廠房設計論文范文
時間:2023-04-06 16:38:37
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篇1
關鍵詞:結構改造;粘貼型鋼加固法;粘貼碳纖維加固法
1引言
近年來,我國的建筑發(fā)展迅速,建筑占地與土地資源不足的矛盾也日漸明顯,舊建筑的改造利用就成為當前一種較好的解決方式。在舊建筑的改造建設中,由于受場地、原有建筑功能、層數(shù)的增加、原有結構及新舊規(guī)范等諸多因素的影響,在改造工程的設計中,出現(xiàn)了豎向作用和水平作用增大,導致原有結構構件的承載力不足和結構整體剛度的不均勻。同時,由于新舊構件的材料和強度的不同,新舊構件的連接因此也成為工程改造中的一大關鍵技術。
2工程概況
本工程位于上海市盧灣區(qū),為一機械制造廠,建于80年代中期,原建筑共有四個單體(以下簡稱1#、2#、3#、4#)?,F(xiàn)因甲方需要,將四個單體通過走廊連接為一個商業(yè)使用的整體。2#與3#樓不改變原有建筑的使用功能,主要是1#與4#樓的建筑功能改變較大,其結構也就相應做了較大改造。
1#樓原為多層框架結構廠房(見圖1),其中⑴~⑺軸為四層,層高自下而上分別為8m、5.6m、5.1m、4.5m;⑺~⑽軸為三層,層高分別為13.6m、5.1m、4.5m(其中一層在8.9m處設有一臺10T吊車),原有樓面結構設計活荷載均為12KN/m2?,F(xiàn)根據(jù)建筑功能需要,在⑴~⑺軸4.0m標高處增設一個樓層,在⑺~⑽軸2.95m、8.0m處各增設一個樓層。
4#樓原為單層排架結構廠房(見圖2),建筑高度為20.4m,凈高為18.4m,廠內設有一臺10T吊車,柱間設有兩道支撐。現(xiàn)根據(jù)建筑功能需要,將原有建筑改造成五層辦公樓,層高分別為2.8m、4.3m、4.2m、4.2m、2.8m。根據(jù)原有結構情況,現(xiàn)設計考慮與原有結構脫開,在原有建筑內新建一個四層框架結構。
3基礎結構改造設計
1#樓原設計采用450×450樁基礎,設計承載力較大,經過整體計算之后,新增加夾層后的結構能滿足現(xiàn)有規(guī)范要求,基礎承載力和沉降變形也能滿足現(xiàn)有規(guī)范要求。另外,考慮到原有在1#樓的(1~10)軸外設置了一個室外平臺(平臺下為車庫),根據(jù)建筑的要求,需要將平臺與1#樓進行連接(見圖1)。在進行結構設計時,如果將室外平臺層的梁直接與(1~10)軸處的柱子連接將會對1#樓整體結構產生影響,同時對室外平臺也不利。鑒于此,結構設計是在(1~10)軸處另外增加了一排室外平臺框架柱(立在原有樁基礎承臺上)。經計算,原有樁基礎有較大富余,對原有基礎影響很小,同時又解決了上述矛盾。
4#樓原有基礎采用天然條形基礎,由于在原有建筑內新建一個四層框架結構,如采用天然基礎,則基礎沉降不能滿足現(xiàn)有規(guī)范要求,且對原有基礎會產生很大的影響。根據(jù)施工現(xiàn)場和經濟技術等條件,現(xiàn)設計采用樁筏復合基礎。樁采用靜壓錨桿樁,施工時采用逆做法施工,即待基礎筏板和上部兩層施工完畢后再進行錨桿樁的施工。這樣既能縮短施工工期,又能滿足結構設計要求,為整個工程項目創(chuàng)造了很大的經濟效益。4#樓的筏板采用500mm厚,錨桿樁采用250×250,樁長為20m。平面布置(見圖3)。內部四層框架結構承載力較大,在邊緣處又受原有建筑結構空間的影響,因此,筏板在邊緣處的柱抗沖切難以滿足要求,在設計中增設了筏板的抗沖切鋼筋。
4上部結構改造設計
4.11#樓結構加固處理
1#樓原為一機械加工廠,原設計為框架結構,樓面活荷載均較大(12KN/m2)。經有關檢測單位鑒定,原有結構的柱砼強度等級為C18,原有結構在設計中按照6度設防要求考慮。改造后須作為辦公建筑,現(xiàn)根據(jù)建筑功能布置需要,增設一夾層,同時在12m的跨中不得設置砼柱。依據(jù)現(xiàn)有建筑功能布置,現(xiàn)設計采用了PKPM2006年3月版本的軟件進行了整體計算,經計算分析,原有結構的位移、配筋量、剛度等參數(shù)均能滿足現(xiàn)有改造結構的要求,但是原有結構的構造是按照當時的規(guī)范要求進行設計的,未能滿足現(xiàn)有規(guī)范的要求。主要有以下兩個方面:一是原有柱無箍筋加密區(qū);二是在增設夾層處上下無箍筋加密區(qū)?,F(xiàn)設計綜合經濟和技術多方面的考慮,柱采用了外粘型鋼加固法(見圖4)。這樣既能滿足結構構造要求,同時又能滿足節(jié)約經濟的要求。
在1#樓新增加的夾層處,由于跨度較大(為12m),見圖1,若采用混凝土結構,則梁斷面很大(至少需要1m高的梁),對建筑的凈高會有很大的影響,對原有砼柱的影響也很大,而且與原有砼柱難以連接(植筋數(shù)量很大),原有結構的整體性將受到很大影響。現(xiàn)設計采用了鋼梁與壓型鋼板-現(xiàn)澆混凝土樓板組合結構,鋼梁與原有柱采用鉸接連接。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定,與原有混凝土柱采用后錨固連接時,其混凝土強度等級必須高于C20(原砼經鑒定為C18)。鑒于此實際情況,鋼梁與原有柱連接采用了增設砼牛腿,同時在牛腿及其上下各800mm處采用粘鋼加固,以增強其抗震變形能力(見圖5)。
牛腿設計在本工程的設計中也是一個不容忽視的。在設計中,考慮到牛腿處水平方向受力相當于一個懸臂構件的受力,在牛腿處的水平植筋就必須保證能達到23d(一般情況下為15d)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,植筋要滿足達到23d是有一定困難。綜合各方面的因素,在設計此牛腿時,我們采用了以下處理方案:一方面,對于規(guī)范[2]中牛腿的裂縫控制要求,采用了如下公式進行計算,
能滿足規(guī)范對牛腿的裂縫控制要求,同時,由豎向力所引起的局部壓應力也小于;
另一方面,對于牛腿的配筋強度要求,考慮到植筋不一定能充分達到預期設計要求,從安全的角度出發(fā),在設計中,牛腿的縱向受力完全由粘貼的鋼板來承受,其計算公式仍能采用根據(jù)力矩平衡條件[3]推導的公式進行計算,即
,經計算,能滿足結構計算要求。
4.24#樓結構加固處理
4#樓由于建筑立面的要求,原有結構為排架結構,原有設計的柱間支撐對建筑立面的門窗產生了影響。若直接拆除柱間支撐,則原有結構就成為不穩(wěn)定結構體系?,F(xiàn)設計考慮到原有結構荷載減少較多(吊車取消),縱向荷載主要就是風荷載和本身自重產生的地震作用,現(xiàn)設計將在維護結構中采用了框架結構體系,使原有結構形成一個框排架體系,這樣既能使原有結構形成一個穩(wěn)定體系,又能增強結構的抗震變形能力(見圖2)。在內部新增的框架結構是作為一個新建建筑物來考慮,新建的部分與原有結構之間設置了變形縫。經采用PKPM2006年3月版本的軟件進行了整體計算,現(xiàn)設計的框排架結構均能滿足現(xiàn)有建筑結構規(guī)范要求??紤]到原有結構設計只是按照6度設防要求計算,現(xiàn)設計采用了粘貼碳纖維加固法對原有柱進行了加固。
5結束語
5.1建筑物的加固設計應與建筑物的抗震鑒定、抗震加固、強度加固相結合,施工時應先加固后加層。
5.2建筑物的結構加固應結合建筑物的使用功能要求,綜合分析各種加固方法的經濟性,而后采取相應的加固方法。
5.3在對原有建筑物進行加固時,應充分考慮不同材料的連接節(jié)點處理,并采用合適的結構處理方法進行計算,以保證整個結構的安全。
5.4在對原有建筑物進行加固前,應從結構概念角度把握整體結構的穩(wěn)定、強度等,然后采用相應的加固方法并應用結構軟件進行分析,之后再進行相應的處理。
參考文獻:
[1]混凝土結構加固設計規(guī)范.GB50367-2006.
篇2
工業(yè)廠房和民用建筑不一樣,工業(yè)廠房的制冷和采暖負荷計算比較復雜,我們應該按照相關的暖通空調設計規(guī)范來確定出設計溫度的范圍。一般來說,工業(yè)廠房設計的溫度范圍應該控制在12~15℃間。采暖的溫度可以設計在14~16℃之間。在設計廠房空調的溫度時則可以設計在26℃到27℃之間。據(jù)此,我們可以發(fā)現(xiàn),設計的溫度差其實不大,但有的設計者卻誤以為工業(yè)廠房的建筑冷暖負荷的變化是有限的,因此在計算暖通空調負荷時和一般的民用住宅沒有顯著的區(qū)別,這種論斷是不合理、不科學的。其實,類別不同的工業(yè)廠房或是車間,其負荷的組成或是大小可以是千變萬化的。有的廠房其新風負荷能夠占總負荷的一半多,有的廠房則需要常年進行熱加工方面的處理,另外還有的廠房因為內部的勞動強度比較大,員工的分布比較密集,從而發(fā)熱能量持續(xù)上升,所以導致空調冷、濕負荷的比例一直都很高。據(jù)此可以看出,依據(jù)實際情況進行科學的負荷計算,并且合理控制廠房的暖通空調設計的溫度,這樣才能減排、高效、節(jié)能的生產,才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求。
2設計工業(yè)廠房暖通空調時關于冷熱源的選擇
廠房類的建筑大多安排在工業(yè)區(qū)的范圍內,通常是廠區(qū)的鍋爐房來提供蒸汽。當工業(yè)廠區(qū)只需使用采暖用熱或只有采暖用熱時,最好把高溫的熱水當做熱媒。然而,當廠區(qū)的供熱主要是工用蒸汽時,在不違反技術、節(jié)能和衛(wèi)生要求的情況下,可以用蒸汽當做熱媒。一般來說,廠房類建筑是不可以采用電來采暖的,因為工業(yè)方面的用電價格就會相對較高,就算是民用的建筑,只要沒有其地方供電部門給出的優(yōu)惠,運行價格都會偏高。若是廠區(qū)沒有熱水、熱源或是蒸汽,一些車間只要沒有易燃危險的存在,都可以利用燃氣的輻射來采暖,這也算是一種相對經濟的方式。至于冷源方面的選擇,也要結合所在廠區(qū)實際的情況,把投資減少到最低并且提高能源的利用率。當然,在非嚴寒的地區(qū),也可使用VRV制冷機組或者使用溴化鋰吸收的制冷機組,夏季時可以制冷,冬季時可以制熱。
3關于廠房大門空氣幕的設置
工業(yè)廠房大門大多是長期敞開的大門,特別容易造成冷風的侵入。若工業(yè)廠房在嚴寒地區(qū),那就應該在大門的上方安裝好空氣幕。但有些設計師為了簡單省事,把大門的空氣幕和暖氣片連在一起,這種做法是錯誤的,而且沒有遵守《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(GB50019-2003)里相關的規(guī)定。廠房里主要出入口的大門都比較高,也很大,對貫流式的空氣幕來說,送風的距離無法來滿足其的使用要求,因此應該使用離心式的空氣幕。面對超大出入口的時候,應該使用裝配式的熱空氣幕,當裝配式的熱空氣幕裝在大門上方時,形成了一道熱風幕,阻擋了廠房外冷空氣的侵入,維持了廠房內所需要的溫度。
4工業(yè)廠房暖通空調的方式選擇方面
4.1廠房內有關車間通風的設計
車間內通風設計應按照工種類別、流程轉換、廠房布置的變化做出合理的設計,不應該局限于控制通風的方式。若是同一工種的車間,我們可以用全室通風的方式,但若是不同工種車間,則可以根據(jù)其的散熱量情況以及污染情況的不同,進一步做排風和除塵等工作的處理,以便縮小由于通風導致的污染蔓延的范圍。有些廠房的散熱量比較低,我們可以選擇在屋頂上安裝與自然采光和通風相關的裝置,利用熱流上升的作用,以致于不需要消耗動力就可以散風排熱。另外,我們還應該滿足工業(yè)廠房的除煙和除塵方面的要求。尤其對一些類似化工車間和焊接車間的可能存在有害氣體的廠房,設計者要尤其注意。
4.2廠房內散熱器的配置
在實踐過程中,我們要科學的選擇散熱器。對于負荷較大的廠房可以利用鋼制的翅片散熱器,因為這種散熱器作用面積比較大,可以滿足車間的熱需求量。但是,若此種散熱器仍然不能滿足車間的負荷要求,則可以增加一定量的暖風機裝置,以便更好的進行補熱。當然,對于粉塵量比較多的車間里,由于此種散熱器擁有的結構很復雜,容易大量藏積粉塵,然后導致散熱的效能降低。所以,我們可用鋼柱式的散熱器,從而在節(jié)能的同時,優(yōu)化了熱量的供應效果。一般而言,工業(yè)廠房的車間占地面積或所占空間都比較大,因此,將全廠房都進行加熱的做法是不合理的,這種選擇只會造成大量能源被消耗的結果。
5結束語
篇3
本橋主墩最小墩高約20m,最大墩高不超過30m,主墩抗推剛度較大,兼之單主跨達180m,屬國內外均罕見的鐵路長聯(lián)大跨結構。若采用連續(xù)剛構方案,則收縮徐變及溫度荷載產生的次內力過大,結構受力嚴重不合理,故本方案比選主要針對連續(xù)梁體系和連續(xù)+剛構組合體系進行深入研究,進而確定本橋合理的結構體系。
1.1連續(xù)梁方案設計研究
鑒于本橋主墩較矮,從加強橋墩防撞,增加橋墩整體抗推剛度及降低施工難度等角度考慮,主橋橋墩統(tǒng)一采用大尺寸實心墩較為合理。故連續(xù)梁方案的研究重點是梁高及梁寬的合理性問題。
1.1.1不同梁高設計比選此次方案比選是基于梁頂寬8.5m,箱寬7.0m保持不變的基礎上進行的,相應的細部尺寸(頂板厚65cm,底板厚0.55m~1.2m,腹板厚0.6m~1.2m)及縱向預應力配置等亦保持不變,僅通過有規(guī)律的改變梁高進行相關研究。本次計算主要采用midas/civil2011進行計算分析,因附加力的作用對連續(xù)梁結構的內力影響較小,鑒于篇幅所限,表1僅列出梁部在主力組合作用下的主要計算結果。由表1數(shù)據(jù)可知,梁高的變化對正截面抗彎強度的影響較大,對梁體剛度有一定的影響,對其斜截面抗剪,正截面抗裂,斜截面抗裂及橫向自振周期四項指標的影響不是很明顯。梁體受力的最不利位置均位于主跨跨中。本著降低恒載,節(jié)約造價考慮,可選擇梁高較小的方案4進行進一步研究分析。
1.1.2不同梁寬設計比選本方案研究依據(jù)上述梁高變化研究成果,在梁高由跨中7.2m按二次拋物線漸變至支點梁高13.4m保持不變的基礎上重點考察梁體箱寬變化對結構的造成的相關影響。表2為不同梁寬變化的結構主要計算結果。由表2的數(shù)據(jù),梁頂寬保持8.5m不變,梁底寬的變化,對正截面抗彎、正截面抗裂、橫向剛度及橫向自振周期影響很大,對梁體的豎向剛度有一定的影響,對斜截面抗剪和斜截面抗裂這兩個指標的影響不大,而且,箱寬越大,受力越有利;梁底寬保持6.5m不變,梁頂寬的變化,對正截面抗彎、豎向剛度、橫向剛度這個指標的影響很大,對梁體的橫向自振周期有一定的影響,對正截面抗裂、斜截面抗裂和斜截面抗剪這三個指標的影響不大。梁頂寬度越小,對正截面抗彎有利,但對梁體整體剛度及橫向自振周期不利。梁體受力的最不利位置均位于主跨跨中。因本橋主橋屬典型的單線長聯(lián)大跨結構,結構在車橋耦合及地震力作用下的動力特性顯著,對橫向剛度要求較高,故梁頂寬及箱寬均不宜過窄,并結合梁體縱向預應力布置構造要求,綜合考慮后梁體結構頂寬取8.5m,箱寬取7.5m較為合適。綜合上述研究分析,本連續(xù)梁方案梁部結構較合理的構造尺寸為箱梁采用二次拋物線變高截面,單箱單室,邊墩及跨中處梁高7.2m,主墩處梁高13.4m,頂板厚0.65m,頂板寬8.5m;底板厚由0.55m按二次拋物線漸變至1.2m,底板寬7.5m;腹板采用豎直腹板,厚度由0.6m線性變化至1.2m。連續(xù)梁方案立面布置如圖1所示。
1.2連續(xù)+剛構組合體系方案設計研究
本方案采用通航主孔兩側墩梁固結,其余主墩頂設縱向活動支座的結構體系。由于墩高受限,使得墩體受力成為橋梁設計的主要控制因素之一。本次研究的側重點在于墩體受力。本方案計算分析時梁部結構采用連續(xù)梁方案分析研究得出的推薦結構尺寸,橋墩采用C40砼,受力主筋采用2根一束Φ32@10cm的HRB400普通鋼筋,表3為剛構墩的主要計算結果。通過上述計算結果可以看出,該橋若采用連續(xù)+剛構組合結構,雙肢薄壁墩比薄壁空心單墩受力相對有利,但無論采取那種橋墩形式,橋墩受力均嚴重不合理,截面檢算不滿足規(guī)范要求,究其原因,主要是由于剛構墩高度過矮(42號墩最大墩高28m,43號墩最大墩高22m),橋墩抗推剛度較大,采用墩梁固結的結構形式造成橋墩結構的墩頂與墩底附加彎矩過大,造成墩身難以通過相關檢算,故該方案不可行。
2結論
(1)單線鐵路長聯(lián)大跨結構應根據(jù)工程實際對橋式方案進行深入分析,在此基礎上確定經濟合理的設計方案。
(2)長聯(lián)大跨結構因收縮徐變及溫度作用下對結構產生的效應突出,控制結構設計,應特別注意。
(3)該結構應采用變高度梁,梁高取值宜滿足以下條件:邊支點和跨中高跨比一般可取1/22~1/25,中支點處高跨比一般為1/12~1/14;梁寬可根據(jù)計算及預應力構造優(yōu)化確定,但不宜過窄,以適應結構的整體受力要求。
篇4
關鍵詞:消防用水量小型滅火器安全閥充水保養(yǎng)真空泵
×××××船廠搬遷至××市××鎮(zhèn)濱江村,新址呈南北窄,東西長的長方形地塊,廠區(qū)東西側各有公路通過,西臨德勝河,占地80877平方米(121.31畝),本次規(guī)劃建筑面積約31000平方米。廠區(qū)由生產區(qū)、辦公區(qū),集中綠化區(qū)。預留發(fā)展用地組成,生產區(qū)包括主廠房、金工車間、化工車間、化工庫、倉庫、油庫、樣臺、空壓泵站、消防與雨水合用泵房、配電間,其中化工車間、化工庫、倉庫、油庫組成一個化工區(qū),周圍用圍墻與其他建筑分開。辦公區(qū)包括綜合樓。
消防設計要點:
一、生產場所的火災危險性分類
序號
名稱
火災危險性介質
火災危險性分類
建筑物耐火等級
1
主廠房
手糊車間
苯乙烯等極少量氣體
丙類
一級
船模棚
丁類
二級
總裝車間
丁類
二級
配料間
苯乙烯
乙類
一級
輔房
戊類
二級
2
金工車間
丁類
三級
3
化工車間
二元醇、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、苯乙烯
乙類
一、二級
4
化工庫
同上
乙類
一、二級
5
倉庫
戊類
一、二級
6
油庫
0#柴油、90#汽油
甲類
一、二級
7
樣臺
木材
丙類
一、二級
8
空壓泵站
戊類
一、二級
9
消防、雨水泵房
戊類
一、二級
10
綜合樓
戊類
一、二級
11
配電間
戊類
一、二級
二、消防用水量
序號
名稱
體積(m3)
建筑物耐火等級
火災危險性分類
單位消防用水量(m3)
火災延續(xù)時間t(h)
單個建筑物消防總用水量(m3)
Q外+Q內=Q總
Q總×3.6×t
1
主廠房
手糊車間
16446
一級
丙類
25+10=35
2
252
船模棚
9590
二級
丁類
15+5=20
2
144
總裝車間
106920
二級
丁類
20+10=30
2
216
配料間
698
一級
乙類
10+5=15
2
108
輔房
9979
二級
戊類
20+5=25
2
180
2
金工車間
19635
三級
丁類
20+10=30
2
288
3
化工車間
3477
一、二級
乙類
20+5=25
2
180
4
化工庫
1300.5
一、二級
乙類
10+5=15
3
162
5
倉庫
2873
一、二級
戊類
10+5=15
2
108
6
樣臺
208
一、二級
丙類
25+5=30
2
216
7
綜合樓
25215
一、二級
戊類
25+15=40
2
288
故廠區(qū)消防用水量最大的單體為綜合樓,為40L/s(144m3/h)。
消防總用水量為144×2=288m3。
三、消防設施
1.廠區(qū)道路設置環(huán)形消防通道,最小寬度為5米,能滿足消防車道的要求。
2.消防系統(tǒng)由消防水池、消防泵房、消防管網(wǎng)、室內外消火栓組成,同時配備一定數(shù)量的小型滅火裝置。
3.消防泵房內設有IS125-80-250型消防水泵兩臺(一用一備),其流量為Q=160m3/h,揚程h=80m,可滿足廠區(qū)室內外消防要求。
4.根據(jù)甲方提供船塢水文資料,船塢最高水位5.61m(吳淞標高),船塢最低水位2.3m,最低水位時可保持水深2m。船塢面積為3480m2,當其為最低水位時,水池容積為6960m3,可滿足消防總用水量的要求。因此,在對船塢設置格柵、格網(wǎng)以及消防取水口后,船塢用作消防水池。
5.廠區(qū)室外消防給水管采用DN150球墨給水鑄鐵管,形成環(huán)狀管網(wǎng)。
6.室外均布11只SS100-10型地上式室外消火栓。
7.室內消火栓的布置:
主廠房設SNS65型消火栓23只,金工車間設SNS65型消火栓12只,綜合樓設SNS65型消火栓21只,樣臺設SNS65型消火栓5只,倉庫設SNS65型消火栓3只,化工庫設SNS65型消火栓3只。
四、小型滅火器的配置
序號
名稱
滅火等級
層數(shù)
面積(m2)
滅火器規(guī)格
單層數(shù)量
總量(只)
1
主廠房
手糊車間
B類嚴重危險級
一層
1728
MFZ8
14
46
船模棚
A類中危險級
一層
1296
MFZ8
6
總裝車間
A類輕危險級
一層
8910
MFZ8
24
配料間
B類嚴重危險級
一層
108
MFZ8
2
輔房
A類輕危險級
一層
1728
MFZ8
4
2
金工車間
A類輕危險級
車間一層
1890
MFZ4
9
13
輔房二層
271.6
MFZ4
2
3
化工車間
B類嚴重危險級
一層
460
MFZ8
6
10
二層
216
MFZ8
2
三層
174
MFZ8
2
4
化工庫
B類嚴重危險級
一層
289
MFZ8
4
4
5
倉庫
B類嚴重危險級
相同二層
192
MFZ4
4
8
6
油庫
B類嚴重危險級
一層
76.4
MFZ4
2
2
7
樣臺
A類輕危險級
相同二層
1022.4
MFZ8
4
8
8
空壓泵站
帶電輕危險級
一層
48
MFZ4
2
2
9
消防泵房
帶電輕危險級
一層
80
MFZ4
2
2
10
綜合樓
A類輕危險級
一~四層
1422
MFZ4
8
40
五層
752
MFZ4
4
六層
752
MFZ4
4
11
配電間
帶電中危險級
一層
152.9
MFZ4
2
2
注:以上均為手提式磷酸銨鹽干粉滅火器
總結和思考
(I)關于自吸式引水問題
××××××船廠新廠區(qū)所處位置,場地標高為3.4m(青島標高),呈低洼地帶。廠區(qū)污水需要經無動力生活污水處理裝置處理后,排入廠區(qū)雨水管網(wǎng),再經雨水泵提升后,才能排入船塢。因此,考慮節(jié)約甲方投資,本設計將消防泵房和雨水泵房合用,將泵房底層用作雨水泵房,上層用作消防泵房,并利用兩臺SZG-8水環(huán)式真空泵,在消防水泵IS125-80-250的吸水管上抽成真空吸水。現(xiàn)場調試結果,該真空泵能保證在收到失火指令,人工開泵的2min內,將消防主泵吸水管抽成真空,使消防主泵有壓供水。并在供水后的5min后自動停泵。
《建規(guī)》第8.8.2條,消防水泵宜采用自灌式引水。而在補充說明中提到,若采用自灌式引水有困難時,應有可靠迅速的充水設備。實踐證明,采用真空泵自吸式引水,也不失一個設計手段。
(II)關于安全閥的設置
考慮到消火栓未開啟的狀態(tài)下,消防泵可能誤動作;或是失火初期只有少量消火栓開啟,流量為零或很小時,都會出現(xiàn)高揚程的情況,造成系統(tǒng)超壓,導致管道破損。本設計在消防水泵的出水管上設計有平衡錘安全閥,安全閥調定制設定在0.8Mpa,超壓后自動將出水排入船塢。
(III)關于管道充水保養(yǎng)的問題
船廠最高的單體建筑為綜合樓,屋頂設有39m3生活和消防共用水箱,其中9m3為10min的消防水箱,因此,可理解為10min的常低壓系統(tǒng)。廠區(qū)室外消防管網(wǎng)確因為綜合樓室內水泵接合器的作用,使得整個管網(wǎng)成為臨時高壓系統(tǒng)。管網(wǎng)只有在年檢試泵的情況下,才有可能充滿水。
本設計從高位水箱的出水管上引出一根DN25的小管,接入室外消防管網(wǎng),使得整個管網(wǎng)始終保持0.25MPa的低壓,這樣對于管道的防腐保養(yǎng)以及人為破害都有預警作用,而水箱的補水管管徑為DN80,不會因為管道破損或是滅火,而減少10min的滅火用水量。
參考文獻
1建筑設計防火規(guī)范GBJ16-87(2001年版)
篇5
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;常見問題
1.房屋建筑在地基和基礎方面的設計
設計前,建設單位都會請地質勘察單位做周詳?shù)牡刭|勘察工作,而住宅單體少或是獨棟住宅都會給工程設計提供比較精確的勘察技術資料,但成片住宅或是多層住宅通常會因地勘費用存在問題而無法提供較為準確的勘察技術資料。由于地勘單位做探點時未按規(guī)定進行布置,成片住宅區(qū)僅參考同一個探點,導致地勘得出報告和實際地質情況存在較大差異。設計人員只有憑借精確、周詳?shù)牡刭|勘察資料,才能保證地基設計和基礎設計的安全、可靠、適用與合理。在設計混凝土條形基礎、獨立基礎和閥板基礎的結構與節(jié)點時,無法明確所要運用的技術參數(shù),例如搭接長度與錨固長度就無法確定是應該使用抗震性能的還是使用非抗震性能的,導致實際操作階段出現(xiàn)扯皮情況。
2.構造柱當作承重柱使用
房屋建筑屬于磚混結構時,構造柱不僅可以提升墻體抗剪強度,還可以使構造柱連接圈梁形成一種對砌體的限制,這對抑制墻體裂縫發(fā)展,確保墻體完整,強化結構抗震性能來說有著極為重要的作用?,F(xiàn)階段在設計房屋結構時經常把構造柱當作是承重柱使用,該情況會造成以下幾點問題的產生。
(1)因磚砌體與混凝土在材質方面具有互不相同的彈性模量,所以在變形相同時構造柱會承載較大的壓力,相對的磚砌體所承載壓力就會逐漸減小,若突發(fā)地震狀況,構造柱就會受到破壞,導致整個房屋結構受到嚴重威脅,甚至會發(fā)生坍塌現(xiàn)象。
(2)構造柱通常設置在地圈梁中,并未另做基礎,主要是為了能夠與墻柱互相配合工作。把構造柱作為承重柱運用時,必定無法滿足柱底基礎對局部承壓強度、抗沖切以及抗彎等要求。由于柱底基礎極易因局部承壓或是沖切而產生裂縫,所以一般建議按照承重柱來設計處于承重大梁下的各種柱子,依據(jù)承重柱做基礎驗算設計以及受力計算設計。
3.房屋建筑在設計承重柱的截面高度上過小
對房屋承重柱的截面高度進行設計時往往會發(fā)生過小情況,這一現(xiàn)象大多出現(xiàn)在六度抗震設防地區(qū)。部分結構設計會把六度設防錯誤地理解成不設防,設計時故意將承重柱的具體截面高度變成比有關規(guī)定還要小的高度,加大了梁柱的相應線剛度比,方便分析實際受力情況。將梁慢慢簡化成簡支梁,承重柱則根據(jù)軸心受壓情況進行計算,該做法雖然便于分析實際結構受力,但也給房屋建筑結構帶來了極大的安全隱患。該做法的施行疏忽了梁柱節(jié)點固有的剛結作用,加上柱截面具體配筋比較小,所以結構在受力后,承重柱必定無法滿足其頂端零件所需的抗彎強度,致使柱子在梁底周圍就產生一條或是多條的水平裂縫,形成塑性鉸。這不僅會直接影響到房屋的使用壽命,還會使居民產生恐懼心理,如果發(fā)生地震災害,那么塑性鉸就會受到毀壞,最終導致房屋坍塌。
4.房屋懸挑梁的實際梁高采用過小
設計者一般只注重驗算懸挑梁的抗傾覆與強度,并不重視驗算梁端的具體撓度。懸挑梁的實際梁高采用過小,極易增加梁截面在對應受壓區(qū)域的應力,使梁截面相應受壓區(qū)域出現(xiàn)非線性徐變,那么梁撓度就會隨著時間的不斷推移而逐漸增大。因挑梁變形而導致梁板產生裂縫,即挑梁變形越大,裂縫寬度就越寬,對房屋使用造成了一定的影響。而挑梁變形逐步發(fā)展至后期,就會使梁支座周圍上部受拉地區(qū)發(fā)生豎向裂縫,然后在四周彎剪相互作用的影響下,該豎向裂縫會逐漸向下延伸形成斜裂縫,提示梁與毀壞已相距不遠。
5.房屋連續(xù)梁根據(jù)單梁實施設計
在設計房屋連續(xù)梁時往往會依照單梁實行設計,該現(xiàn)象大多發(fā)生于陽臺主梁與邊梁兩者之間的墻體連梁設計中。因為邊梁不具備較大的荷載,所以設計者不會對該部分予以高度重視,為了方便分析實際受力情況,設計者在設計連續(xù)梁時會按照單梁實施設計,導致梁位于支座上部就已不斷減少負筋配置量,使得梁在支座周圍上部受拉地區(qū)產生豎向裂縫,通過一段時間的發(fā)展變化,最終致使梁上部墻體和攔板等諸多圍護結構發(fā)生豎向裂縫。若該邊梁具有較長的長度,那么將會逐漸加大支座處的具體負彎矩,使得問題變得越來越嚴重。
6.房屋樓板的設計
在房屋建筑工程中,板屬于最重要的承重構件之一,其可以把屋面與樓面存在的荷載轉移到與之相應的梁與墻上,如果樓板設計存在問題,那么就一定會影響到梁、柱、墻等主要構件的可靠性及安全性。一旦沒有全方位考慮好整個樓板的設計,極易產生不同程度的設計質量問題,嚴重的甚至會形成質量安全隱患。設計樓板時常會出現(xiàn)以下幾個方面的問題。
(1)在實施設計過程中,為了便于計算,加上沒有充分認識到板的實際受力狀態(tài),設計者一般只是很簡單地把雙向板依照單向板實施計算,并沒有了解到長向與短向會受荷載影響而產生的變形配合問題,以至于計算假定結果和實際受力情況出現(xiàn)較大的差異,致使長方向發(fā)生過大配筋,而短方向卻只依據(jù)結構配筋,形成配筋嚴重欠缺,最終導致板產生裂縫。
(2)現(xiàn)澆混凝土樓板通常屬于非抗震構件,在沒有地震影響時會出現(xiàn)彎矩,所以板處于支座周圍上部的鋼筋錨固時要應用沒有抗震性能的錨固長度,而下部鋼筋則根據(jù)剪壓區(qū)域的錨固系數(shù)進行取值,但如今大多數(shù)房屋建筑在設計過程中不會著重強調該點,只是粗略地概括提出,在實際建設過程中并沒有做好該項工作。因此,設計者要在制圖與技術交底時著重提出,使之能夠做到貫徹落實。
(3)雙向板對高度進行取值時過大。處于兩個方面的雙向板均會出現(xiàn)彎矩情況,也就是說雙向板在跨中正彎矩鋼筋時屬于縱橫疊放,那么處于短跨方向中跨中鋼筋要置于下方,處于長跨方向中的跨中鋼筋高放置在短跨鋼筋的上方,實施計算過程中要運用兩個方向的單獨高度。部分設計者為了便于計算,加上沒有充分認識到板的實際受力狀態(tài),通常取值時會取相同高度做配筋計算,導致長跨的高度取值和具體受力情況存在較大的差異,以至于結構構件產生嚴重的質量安全隱患問題,甚至出現(xiàn)裂縫情況。
7.結束語
房屋建筑的結構設計是一項全面而又系統(tǒng)的工作,作為房屋建筑結構的設計者,應具備專業(yè)性理論知識、創(chuàng)新精神、靈活邏輯思維以及良好的工作態(tài)度。設計者應在全方位了解和掌握規(guī)范的前提下,仔細做好相應的細節(jié)工作,將所學的理論知識充分體現(xiàn)在設計過程中,并深入探討在設計方面存在的問題,以加強自身的設計能力,使建筑設計實現(xiàn)合理、安全、經濟、適用的結構形式。
參考文獻:
篇6
關鍵詞:框排架結構,柱計算長度,初參數(shù)法
在工業(yè)廠房中經常遇見帶平臺的工業(yè)廠房,常見于輕工業(yè)廠房及火力發(fā)電廠主廠房,此類結構的基本特征為上部為帶吊車的排架結構,下部平臺為框架結構,常稱為框排架結構,其結構基本形式圖1,圖2所示。論文寫作,初參數(shù)法。
圖1 橫向框架布置圖
圖2 柱網(wǎng)布置圖
設計此類結構時,對于結構縱向,結構的基本形式是框架結構,按常規(guī)框架計算方法即可實現(xiàn),而對于結構橫向,結構形式為框架和排架兩種結構形式的組合,設計時問題就比較復雜,需進行仔細考慮,下文主要就橫向框架的計算進行說明。
1.橫向框架內力計算
本文按以下簡圖(圖3,圖4)進行說明,H1,H2為下部框架的層高,H3為上部排架的下柱的高度,H4為上部排架的上柱高度,本文中把兩個邊柱稱為排架柱,內部柱稱為框架柱,實際工程中,有平臺梁和排架柱剛接和鉸接兩種情況,所以給出兩種情況下的簡圖。
圖3 計算簡圖一圖4 計算簡圖二
各種荷載的取值在規(guī)范中有比較明確的說明,對于一般設計人員不存在問題,按照彈性方法計算內力,現(xiàn)在的計算機普及,常規(guī)設計軟件也都可以比較準確的實現(xiàn)。
有了內力計算配筋時,對于排架和框架,梁配筋的計算一致的,而混凝土結構柱的設計現(xiàn)在都基本都習慣再按η-l0法計算,η-l0法在計算時需要設計人員確定各段柱計算長度。混凝土規(guī)范明確給出了排架結構和框架結構中柱計算長度的確定方法,兩種結構為不同的方法,對于排架和框架組合在一起的結構形式規(guī)范則沒有給出確定方法,所以計算長度的設計就成為框排架結構設計的關鍵。論文寫作,初參數(shù)法。論文寫作,初參數(shù)法。
2.排架柱計算長度確定
內部框架柱,由于結構形式為規(guī)則的框架結構,計算長度按照混凝土結構設計規(guī)范《GB50010-2002》的7.3.11條有關框架柱的規(guī)定確定取值即可,下面主要說明兩邊排架柱的計算長度確定,按梁和柱兩種不同的連接方式分別進行說明(圖3,圖4)。論文寫作,初參數(shù)法。
2.1平臺梁與排架柱剛接,簡圖一(圖3)
此時排架柱的H1和H2段,可以認為是底部框架的一部分,可依照混凝土結構設計規(guī)范7.3.11條有關框架柱規(guī)定進行取值。
對于上部排架,混凝土結構設計規(guī)范《GB50010-2002》僅規(guī)定了單層廠房排架柱的計算長度,對于本文所討論的排架柱在使用條件上顯然不合適,文獻4中對框排架結構,按初參數(shù)法對上部排架柱的計算長度進行了計算,最終分析結果建議上柱取3.0,下柱可取2.0。論文寫作,初參數(shù)法。論文寫作,初參數(shù)法。在參考文獻3中,對于初參數(shù)法,進一步分析,修正了初參數(shù)法在理論上的缺陷,認為按原初參數(shù)法計算的柱的計算長度上柱偏大,綜合這兩篇文獻,設計時建議下柱取2.0,上柱取2.0,排架柱的各段具體計算長度見表1。
篇7
關鍵詞:工業(yè)廠房;方向;設計;趨勢
長期以來,工業(yè)廠房設計被廣大建筑師忽略,導致了不少缺乏系統(tǒng)考慮的工業(yè)廠房對城市、社會環(huán)境帶來破壞。隨著人類社會步入信息化時代,工業(yè)廠房也發(fā)生了巨大的變革。研究現(xiàn)代工業(yè)廠房的發(fā)展趨勢,是一個十分重要而且不可回避的問題。工業(yè)廠房是為生產產品提供工作空間場所的建筑物,是為滿足生產活動需要的建筑類型,所以工業(yè)廠房的設計本質是在創(chuàng)造一個生產和生存空間。我們應當從工業(yè)廠房的生產空間及生存空間的發(fā)展中尋找規(guī)律,把握工業(yè)廠房的時代脈搏。
一、工業(yè)廠房發(fā)展方向
1.隨著我國經濟的高速發(fā)展,城市化進程不斷加速和產業(yè)結構、社會生活方式的變化,工業(yè)生產正以勞動力密集型向技術密集型轉化。這對工業(yè)廠房設計迎來了新的發(fā)展時期。一個個造型活潑生動的、潔凈優(yōu)美的現(xiàn)代化工廠在祖國的工地上展現(xiàn)出來。業(yè)主為創(chuàng)造自己的品牌、樹立企業(yè)的形象、加大對生產空間及生存空問的人性化投入,在工業(yè)廠房設計中更加考慮了人的需求,這不僅體現(xiàn)在人們對生活物質的需求,更體現(xiàn)在人們的精神世界對美的渴望、對理想的追求、對事業(yè)的進取,這些都是可以通過工業(yè)廠房體現(xiàn)出來的。
2.隨著社會的發(fā)展和科技的進步,工業(yè)廠房設計從以往的以生產設備為中心朝著以人為本的方向發(fā)展,人的因素在建筑中越來越重要,工業(yè)廠房的人性化設計要求建筑師摒棄只重生產工藝的需求,輕人得行為和心理需求的傾向,注重人對空間環(huán)境的體驗和感受,創(chuàng)造方便、安全、健康和舒適的工作空間,使工業(yè)廠房空間環(huán)境與人相融合,創(chuàng)造讓人產生歸屬感和親切感的良好生活環(huán)境,最終達到提高員工的生活質量及工作效率的目的。
(1)自然環(huán)境的引入與滲透。
在工業(yè)廠房的內部空間環(huán)境中,應重視開放空間的創(chuàng)建,使內部空間與自然環(huán)境相互交流和滲透。通過設置一些自然景點,觀景窗、觀景臺、內庭園以及落地窗等措施加強人與自然的聯(lián)系。此外,引進自然改善內部生產環(huán)境還可以借鑒我國傳統(tǒng)園林的一些設計手法如;滲透、借景、對景等。
(2)工業(yè)廠房外部空間的和諧統(tǒng)一。
在工業(yè)廠房的外部空間環(huán)境設計中,應結合環(huán)境要素和內在的生產工藝,綜合考慮建筑空間布置、群體組合、突出項目自身的功能空間及環(huán)境要素特質,以統(tǒng)一的空間建構、色彩構成等處理手法來強化其自身風格的整體性,增強工業(yè)廠房外部空間環(huán)境的可識別性和親和力。
3.工業(yè)廠房是為生產產品提供工作空間場所的建筑物。設計人員在設計工業(yè)廠房時應該根據(jù)實際任務書和工藝設計人員提供的生產工藝資料,提煉出建筑專業(yè)的設計信息:平面形狀、柱網(wǎng)尺寸、剖面形式、建筑體型,選擇合理的結構方案和圍護結構的類型,以及細部構造設計,協(xié)調建筑結構、給排水、電氣、暖通等工種,認真貫徹“堅固適用,經濟合理,技術先進”的設計原則。在設計中應能滿足以下基本要求;(1)滿足生產工藝的要求;(2)滿足建筑的技術要求,(3)滿足建筑經濟要求,盡可能考慮縮小建筑體積,充分利用建筑空間,合理減少結構面積,提高使用面積;(4)滿足衛(wèi)生及安全要求,保證廠房內工作面上的照度以及條件相適應的通風措施。
二、工業(yè)廠房外觀的設計
工業(yè)廠房形象效果直接影響到廠區(qū)整體藝術質量,現(xiàn)在工業(yè)廠房的發(fā)展已不再是過去人們印象中的純生產容器,只有機械、簡單樸實的想象,而是把建筑藝術中的風格、意義、內涵、形式融進設計中。
工業(yè)廠房遵循“形式服從功能”的建筑原則,建筑形體簡潔、明快,運用美學觀點處理好工業(yè)廠房的大尺度、大比例、大色塊、大空間的相互關系,通過建筑造型表現(xiàn)建筑的特性。
(1)入口和門的處理:主入口部分進行適當?shù)淖兓幚?,可突出入口位置而增強指示性,改善墻面虛實關系,并可豐富立面效果。
(2)窗的組合:合理的進行窗組合可有效的協(xié)調墻面的虛實關系,同時可增加廠房立面的建筑藝術效果。
(3)墻面的劃分:利用建筑構件、線腳、抹灰等手法,將墻面采用水平或垂直或混合進行劃分,以達到簡潔舒展、挺拔雄偉、和諧等藝術效果。
(4)工業(yè)廠房的色彩處理應強調其整體性,在統(tǒng)一種中求變化,產生均衡、適度、和諧的韻律感、序列感和統(tǒng)一感。
工業(yè)廠房外觀的藝術處理如果得當,它不僅使整個廠區(qū)的色彩、造型都賞心悅目,人在其中工作心曠神怡,而且有特色的廠區(qū)、廠房造型、色彩等,也會給人留下深刻的印象,對提升企業(yè)的形象與品牌知名度大有好處。
三、現(xiàn)代工業(yè)廠房的趨勢
(1)工業(yè)廠房高科技趨勢主要體現(xiàn)在新技術、新材料、新理論的應用,材料工業(yè)的發(fā)展和壓型鋼板生產工藝和能力的提高,也使工業(yè)廠房向輕質高強、結構體系大跨度、大空間、多層甚至高層、多功能方向發(fā)展;技術及設備上的發(fā)展也更好的滿足了生產與管理的微型化、自動化、潔凈化、精密化、環(huán)境無污染化等要求;而計算機技術、多媒體、現(xiàn)代通信、環(huán)境監(jiān)控等技術與工業(yè)廠房藝術融合在一起,就使工業(yè)廠房出現(xiàn)了智能化的特點,人們就能獲得提高工作質量的環(huán)境。
(2)工業(yè)廠房設計的人性化趨勢,人性化設計的本質是將人類工程學引入現(xiàn)代工業(yè)廠房中去,人性化設計必將要求建筑師將建筑設計的中心從以往的生產設備轉移到以人為本的理念上來,在建筑的內部及外部空間的設計中,創(chuàng)造讓人產生歸屬感和親切感的良好環(huán)境,最終達到提高員工的生活質量及工作效率的目的。
(3)節(jié)約能源和保護環(huán)境,注重可持續(xù)發(fā)展。
①節(jié)能設計:節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展工業(yè)廠房的一個最普遍、最明顯的特征。它包括兩個方面,一是建筑營運的低能耗,二是建造工業(yè)廠房過程本身的低能耗。這兩點可以從一些工業(yè)廠房利用太陽能、自然通風、天然采光及新產品的運用中體現(xiàn)出來。
②綠色設計:指從建筑的原材料、工藝手段、工業(yè)產品、設備到能源的利用,從工業(yè)的營運到廢物的二次利用等所有環(huán)節(jié)都不對環(huán)境構成威脅,綠色設計應摒棄盲目追求高科技的做法,強調高科技與適宜技術并舉。
③潔凈設計:潔凈設計是強調在生產和使用工程中做到盡量堅守啊廢棄物的排放并設置廢棄物的處理和回收利用系統(tǒng),以實現(xiàn)無污染。這是工業(yè)廠房科持續(xù)發(fā)展的重要措施,強調對建設用地、建筑材料、采暖空間的資源再生利用,因此有效的利用資源、能源,實現(xiàn)技術的有效性和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展,建造負責人的,具有生態(tài)環(huán)境一時的工業(yè)廠房常成為必然。
四、結束語
隨著時代的發(fā)展和科技的進步。人們的要求也不斷發(fā)展,對工藝建筑設計也提出了更高的要求?,F(xiàn)代建筑設計應當是注入了認人的思想和理念的過程,工業(yè)廠房業(yè)不單單是工業(yè)廠房,那么簡單,它已經融入了人們的生活。建筑師只有將上述發(fā)展趨勢融入到自己的設計中現(xiàn)代工業(yè)廠房的藝術美,這是現(xiàn)代工業(yè)廠房的必由之路去。才能創(chuàng)造出于時代相適應的工業(yè)廠房來,讓人們享受現(xiàn)代工業(yè)廠房的藝術美,這是現(xiàn)代工業(yè)廠房的必由之路。
參考文獻
1 費麟 工業(yè)建筑設計的現(xiàn)狀與發(fā)展[期刊論文] -工業(yè)廠房2003(4)
2 鄭敏楠 工業(yè)建筑設計的新時代[期刊論文] -工業(yè)廠房1998(5)
篇8
關鍵詞:高強混凝土 框架柱 裂縫
1、前言
在大型火力發(fā)電廠主廠房結構中,由于其高度較大,且豎向荷載較大,故裂縫問題較為突出。經常出現(xiàn)的情況是:框架柱的斷面由軸壓比限值確定,而框架柱的配筋由構造配筋率決定,這其中存在著不合理的地方。應用高強混凝土可以顯著減小構件的截面尺寸,減輕結構自重和鋼筋用量,具有明顯優(yōu)點,可獲得較高的經濟效益。但高強混凝土的脆性會在某些情況下產生裂縫,強度等級愈高,脆性愈大。因此,在大型火力發(fā)電廠主廠房結構框架柱中應用高強混凝土,需研究改善高強混凝土柱抗裂縫能力的有效措施。
在火力發(fā)電廠結構工程中,裂縫的防治是一個有較大普遍性的問題。裂縫的擴展是結構物破壞的初始階段; 同時,對于結構物而言,裂縫可能引起滲漏,影響結構的使用功能,并且引起持久強度的降低,如鋼筋混凝土結構中保護層剝落。水工建筑物在水壓頭不高于水位的l0cm以下,就會產生的裂縫、滲漏、鋼筋腐蝕、混凝土碳化等。因此,對裂縫的成因進行分析,在此基礎上對預防裂縫的產生和發(fā)展及對裂縫形成后的處理
措施進行探討是非常必要的。
2、高強混凝土框架柱工程的特點
在美國,以圓柱抗壓強度標準值達到或超過42MOa為高強混凝土。歐洲國際混凝土委員會1995年的資料通報中定義高強混凝土為圓柱體抗壓強度高于50MPa的混凝土,大體相當于我國C60級混凝士。在我國通常將強度等級等于或超過C50級的混凝土稱為高強混凝土。這個分類標準適合我國國情。高強混凝土具有以下一些特性:
(1)高強混凝土受壓時呈高度脆性,延|生很差。
(2)高強混凝土的抗拉強度、抗剪強度和粘結強度雖然均隨抗壓強度增加而增加,但它們與抗壓強度的比值卻隨強度提高而變得愈來愈小,所以在處理高強混凝土構件的抗剪、沖切和扭轉等問題時必須慎重。
(3)在相同的橫向約束力作用下,高強混凝土縱向承載力的改善要比普通強度混凝土稍差,所以在計算配有間接鋼筋的螺旋箍筋柱和局部承壓等承載能力時,表示橫向約束作用貢獻的部分也要做出修正。
(4)受壓時高強混凝土還有易產生裂縫的傾向,因此在設計局部承壓以及鋼筋搭接錨固時應特別注意。在這些部位要加強設置橫向箍筋以防止裂縫。由于塑性變形能力較差,高強混凝土中鋼筋錨固粘結應力的分布變得更不均勻。彎起鋼筋的轉角處會使混凝土受到較高的局部擠壓力,也應注意防止裂縫。
3、混凝土框架柱裂縫的成因
在常用的建材,如鋼、混凝土、砂漿等中,均存在有材料內部的初始缺陷。以高強度混凝土為例在尚未受荷的混凝土和鋼筋混凝土結構中存在肉眼不可見的微裂。此微裂主要是存在于骨料與水泥石粘接面上的裂縫、骨料與骨料之間的裂縫、以及骨料本身的裂縫。微裂的分布是不規(guī)則的,這主要是由于混凝土內部的不均勻所所致。。在受荷的情況下,引起大于等于0.05mm宏觀裂縫的產生及發(fā)展,形成通常所稱的裂縫。由此可見,結構物裂縫的產生是有其內部原因和外部條件的,其內部條件為以上所述的材料的不均勻性所導致的內部缺陷和微觀裂縫。其外部條件可概述為以下幾點:
(1)由各種直接作用的外荷載如靜、動荷載引起的直接應力而導致的裂縫。在電廠結構工程中,常見的有結構物自重、土的主動壓力和被動壓力、水的側壓力、各類設備的靜、動荷載以及風荷載等等。此類荷載產生的應力一般可按常規(guī)計算方法得到,比較直接和明確,在設計過程中也較易得到控制,因此,此類荷載引起的應力導致的裂縫約只占結構裂縫的15%-20%左右。
(2)結構次應力引起的裂縫,此類應力產生的原因主要有: 結構物的實際工作狀態(tài)與常規(guī)模型的出入。從而引起結構中應力分布與理論計算不一致;局部的開孔、洞也會引起應力集中現(xiàn)象,使在應力集中的部位產生裂縫。
(3)由變形變化引起的裂縫。此類裂縫在工程實踐中最為多見,往往占裂縫的80%左右,比如高強混凝土的脆性會在某些情況下產生裂縫,強度等級愈高,脆性愈大。由于溫度場的不均勻、材料的收縮和膨脹,不均勻沉降等也會引起高強混凝土柱裂縫的產生。
4、裂縫的防治策略
高強混凝土的脆性隨著強度提高而嚴重,為了有效防治高強度混凝土柱產生裂縫,必須從以下幾個方面加以防治,才能充分利用高強度混凝土的特點,減少其缺陷。
(1)高強混凝土的脆性隨著強度提高而嚴重,所以主要受力截面上壓區(qū)高強混凝土必須設計成約束混凝土,混凝土受壓時在側向有膨脹趨勢,所謂約束就是從側向給受壓的混凝土以約束,限制其橫向的膨脹變形,這樣就能有效的防止高強度柱產生裂縫。
(2)合理添加外加劑各種止水劑、緩凝劑能有效減少混凝土的離析提高保水性,使混凝土內部結構較為均勻一致,養(yǎng)活因干縮、不均勻收縮、不均勻收縮引起的微裂; 同時,止水劑還能與混凝土的硅酸鹽、鋁酸鹽進一步反應生成網(wǎng)狀凝膠,堵塞裂縫,提高裂縫的自愈能力。
(3)注意溫度應力的影響,削減施工過程中溫度收縮應力和混凝土的干縮應力,從而防止干縮、溫度收縮裂縫的產生; 由于混凝土的溫差應力和干縮應力主要有氣溫、水化熱溫差等早期應力,因此,后澆帶的保留時間應盡可能長些,一般不應少于40d。
綜上所述,在大型火力發(fā)電廠主廠房結構中,采用高強度混凝土柱有利于提高主廠房結構的穩(wěn)定性,但是由于高強度混凝土脆性隨著強度提高而嚴重等自身的缺點,在施工和維護過程中必須采取合理的措施來防止高強度混凝土柱的裂縫的產生,,這對于最大限度的提高高強度混凝土柱在大型火力發(fā)電廠主廠房結構中的優(yōu)勢具有指導意義。
參考文獻:
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[3] 徐偉棟配置高強鋼筋的混凝土柱抗震性能研究[D].[學位論文]碩士 2007
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關鍵詞:火電廠、建設、土建、質量控制
Abstract: The main power generation in China is coal-fired power in this stage; it plays an important role in the electrical energy supply. The construction of the thermal power plant construction involves a wide range, and many processes, including any loss caused by a problem are enormous, so we need to take measures to strengthen the quality control of the construction of thermal power plants. Firstly, described the quality common problems in the construction of thermal power plant civil construction, and then put forward a series of measures of quality control.Key words: thermal power plant; construction; civil construction; quality control
中圖分類號:O213.1文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
火電廠建設的施工質量與火電廠建成后的正常工作運作存在著直接的關系,所以有必要采取一系列措施以促進施工階段各施工工序的質量得以有效控制,對于施工中出現(xiàn)的各種常見問題要及時采取措施加以防范。
火電廠建設土建施工中常見的質量問題
主廠房所存在的質量問題
基礎土石方在開挖的過程中對于軟基、欠挖、超挖未能給予適當?shù)奶幚?,且基坑常見在外,未能進行合理的配水致使基坑進水;混凝土強度達不到設計要求,缺乏表面平整度,出現(xiàn)蜂窩、麻面、裂紋、氣泡的表面現(xiàn)象,同時楞角還受到了破損;在鋼筋的保護層上存在著明顯的厚度不足,甚至還會出現(xiàn)露筋的現(xiàn)象,鋼筋的套筒質量不符合要求或者缺乏緊固度。另外,梁柱的模板接頭也存在著不符合規(guī)則的現(xiàn)象,設計安裝與預埋件在位置上有著較大的偏差。上述的一系列質量問題都會致使主廠房在結構強度上造成困擾,進而影響到火電廠房的正常運作
2.冷卻塔所存在的質量問題
火電廠的冷卻塔在施工中存在的質量問題主要體現(xiàn)在冷卻塔的塔壁在幾何尺寸上有著偏差,且鋼筋的型號規(guī)格與要求不相符或者鋼筋的使用量不足,與此同時還會存在對拉螺絲孔、施工縫等位置有滲水漏水的情況發(fā)生,這一系列原因都會影響到冷卻塔的施工質量,又或者對其功能的正常使用造成影響。另外,煙囪筒身在施工中存在的質量問題主要體現(xiàn)于筒身基礎在施工過程中未能滿足強度要求,與此同時還存在筒身扭轉、偏移的現(xiàn)象,進而導致筒身混凝土產生拉裂或氣泡等質量問題的出現(xiàn)。
混凝土中所存在的質量問題
在混凝土的結構中通常會出現(xiàn)局部酥松、石子之間形成空隙類似蜂窩狀的窟窿以及石子多、砂漿少的狀況。造成這種狀況主要有以下幾點原因:第一,砂、石子、水泥材料加水量未進行準確計量或混凝土配合比不當,從而導致砂漿少、石子多;第二,混凝土未進行充分的攪拌,致使攪拌欠均勻,和易性差,振搗不密實;第三,模板縫隙未堵嚴,水泥漿流失鋼筋較密,使用的石子粒徑過大或坍落度過?。坏谒?,基礎、柱、墻根部未稍加間歇就繼續(xù)灌上層混凝土;第五,下料不當,未對串通進行設置導致石子集中,造成石子砂漿離析混凝土未分層下料,振搗不實,或漏振,或振搗時間不夠。另外,混凝土的質量問題通常還體現(xiàn)在以下兩方面。第一,混凝土構件露筋現(xiàn)象?;炷翗嫾督钍侵富炷羶炔康匿摻?主筋、架立筋、箍筋)部分或者整體在混凝土構件表面。第二,混凝土縫夾層現(xiàn)象。由于振搗作業(yè)不充分或者澆筑施工中存在不連續(xù)的失誤,造成在混凝土內部或外觀上出現(xiàn)夾層。
二.火電廠建設土建施工質量控制的具體措施
針對主廠房質量問題的措施
就廠房主體結構這一施工問題來說,在進行基礎施工的時候應該堅決遵從基礎施工規(guī)范,采用支護結構或是自然放坡的措施。而對于軟土地基則可采取樁基加固或換填的措施,同時還要做好排水措施設置,基礎土方的回填應該采取分層回填、逐層夯實的措施。在進行混凝土施工之前要將模板清理干凈以確保模板表面的剛度與平整度。在進行鋼筋工程施工的時候要注意使墊塊的厚度能夠滿足保護層的要求,并且還確保強度的承載力達到一定程度。鋼筋連接在施工過程中要確保套筒的兩端都應設有保護套從而絲扣得到保護,從而促使套筒質量達到施工要求。另外,要在接頭處必須采用力矩扳手將其擰緊并對力矩值進行檢驗,從而保證連接套與鋼筋規(guī)格的適應性得到滿足?;痣姀S房主體結構的鋼結構部分要在對其進行安裝之前采用噴砂對之進行除銹,并在進行質量檢查的時候嚴格執(zhí)行。
針對冷卻塔塔壁質量問題的措施
為確保冷卻塔塔壁的質量達到要求,首先要通過計算和設計來確定模板各個部分的尺寸,并還要對模板斜支撐進行檢查以及時發(fā)現(xiàn)有無遺漏,與此同時還要用調節(jié)絲杠頂緊從而防止跑模的現(xiàn)象發(fā)生。鋼筋的用量要與設計圖紙相符,綁扎鋼筋完畢后對鋼筋的數(shù)量進行復查。為了進一步確?;炷恋臐仓|量在澆灌的過程要及時處理施工縫,出現(xiàn)混凝土拉毛的現(xiàn)象要及時進行清除浮渣再將其沖洗干凈。
針對混凝土質量問題的措施
混凝土產生出現(xiàn)鋒面、麻面、空洞的現(xiàn)象主要是影響到美觀,所以應加以修補。如果是小蜂窩,可先用水洗刷干凈后.用l:2或2:5水泥砂漿騖補;如果是大蜂窩則先將松動石子副掉,再用提高一級標號的細石混凝土搗實,加強養(yǎng)護。如果是孔洞,要制定補強方案。對于漏筋現(xiàn)象的處理,首先將外露鋼筋上的混凝土渣子和鐵銹清理干凈.然后用水沖洗濕潤,用l:2或l:2.5水泥砂漿抹壓平整;如露筋較深,應將薄弱混凝土全部鑿掉,沖刷干凈滿濕,用提高一級標號的細石混凝土搗實,談真養(yǎng)護。對于混凝土夾縫層的處理,當表面縫隙較細時,可用清水將裂縫沖洗干凈,充分濕潤后抹水泥漿。對夾層的處理慎重。補強前,先搭臨時支撐加固后,方可進行剔鑿。采用提高一級強度等級的細石混凝土搗實。
總之,我國電力能源供應的重要組成部分之一便是火電廠,它對促進國民經濟的發(fā)展以及人民生活水平的提高有著不可忽略的作用。為了使火電廠的建設質量得到保證,在火電廠的建設過程中要嚴格遵守施工安裝作業(yè)規(guī)范,且制定相關措施使其質量能夠得以保障。
【參考文獻】
1. 潘如亮 火電廠土建施工質量的措施分析[期刊論文]-城市建設理論研究(電子版)2012(5)
篇10
【關鍵詞】鋼結構;廠房設計;技術問題
1 引言
本文主要對鋼結構廠房進行設計分析和研究,以期從中能夠找到可靠有效合理的結構優(yōu)化設計方法,并以此和廣大同行分享。
2 鋼結構廠房空間結構解析
為了使本論文的鋼結構廠房分析設計更具有針對性和信服力,這里以實際的煉鋼廠房鋼結構廠房為具體研究對象進行分析討論。由于鋼鐵工業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè),煉鋼廠就成了一個重要的生產場所,屬于抗震規(guī)范中的乙類設防建筑。由于工藝布置的特殊性和生產設備的需要,煉鋼廠主廠房往往具有質量、剛度分布嚴重不均勻的特點。又基于建設周期及抗震性能等的綜合考慮,這類廠房大都采用全鋼結構建造。本文中以某設計生產能力為50噸的轉爐煉鋼廠為研究對象。
由于工藝要求的復雜性,該廠房由爐渣跨、加料跨、爐子跨、鋼水接收跨、連鑄澆鑄跨、連鑄出坯跨共六跨組成,核心設備布置在爐子跨中部的塔樓內。該轉爐煉鋼廠房主要由塔樓、散狀料上料系統(tǒng)、柱子系統(tǒng)、屋蓋系統(tǒng)和吊車梁系統(tǒng)幾大部分組成,各部分的結構大都是由型鋼和鋼板焊接或螺栓連接而成。
2.1 塔樓部分
塔樓是整個廠房的核心部分,高50米左右,其周圍單層廠房高低不平,依靠屋面系統(tǒng)與其相連。塔樓中設有若干平臺,煉鋼的主要設備就分布在塔樓的各層平臺上。設備按用途不同,重量由不足一噸到幾百噸不等并且位置不均衡,其中的相當部分還會引起動載荷。塔樓中不但布置了吊車,還與前部的通廊相連接。因而塔樓部分是三維空間結構中質量、剛度最大的部分,結構也就最復雜,其構件眾多且外形尺寸相差很大。
2.2 散狀料上料系統(tǒng)
散狀料上料系統(tǒng)屬于轉爐上料系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié),包括通廊、轉運站、地下料倉等部分,其作用是通過通廊中的皮帶輸送,使散狀礦石進入轉爐。因為這一系統(tǒng)位于第4及第5跨間的屋面上,與屋面大梁鉸接,并且與塔樓相連,受地震影響較大,所以按實際結構建立模型。
2.3 屋面系統(tǒng)
屋面系統(tǒng)是廠房中構造最復雜的部分,包括屋架、托架、柃條、屋面支撐及天窗等部分,正是通過它將各跨單個的柱和塔樓部分聯(lián)系在一起。由于煉鋼廠生產工藝的原,屋面灰載荷是一個不可忽略的因素。另外,上料系統(tǒng)中的通廊和轉運站部分也放置在屋面上。為了在滿足結構穩(wěn)定要求的同時減輕自重,屋面系統(tǒng)大量采用了空間桁架結構,因而不同位置的構件尺寸相差很大。
2.4 柱子系統(tǒng)
柱子系統(tǒng)是整個廠房的豎向承重部件,大量的采用了格構式柱和牛腿等構造來滿足設計要求。
2.5 吊車梁系統(tǒng)
工業(yè)建筑的特點之一就是廠房內布置有大量的吊車,這座轉爐廠房也不例外,廠房內除布置有單層吊車外,還布置有雙層吊車甚至三層吊車,而且吊車的噸位由幾噸到上百噸不等。吊車梁系統(tǒng)主要由吊車梁、走道板、水平桁架和豎直桁架構成,它們構成了一個空間整體。
總的說來,該鋼結構廠房屬于質量、剛度分布嚴重不均勻的不規(guī)則建筑,而且規(guī)模大、結構復雜、構件多,所涉及的型鋼型號多,尺寸差別懸殊。此外,由于工藝布置的特殊性,使得塔樓與其余廠房難以脫開,或者難以完全脫開;由于受場地限制,該廠房并沒有設置伸縮縫、沉降縫或者抗震縫。這就給抗震安全性提出了更高的要求。為達到真實地反映廠房空間地震效應的目的,因此完整的建立了廠房的空間模型,只在局部作了簡化,從而在模型中最大限度的把握了原結構三維空間的真實性。
3 鋼結構廠房設計中應注意的問題分析
3.1 結構布置中應注意的問題
鋼剛架的跨度和柱距主要根據(jù)工藝和建筑要求確定。結構布置要考慮的主要問題是溫度區(qū)間的確定和支撐體系的布置。
考慮到溫度效應,輕型鋼結構建筑的縱向溫度區(qū)段長度不應大于300m,橫向溫度區(qū)段不應大于150m。當建筑尺寸超過時,應設置溫度伸縮縫。溫度伸縮縫可通過設置雙柱,或設置次結構及擦條的可調節(jié)構造來實現(xiàn)。
支撐布置的目的是使每個溫度區(qū)段或分期建設的區(qū)段建筑能構成穩(wěn)定的空間結構骨架。布置的主要原則如下:
3.1.1 柱間支撐和屋面支撐必須布置在同一開間內形成抵抗縱向荷載的支撐析架。支撐析架的直桿和單斜桿應采用剛性系桿,交叉斜桿可采用柔性構件。剛性系桿是指圓管、H型截面、Z或C型冷彎薄壁截面等,柔性構件是指圓鋼、拉索等只受拉截面。柔性拉桿必須施加預緊力以抵消其自重作用引起的下垂;
3.1.2 支撐的間距一般為30m-40m,不應大于60m;
3.1.3 支撐可布置在溫度區(qū)間的第一個或第二個開間,當布置在第二個開間時,第一開間的相應位置應設置剛性系桿;
3.1.4 45°的支撐斜桿能最有效地傳遞水平荷載,當柱子較高導致單層支撐構件角度過大時應考慮設置雙層柱間支撐;
3.1.5 剛架柱頂、屋脊等轉折處應設置剛性系桿。結構縱向于支撐析架節(jié)點處應設置通長的剛性系桿;
3.1.6 輕鋼結構的剛性系桿可由相應位置處的擦條兼作,剛度或承載力不足時設置附加系桿。
除了結構設計中必須正確設置支撐體系以確保其整體穩(wěn)定性之外,還必須注意結構安裝過程中的整體穩(wěn)定性。安裝時應該首先構建穩(wěn)定的區(qū)格單元,然后逐榻將平面剛架連接于穩(wěn)定單元上直至完成全部結構。在穩(wěn)定的區(qū)格單元形成前,必須施加臨時支撐固定已安裝的剛架部分。
3.2 鋼結構廠房的加固技術應用
對于鋼結構的廠房,其鋼結構加固技術必須要再設計中加以重視,否則就容易成為豆腐渣工程。從設計的角度講,可以從以下幾個方面實施鋼結構的加固技術應用:
3.2.1 減輕荷載:改用輕質材料或其它減少荷載的方法。如工業(yè)廠房的屋架可在下弦增設臨時支柱,或組成撐桿式結構的方法來卸荷;托架的卸荷可以采用上述方法,也可以利用吊車梁作為支點使托架卸荷;柱子一般采用設置臨時支柱卸去屋架和吊車梁的荷載;平臺結構因其高度不高,一般采用臨時支柱進行卸荷。
3.2.2 改變結構的靜力計算圖形:采取措施使結構發(fā)生符合設計意圖的內力重分布,以調整原有結構中的應力,改善被加固構件的受力情況。如增加支撐或輔助構件以增加結構或構件的剛度,使結構可以按空間結構進行驗算,挖掘結構潛力,也可以改善結構的抗振性能;變更荷載的分布情況,或變更構件的支座情況,或施加預應力等來改變構件的彎矩圖形;增設撐桿、加設拉桿或將靜定結構變?yōu)槌o定結構來改變精架的內力;將被加固構件與其它結構共同工作形成混合結構,以改善受力情況。
3.2.3 原結構的構件截面和連接進行補強。此方法在鋼結構加固中是常用的方法,因其涉及面窄,施工較為簡便,尤其是在一定的前提條件下,可在負荷狀態(tài)下加固,這對廠房內的生產影響較小。采用此方法時,應注意以下幾點:
(1)注意加固時凈空的限制,要使桿件不與其它桿件或零件相碰;
(2)能適應原有構件的幾何尺寸或己發(fā)生的變形清況,以利于施工;
(3)應盡量減少加固施工的工作量;
(4)盡可能使補強構件的重心位置不變,減少偏心所產生的彎矩;
(5)當采用焊接補強時,應采用合理的焊接順序,減小焊接變形和焊接應力;
(6)補強后構件應便于維護和油漆。
4 結語
由于鋼結構已經廣泛應用于現(xiàn)代化工程建設中,從廠房到住宅到商場,對于鋼結構建筑的設計應用已經成為當前建筑領域的研究熱點。
參考文獻:
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