某重型廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究

1、某重型廠房鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)與研究 摘要：隨著鋼構(gòu)造應(yīng)用的不斷深化，尤其輕型、重型廠房對鋼構(gòu)造的應(yīng)用更是普遍，現(xiàn)以鐵水倒灌車間100t橋式吊車重型鋼構(gòu)造廠房為例，總體介紹一下關(guān)于重型鋼構(gòu)造廠房的設(shè)計(jì)思路與步驟，以及其中的一些考前須知。 關(guān)鍵字：重型鋼構(gòu)造 廠房 格構(gòu)柱 根底 耐高溫 中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 引言：鋼構(gòu)造的定義是承重的主要構(gòu)件是采用型鋼、鋼板、鋼管、鋼索等鋼材，用鉚、焊、螺栓或膠等連接而成的構(gòu)造形式，它是現(xiàn)代建筑工程中較普遍的構(gòu)造形式之一。而隨著鋼構(gòu)造產(chǎn)業(yè)的不斷開展，重型鋼構(gòu)造廠房也就在不同的領(lǐng)域得到較快的應(yīng)用，尤其在鋼鐵行業(yè)，冶金行業(yè)的應(yīng)用尤為之甚。鋼構(gòu)造有很多混凝土

2、沒有的絕對優(yōu)點(diǎn)，如：強(qiáng)度高、自重輕、剛度大、工作可靠性高，材料的各向同性好，有很好的塑性韌性，抗震性能突出，建筑工期短，等等。由于鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件的不斷成熟，重型廠房的設(shè)計(jì)也趨于簡單、高效，也就預(yù)示著鋼構(gòu)造重型廠房會得到更加高速開展。 1 工程概況 2 構(gòu)造設(shè)計(jì)與分析 2.1構(gòu)造設(shè)計(jì) 重型鋼構(gòu)造廠房的設(shè)計(jì)關(guān)鍵主要是構(gòu)造的穩(wěn)定性控制，在整個構(gòu)造中的整體穩(wěn)定構(gòu)造及相關(guān)技術(shù)要求就顯得非常重要，本工程中柱間支撐和屋面程度支撐均采用剛性支撐來加強(qiáng)整個構(gòu)造的穩(wěn)定性，這樣使整體的傳力就非常的明確，不至于出現(xiàn)部分失穩(wěn)的情況； 由于柱子的高度為1.5m，高度較高，柱間支撐采用整體性好的雙片支撐，且其剛度比擬

3、大，柱間支撐布置在5m跨中，為了使支撐與柱子之間的夾角控制在450左右，將支撐分為三層布置，使支撐受力到達(dá)最理想。 2.2構(gòu)造分析 2.2.1構(gòu)造布置 本工程由于吊車噸位比擬大，吊車在運(yùn)行中容易引起較大的廠房振動，因此整個廠房的整體穩(wěn)定是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。屋面支撐采用角鋼支撐，屋架上弦與下弦均布置支撐，并且通長設(shè)置縱向屋蓋支撐，與橫向支撐一起組成封閉體系，使廠房整體剛度得到加強(qiáng)；廠房在屋檐、屋脊、轉(zhuǎn)折處以及相應(yīng)位置通長設(shè)置剛性系桿，屋面支撐、系桿布置平面如下圖。 2.2.2設(shè)計(jì)根據(jù) 根據(jù)國家現(xiàn)有有關(guān)建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本工程抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)根本地震加速度值為0.15g，地震分組為第二組，建筑

4、場地類別為類。 主要設(shè)計(jì)荷載為：屋面雪荷載0.4 kN/m2 ，屋面活荷載為0.3 kN/m2，屋面恒荷載為0.30 kN/m2屋面采用輕型彩鋼板，風(fēng)荷載為0.55 kN/m2按50年一遇設(shè)計(jì)，吊車荷載選用招標(biāo)設(shè)計(jì)文件確定。荷載組合按標(biāo)準(zhǔn)確定。主廠房鋼排架柱，鋼框架柱，排架，框架梁，吊車梁，屋面梁、托梁材料為Q345一B鋼；其他非主要受力構(gòu)件材料為Q235一B鋼。 2.2.3計(jì)算結(jié)果 根據(jù)圖集及PKPM的詳細(xì)計(jì)算，得出了相應(yīng)的計(jì)算數(shù)據(jù)，并控制相應(yīng)的應(yīng)力范圍，使材料發(fā)揮最大優(yōu)勢，節(jié)約鋼材。其中主要受力構(gòu)件的應(yīng)力比根本都控制在0.80.9之間，位移比，剛度比，周期比等主要參數(shù)均在控制范圍之內(nèi)。 3

5、 屋面墻面設(shè)計(jì) 4 根底選用分析 本構(gòu)造軸線間隔 現(xiàn)有廠房軸線尺寸為2米，旁邊有公路，及通過本構(gòu)造的內(nèi)通道，整個區(qū)域空間不是很大，不適宜大型設(shè)備的進(jìn)出，因此根底的設(shè)計(jì)方案確實(shí)定非常重要，上部構(gòu)造柱子采用格構(gòu)式，廠房又屬于重型廠房構(gòu)造，那么廠房柱與根底的連接必然為剛接，本構(gòu)造采用插入式。根據(jù)地勘報(bào)告，天然土的承載力缺乏，不適宜做持力層，另外，新建廠房又緊貼已有廠房，在空間上市嚴(yán)重缺乏，如采用預(yù)應(yīng)力混凝土樁，那么壓樁機(jī)器不好進(jìn)入場地，因此決定分別采用直徑600mm和800mm的灌注樁， 5 防高溫處理 5.1現(xiàn)場分析 本廠房的建立目的是為了合理的處理剩余的鐵水，當(dāng)消費(fèi)過程中，在處理鐵水中出現(xiàn)問題時

6、，本廠房也就至關(guān)重要，所以廠房的工作環(huán)境是在溫度極高的鐵水環(huán)境下進(jìn)展，鋼構(gòu)造在高溫下工作，構(gòu)造容易軟化，強(qiáng)度急劇下降，會發(fā)生瞬間傾覆破壞，造成不可挽回?fù)p失，因此鋼構(gòu)造的防高溫處理就顯得非常重要。 現(xiàn)場可以接觸到高溫鐵水的地方有三處：第一處為汽車通道，此處為鐵水包通過處，主要受熱處為鐵水包口的上方；第二處為車間內(nèi)鋼平臺，此處設(shè)置有鋼漏斗，主要用處是將鐵水包中的高溫鐵水引入到魚雷罐中，這里的主要問題就是鐵水的濺射；第三處是魚雷罐經(jīng)過的通道，此處空間比擬小，而且在鐵水進(jìn)入魚雷罐的一段時間里，一直停留在此處，高溫難以擴(kuò)散，會發(fā)生聚集，是處理的關(guān)鍵。 5.2處理措施 第一處：首先我們注意到整個廠房的設(shè)計(jì)

7、就是半敞開式，墻面封閉在+10.000m以上，屋面那么更高，因此整個廠房的設(shè)計(jì)對此處高溫的擴(kuò)散起到了積極作用，而又距整個主要受力鋼構(gòu)造比擬遠(yuǎn)，因此此處并沒有做特殊的防高溫處理。 第三處：平臺下魚雷罐經(jīng)過并停留處，此處為防高溫重點(diǎn)區(qū)，這里做了全面的防護(hù)，上下左右，上面鋼平臺吊頂按照工業(yè)建筑常規(guī)做法，做耐高溫材料噴涂，耐高溫材料吊頂，并與鋼平臺留有足夠平安間隔 。左右的處理，在根底地梁上砌筑耐火磚，并沿柱高每隔四皮磚焊接6拉結(jié)鋼筋，四邊柱子均設(shè)置，在 3.000處設(shè)一道圈梁，圈梁材料選用耐熱混凝土，耐火磚砌至板底，與吊頂形成統(tǒng)一的整體，這樣更有利于發(fā)揮此做法的才能。 6 結(jié)語 在工業(yè)建筑中，鋼構(gòu)造廠房的利用時越來越多，技術(shù)也是越來越成熟，但是在重工業(yè)建筑中，如煉鐵，煉鋼等大型的鋼構(gòu)造建筑的防高溫破壞也就成了這些建筑所不可面對的問題，雖說如今耐高溫材料比擬多，但是卻與耐久性發(fā)生沖突，耐久性好的，耐高溫的效果不理想，耐高溫效果好的，耐久性又達(dá)不到相應(yīng)的技術(shù)要求，這就需要經(jīng)