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摘要:随着我国改革开放至今,工业得到了迅速发展,紧跟着西部大开发战略的稳步实施,大量东部沿海的工业将走向内陆,内地的工业将如雨后春笋般发展,工业的发展需要工厂,而单层工业厂房具有面积大,结构类型少,便于定型设计和生产施工,同时厂房采用装配式结构可以缩短设计和施工周期,降低建筑造价等优点而被广泛采纳,这里我们将探讨单层工业厂房的楼盖支撑施工方式。
關键字: 单层工业厂房楼盖支撑 施工
中图分类号: TU74 文献标识码: A
人们会疑问为什么单层工业厂房与民用楼房的楼盖形式会相差甚大,民用楼房的楼盖常用钢筋混凝土做成,而单层工业厂房的楼盖常用桁架结构做成,造成这两种形式的主要原因有,其一是目的不同,民用楼盖一般为上人楼面,其主要目的是起封闭作用,而单层工业厂房的楼盖除了封闭作用外,还具有传力和采光的用途;其二是使用范围不同,单层工业厂房具有面积大,跨度大等特点适合采用桁架结构,而民用楼盖具有面积小,跨度小等特点,相对狭小的空间不利于采用桁架结构;其三从施工和造价来看,桁架结构与钢筋混凝土相比具有造价低的优点,同时单层厂房的高度与民用楼房相比算较矮的,便于进行桁架施工;综合来看,单层工业厂房选择桁架结构作为屋架是经济合理的。
楼盖施工采用装配式的形式,即先在工厂里做好楼盖的整体结构,然后托运到现场后采用机器设备进行施工,楼盖与排架柱之间的连接方式可以看做是铰接的,之所以要做成铰接是为了方便工厂的拆卸,我们知道厂房不同于楼房,其生产工艺在不断变化,伴随着技术的更新,设备的升级,现有的厂房形式极有可能不能满足新工艺的要求,或者工厂想进行另一种产品的生产,现有厂房形式极有可能不能满足新工艺的要求,则就需要重新设计工厂的形式,由于厂房楼盖与排架柱采用铰接的方式,则就便于拆卸后重新建立新的工厂。厂房在施工和使用阶段具有几何稳定性差,水平刚度,纵向刚度及空间整体性差等一系列特点,通常还需要在楼盖中做一些屋盖支撑,屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑,纵向水平支撑,垂直支撑及纵向水平系杆,以下将介绍各类支撑的形式和作用。
①上弦横向水平支撑
屋盖上弦横向水平支撑的位置是在两榀屋架(屋面梁)间上弦平面内及天窗架间上弦平面内的水平支撑,其常见形式是十字交叉,交叉角钢的倾角一般在30°与60°之间,与屋架上弦组成水平桁架,常布置在伸缩缝区段的两端,形成平面排架,以起到增强屋盖结构在纵向水平面内的刚度,从而增加屋盖结构在水平面内的稳定性。
②屋架下弦横向水平支撑
下弦横向水平支撑的布置形式与上弦横向水平支撑相同,其区别就在于位置不同,下弦横向水平支撑布置在屋盖下弦,即与轨道相近处,而上弦横向水平支撑与屋盖顶部相近,下弦横向水平支撑布置位置与上弦横向水平支撑布置在同一柱间,目的是增强空间稳定性。由于伸缩缝是将相邻温度区段的上部结构完全放开,在伸缩缝处的刚度将会明显降低,则屋架下弦横向水平支撑和上弦横向水平支撑在布置时,应该选择规范中规定的角钢尺寸的上限值,如果没有上限值则应选择适中偏大值,以满足伸缩缝处的刚度要求,同时为了满足构造要求还需要根据规范布置相应支撑,在布置时应该选择规范中的角钢尺寸下限值,或者接近下限值,因为其它部位的整体性没有被破坏,则整体稳定性等自身就能满足许多,就不需要像伸缩缝处那样布置,将会节省钢材。
③下弦纵向水平支撑
下弦纵向水平支撑沿着厂房纵向在屋架下弦第一节间位置布置,采用连续布置十字交叉的支撑组成水平桁架,下弦纵向水平支撑常在下列情况下采用,其一是厂房设有托架,但没有设有保证托架上弦稳定的特殊结构措施;其二是当设有悬臂吊车,厂房内有较大的振动设备,以及厂房跨度较大时,要根据规范确定是否需要布置其支撑;当布置有下弦纵向水平支撑时,必须同时布置下弦横向水平支撑,其目的是形成封闭传力系统,有利于屋架的整体受力。
④垂直支撑
垂直支撑一般由角钢构件与屋架中的直腹杆或天窗架中的立柱组成的垂直桁架,其布置在桁架框架内,其作用是保证屋架或天窗架平面外的稳定,并将纵向水平力由屋架上弦平面内传到屋架下弦平面内,所以垂直支撑与屋架下弦横向水平支撑应布置在同一柱间,即在厂房伸缩缝区段的两端各设一道。
⑤球状支撑
球状支持就是在纵向下弦桁架杆内,以球状的节点作用在下弦杆上,同时放射出多跟杆件以增强整体刚度的一种支撑形式,球状支撑在车站很常见,但在厂房中还很少被采用,因为厂房常有吊车荷载,对整体空间刚度要求较大,而桁架的空间刚度明显优于以球状节点做成支撑的桁架结构,简球状结构,但球状结构具有用钢量少等优点,因此其应该作为一种支撑被考虑和运用;其做法是将屋架整体框架中的下纵弦杆增强,以使厂房的整体稳定性和纵向水平刚度满足要求,再利用球状支撑使横向刚度得到满足,同时球状支撑还可以增强纵向水平刚度,由于其具有布置钢筋少等特点,则相对来说剩余的空间将会增加,更利于采光。
楼盖支撑方式很多,但还是应该不断的去寻找高强比更大的复合材料,不仅达到节约钢材的目的,而且还可以增加厂房的跨度,便于满足多样的生产工艺条件,因此我们应该不断的探索和实践去以形成新的复合材料和施工方式,让楼盖系统更加经济可靠。
参考文献:
混凝土结构与砌体结构设计/余志武,袁锦根主编。2版-北京:中国铁道出版社,2004.3
中华人民共和国国家标准,砌体结构设计规范(GB50003--2001).北京:中国建筑工业出版社.2002
东南大学,同济大学,天津大学合编.混凝土结构.北京:中国建筑工业出版社,2002
關键字: 单层工业厂房楼盖支撑 施工
中图分类号: TU74 文献标识码: A
人们会疑问为什么单层工业厂房与民用楼房的楼盖形式会相差甚大,民用楼房的楼盖常用钢筋混凝土做成,而单层工业厂房的楼盖常用桁架结构做成,造成这两种形式的主要原因有,其一是目的不同,民用楼盖一般为上人楼面,其主要目的是起封闭作用,而单层工业厂房的楼盖除了封闭作用外,还具有传力和采光的用途;其二是使用范围不同,单层工业厂房具有面积大,跨度大等特点适合采用桁架结构,而民用楼盖具有面积小,跨度小等特点,相对狭小的空间不利于采用桁架结构;其三从施工和造价来看,桁架结构与钢筋混凝土相比具有造价低的优点,同时单层厂房的高度与民用楼房相比算较矮的,便于进行桁架施工;综合来看,单层工业厂房选择桁架结构作为屋架是经济合理的。
楼盖施工采用装配式的形式,即先在工厂里做好楼盖的整体结构,然后托运到现场后采用机器设备进行施工,楼盖与排架柱之间的连接方式可以看做是铰接的,之所以要做成铰接是为了方便工厂的拆卸,我们知道厂房不同于楼房,其生产工艺在不断变化,伴随着技术的更新,设备的升级,现有的厂房形式极有可能不能满足新工艺的要求,或者工厂想进行另一种产品的生产,现有厂房形式极有可能不能满足新工艺的要求,则就需要重新设计工厂的形式,由于厂房楼盖与排架柱采用铰接的方式,则就便于拆卸后重新建立新的工厂。厂房在施工和使用阶段具有几何稳定性差,水平刚度,纵向刚度及空间整体性差等一系列特点,通常还需要在楼盖中做一些屋盖支撑,屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑,纵向水平支撑,垂直支撑及纵向水平系杆,以下将介绍各类支撑的形式和作用。
①上弦横向水平支撑
屋盖上弦横向水平支撑的位置是在两榀屋架(屋面梁)间上弦平面内及天窗架间上弦平面内的水平支撑,其常见形式是十字交叉,交叉角钢的倾角一般在30°与60°之间,与屋架上弦组成水平桁架,常布置在伸缩缝区段的两端,形成平面排架,以起到增强屋盖结构在纵向水平面内的刚度,从而增加屋盖结构在水平面内的稳定性。
②屋架下弦横向水平支撑
下弦横向水平支撑的布置形式与上弦横向水平支撑相同,其区别就在于位置不同,下弦横向水平支撑布置在屋盖下弦,即与轨道相近处,而上弦横向水平支撑与屋盖顶部相近,下弦横向水平支撑布置位置与上弦横向水平支撑布置在同一柱间,目的是增强空间稳定性。由于伸缩缝是将相邻温度区段的上部结构完全放开,在伸缩缝处的刚度将会明显降低,则屋架下弦横向水平支撑和上弦横向水平支撑在布置时,应该选择规范中规定的角钢尺寸的上限值,如果没有上限值则应选择适中偏大值,以满足伸缩缝处的刚度要求,同时为了满足构造要求还需要根据规范布置相应支撑,在布置时应该选择规范中的角钢尺寸下限值,或者接近下限值,因为其它部位的整体性没有被破坏,则整体稳定性等自身就能满足许多,就不需要像伸缩缝处那样布置,将会节省钢材。
③下弦纵向水平支撑
下弦纵向水平支撑沿着厂房纵向在屋架下弦第一节间位置布置,采用连续布置十字交叉的支撑组成水平桁架,下弦纵向水平支撑常在下列情况下采用,其一是厂房设有托架,但没有设有保证托架上弦稳定的特殊结构措施;其二是当设有悬臂吊车,厂房内有较大的振动设备,以及厂房跨度较大时,要根据规范确定是否需要布置其支撑;当布置有下弦纵向水平支撑时,必须同时布置下弦横向水平支撑,其目的是形成封闭传力系统,有利于屋架的整体受力。
④垂直支撑
垂直支撑一般由角钢构件与屋架中的直腹杆或天窗架中的立柱组成的垂直桁架,其布置在桁架框架内,其作用是保证屋架或天窗架平面外的稳定,并将纵向水平力由屋架上弦平面内传到屋架下弦平面内,所以垂直支撑与屋架下弦横向水平支撑应布置在同一柱间,即在厂房伸缩缝区段的两端各设一道。
⑤球状支撑
球状支持就是在纵向下弦桁架杆内,以球状的节点作用在下弦杆上,同时放射出多跟杆件以增强整体刚度的一种支撑形式,球状支撑在车站很常见,但在厂房中还很少被采用,因为厂房常有吊车荷载,对整体空间刚度要求较大,而桁架的空间刚度明显优于以球状节点做成支撑的桁架结构,简球状结构,但球状结构具有用钢量少等优点,因此其应该作为一种支撑被考虑和运用;其做法是将屋架整体框架中的下纵弦杆增强,以使厂房的整体稳定性和纵向水平刚度满足要求,再利用球状支撑使横向刚度得到满足,同时球状支撑还可以增强纵向水平刚度,由于其具有布置钢筋少等特点,则相对来说剩余的空间将会增加,更利于采光。
楼盖支撑方式很多,但还是应该不断的去寻找高强比更大的复合材料,不仅达到节约钢材的目的,而且还可以增加厂房的跨度,便于满足多样的生产工艺条件,因此我们应该不断的探索和实践去以形成新的复合材料和施工方式,让楼盖系统更加经济可靠。
参考文献:
混凝土结构与砌体结构设计/余志武,袁锦根主编。2版-北京:中国铁道出版社,2004.3
中华人民共和国国家标准,砌体结构设计规范(GB50003--2001).北京:中国建筑工业出版社.2002
东南大学,同济大学,天津大学合编.混凝土结构.北京:中国建筑工业出版社,2002