筑结构中具有非常广泛的应用。根据建筑基础的受力原理可以将桩基础分为摩擦桩和承载桩,在选择时,根据实际的工程情况,摩擦桩多用于地层没有坚硬的承载层或者承载层较深的工程建筑中;而承载桩是使基桩座落在承载层之上,可以承载构造物。
(二)做好基础的受力分析
钢结构厂房基础具有顶面承受较小的竖向力和相对较大的水平力和弯矩的受力特点,在基础设计时必须根据这些特点着重对竖向及水平的受力和弯矩情况进行具体的分析,根据结构特征确定载荷分布进而对基础部分的承受能力和稳定性进行一定的校核。根据基础的受力分析,可以指导厂房结构的建设、钢材的选择以及厂房基础形式的确定。在对钢结构厂房进行结构基础受力分析时,不能定性地确定某一方向的承受力,必须根据初步选择的基础形式和地质条件进行严格的实验、分析以及数据计算,给出地基所能承受的具体各个方向受力大小的范围,对所设计的结构进行分析和验证,确保实际建筑的厂房结构所产生的载荷作用在基础能够承受的稳定范围之内。例如,对于有吊车的钢结构厂房,由于在工程设计中通常采用刚性柱脚,那么在进行基础设计时,就要充分考虑刚性柱脚的受力特征,并对其受力情况进行严密的分析,按设计的结构校核是否能满足整体刚度的要求,除受力之外,还要计算其所承受弯矩的大小,确定侧移。
基础的受力分析是进行整个刚厂房结构稳定性、安全性的保障,只有对基础的受力进行清晰的认识,才能保证基础形式以及整个厂房结构设计的正确选择。
三、钢结构厂房设计现状及优化对策
(一)优化钢结构厂房温度伸缩缝
一般而言,温度作为影响钢结构厂房使用性能的关键因素,在其变形中发挥着重要的作用。通常状况下,温度变化引起结构变形,出现温度应力,而温度应力的变化直接关系着结构柱子的刚度与吊车轨顶的标高。当厂房的平面设计尺度较大时,为了将温度应力维持在合理的范围内,必须要在结构横向方向或者结构纵向方向进行温度缝的设置。将其分成诸多结构单元,执行相关的钢结构设计标准。就温度伸缩缝来讲,一般要进行双柱处理或者单柱处理,而结构纵向的温度伸缩缝必须要在屋架支座方位设定滚动支座。在擦条与框架梁相交接地带,钢结构横向方位的温度伸缩缝要充分运用槽钢夹板滑动方法以及椭圆孔滑动方法来进行。
(二)优化钢结构厂房立面设计 在建筑表现上,钢结构厂房主要具有四个方面的显著特征,即规模、线条、色彩、变化。在钢结构厂房设计过程中,要积极发挥彩色压型钢板的色彩表现力,摆脱传统钢筋混凝土厂房的死板与单调。基于工艺要求,钢结构厂房体型受到约束,因而体型变化多样。在一定程度上,导致节点的处理异常复杂,总体施工造价较高。因此,在具体的设计过程中,要发挥跳跃性色彩的表现张力。综合运用冷色调,突出厂房关键出口、收边泛水以及外天沟等,尽可能地完善厂房立面设计。
(三)优化钢结构厂房屋面设计
在钢结构厂房的屋面设计中,主要内容是防水。屋面防水设计主要考虑三个方面的因素:一是屋面坡度;二是天沟形式;三是单坡屋面长度。执行相关的屋面工程技术标准,在实际工程中,诸多厂房屋面坡度处在(2%一3%)之间,不符合实际要求。考虑到材料性能、节点处理与技术等因素,要将坡度设置为y50c。在积雪地区,坡度要增大,而钢结构厂房的单坡屋面长度设计要注意所在区域的温差与降雨变化。根据相关工程设计资料显示,单坡屋面长度要把控在70m以下,才能保证厂房的使用性能。当超过这个标准值时,要进行特殊处理。当前应用较为普遍的钢结构屋面设计方案主要有两种:第一,采用双层彩色压型钢板,其保温棉有助于防水,但温变化较大,难以解决热胀冷缩问题;第二,采用由保温层、隔汽层、卷材防水层等组合而成的复合柔性钢屋面系统,外铺柔性卷材,有助于改善热胀冷缩状况。
结束语
总而言之,钢结构厂房工程在我国现行的建筑行业中是一个较为成熟的结构形式,其施工过程中的各项方法与钢筋混凝土结构有相似之处但又有不同之处,其涂装以及安装、焊接的工作较多,因此,对于钢结构厂房的设计控制是尤为重要的一项工作。对于其质量的控制应考虑到施工的全过程,从精度测量控制、精度工艺控制、精度预埋控制和精度拼装控制等控制要点入手,通过精细化的管理方法,降低施工中质量控制的弊病,提高工业厂房建设中的设计控制,促进钢结构施工行业的快递发展。
参考文献:
[1]李晓华.门式刚架轻型钢结构厂房基础的设计[J].中外建筑,2004,04:125-126.
[2]王元清,章军,李秀敏,陈宏,石永久.带吊车门式刚架轻钢结构厂房基础反力的计算与设计[J].工业建筑,2002,12:70-72+69.
[3]王元清,王春光,袁英戰.门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计与研究[J].建筑结构,2000,04:20-22.
[4]王晓明.有色金属加工钢结构厂房基础设计的特点[J].工程建设与设计,2008,10:46-49.
[5]章军.门式刚架轻型房屋钢结构基础的设计与研究[D].清华大学,2004.