多層工業(yè)廠房大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

多層工業(yè)廠房大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【摘要】本文以大跨度框架結(jié)構(gòu)概述述為基礎(chǔ)，著重分析了大跨度框架大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，以實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)對(duì)工業(yè)廠房大跨度框架大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行了探討。

工業(yè)廠房；大跨度；框架大跨度框架結(jié)構(gòu)

一、引言

隨著工業(yè)水平的不斷提高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)廠房大跨度框架大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來越高?，F(xiàn)如今，大跨度工業(yè)廠房的大跨度框架結(jié)構(gòu)施工中還存在很多問題，急需解決，因此，我們要加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，不斷進(jìn)行大跨度框架大跨度框架結(jié)構(gòu)施工與安裝技術(shù)的研發(fā)和探討，使工業(yè)廠房大跨度框架大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加適用、可靠與經(jīng)濟(jì)。

二、大跨度框架結(jié)構(gòu)概述

從建筑造型看，為了迎合人們審美要求的提高，大跨度框架結(jié)構(gòu)建筑的造型日趨多變。從大跨度框架結(jié)構(gòu)形式看，大跨大跨度框架結(jié)構(gòu)從比較單一的網(wǎng)架、網(wǎng)殼逐漸發(fā)展至各式組合雜交體系，甚至很多其他領(lǐng)域（如橋梁）的大跨度框架結(jié)構(gòu)形式也移植到大跨大跨度框架結(jié)構(gòu)中來（如深圳萬科中心采用的斜拉橋概念），大跨度框架結(jié)構(gòu)體系呈現(xiàn)出變化多端、不斷創(chuàng)新的格局，這都得益于材質(zhì)量均勻的特點(diǎn)。在有限元技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，大跨度框架結(jié)構(gòu)建筑的性能可比較準(zhǔn)地進(jìn)行分析控制，建筑師天馬行空般的概念設(shè)計(jì)能得以徹底的實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，大跨度及空間大跨度框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)也得到跨越式發(fā)展，先進(jìn)、創(chuàng)新的施工方法層出不窮，不少技術(shù)方案及措施思路巧妙，令人贊嘆。大跨度框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，一般主要包含安裝技術(shù)及卸載技術(shù)（若有臨時(shí)支承）。根據(jù)大跨度框架結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造特點(diǎn)（包括大跨度框架結(jié)構(gòu)形式、剛度分布、支承形式等），在滿足質(zhì)量、安全、進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)效益的前提下，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件和設(shè)備機(jī)具等資源落實(shí)情況等因素綜合確定安裝方案。

三、大跨度框架大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

1、大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法的研究

在保證大跨度框架結(jié)構(gòu)安全的前提下，為了充分發(fā)揮材的作用，更合理的使用材，還應(yīng)該深人研究大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法，使大跨度框架結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的計(jì)算方法更能反映實(shí)際工作情況。有待研究的問題有：壓彎構(gòu)件的彎扭屈曲問題、薄板屈曲后強(qiáng)度的利用問題、大跨度框架結(jié)構(gòu)的塑性設(shè)計(jì)問題、殘余應(yīng)力對(duì)大跨度框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性影響問題及門式剛架輕型大跨度框架結(jié)構(gòu)體系的整體穩(wěn)定和大跨度框架結(jié)構(gòu)的空間工作問題等。

2、與混凝土組合構(gòu)件的研究和應(yīng)用

與混凝土組合構(gòu)件充分利用了材抗拉和混凝土耐壓的特性，且使一個(gè)構(gòu)件多種用途；因此是一種非常合理和經(jīng)濟(jì)的大跨度框架結(jié)構(gòu)，目前在橋梁和房屋樓蓋中已有應(yīng)用。例如，房屋樓蓋中應(yīng)用的梁與筋混凝土板組合大跨度框架結(jié)構(gòu)；用壓型板作為底模，再用抗剪鍵（常用電焊釘）與混凝土板相連而使壓型板與混凝土板成為整體工作的組合板；用于地下建筑大跨度框架結(jié)構(gòu)中的管混凝土大跨度框架結(jié)構(gòu)等。組合構(gòu)件是一種很有發(fā)展前途的構(gòu)件形式，有待進(jìn)一步研究開發(fā)。

3、空間大跨度框架結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用

網(wǎng)架大跨度框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼大跨度框架結(jié)構(gòu)、張拉大跨度框架結(jié)構(gòu)體系等均屬于空間大跨度框架結(jié)構(gòu)，這些新技術(shù)的應(yīng)用，在減輕大跨度框架結(jié)構(gòu)自重、提高大跨度框架結(jié)構(gòu)的承載力，節(jié)約材等方面效果十分明顯。

另外，在普通大跨度框架結(jié)構(gòu)中施加預(yù)應(yīng)力后形成的預(yù)應(yīng)力大跨度框架結(jié)構(gòu)，能增強(qiáng)大跨度框架結(jié)構(gòu)的剛度，提高承載能力，從而節(jié)約材。預(yù)應(yīng)力大跨度框架結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于析架、梁及框架等大跨度框架結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，但目前應(yīng)用較少，有待研究和發(fā)展。

四、工業(yè)廠房大跨度框架大跨度框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝

1、高空散裝法

將大跨度框架結(jié)構(gòu)的全部桿件和節(jié)點(diǎn)（或小拼單元）直接在高空設(shè)計(jì)位置總拼成整體的安裝方法稱為高空散裝法。高空散裝法分為全支架法（即滿堂腳手架）和懸挑法兩種。全支架法多用于散件拼裝，而懸挑法則多用于小拼單元在高空總拼。該施工方法不需大型起重設(shè)備，但現(xiàn)場(chǎng)及高空作業(yè)量大，同時(shí)需要大量的支架材料和設(shè)備。

高空散裝是將小拼單元或散件（單根桿件及單個(gè)節(jié)點(diǎn)）直接在設(shè)計(jì)位置進(jìn)行拼裝的方法，有全支架法和懸挑法兩種。全支架法多用于散件拼裝，而懸挑法則一般用于小拼單元在高空的拼裝。由于小拼單元或散件是在高空進(jìn)行拼裝的，因此在施工過程中無需使用大型的吊裝設(shè)備，但由于高空作業(yè)量大，需要大量的支架材料和設(shè)備。而對(duì)于大懸挑的空間大跨度框架結(jié)構(gòu)，則可以進(jìn)一步減少甚至不用臨時(shí)支撐，就在高空懸拼安裝。

2、分條（分塊）安裝法

分條（分塊）安裝法又稱小片安裝法，是指大跨度框架結(jié)構(gòu)從平面分割成若干條狀或塊狀單元，分別用起重機(jī)械吊裝至高空設(shè)計(jì)位置總拼成整體的安裝方法。該方法適用于分割成條（塊）單元后其剛度和受力改變較小的大跨度框架結(jié)構(gòu)。分條或分塊的大小應(yīng)根據(jù)起重機(jī)的負(fù)荷能力而定。由于條（塊）狀單元大部分在地面焊接、拼裝，高空作業(yè)少，有利于控制質(zhì)量，并可省去大量的拼裝支架。

分條（分塊）安裝是指將大跨度框架結(jié)構(gòu)分成條狀或塊狀單元，然后分別由起重設(shè)備吊裝至高空設(shè)計(jì)位置就位，最后再連成整體的安裝方法。分條或分塊安裝方法中大部分的拼裝和焊接工作是在地面進(jìn)行的，從而可以提高工程質(zhì)量，同時(shí)也可以節(jié)省大部分拼裝支架。該方法適用于分割后的單元具有足夠的剛度并能夠保證自身的幾何尺寸不變的大跨度框架結(jié)構(gòu)施工。

3、整體吊裝法

整體吊裝法是指將大跨度框架結(jié)構(gòu)在地面總拼成整體，用起重設(shè)備將其吊裝至設(shè)計(jì)標(biāo)高并固定的方法。用整體吊裝法安裝空間大跨度框架結(jié)構(gòu)時(shí)，可以就地與柱錯(cuò)位總拼或在場(chǎng)外總拼，此法一般適用于焊接連接網(wǎng)架，因此地面總拼易于保證焊接質(zhì)量和幾何尺寸的準(zhǔn)確性。其缺點(diǎn)是需要大型的起重設(shè)備，且對(duì)停機(jī)點(diǎn)的地耐力要求較高，同時(shí)會(huì)影響土建的施工作業(yè)。

4、整體提升法

整體提升法是將大跨度框架結(jié)構(gòu)在地面整體拼裝后，起重設(shè)備設(shè)于大跨度框架結(jié)構(gòu)上方，通過吊桿將大跨度框架結(jié)構(gòu)提升至設(shè)計(jì)位置的施工方法。這種施工方法利用小機(jī)（如升板機(jī)、液壓滑模千斤頂?shù)龋┤喊惭b大型大跨度框架結(jié)構(gòu)，使吊裝成本降低。其次是提升設(shè)備能力較大，提升時(shí)可將屋面板、防水層、采暖通風(fēng)及電氣設(shè)備等全部在地面施工后，然后再提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高，從而大大節(jié)省施工費(fèi)用。

整體施工方法是將大跨度框架結(jié)構(gòu)在地面整體拼裝后，利用起重設(shè)備逐步把大跨度框架結(jié)構(gòu)安裝至設(shè)計(jì)位置的施工方法，該方法包括整體提升、整體頂升和整體吊裝3種方法。整體提升與整體頂升類似，區(qū)別在于提升設(shè)備的位置不同，前者將起重設(shè)備放置于大跨度框架結(jié)構(gòu)的上方，后者則一般利用支柱作為滑道并將千斤頂安裝在大跨度框架結(jié)構(gòu)的下面。而整體吊裝適用于中小型空間網(wǎng)格大跨度框架結(jié)構(gòu)，大跨度框架結(jié)構(gòu)在地面整體拼裝完成后，用大型起重機(jī)在高空平移或旋轉(zhuǎn)吊裝就位。

五、結(jié)束語

通過對(duì)新時(shí)期下，工業(yè)廠房的大跨度框架結(jié)構(gòu)施工與安裝技的分析，進(jìn)一步明確了大跨度框架結(jié)構(gòu)施工與安裝技術(shù)的方向，為業(yè)廠房的大跨度框架結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助