建筑结构设计煤炭工业(共7篇)
建筑结构设计煤炭工业 篇1
工业建筑的设计风格根据设计人的经验和角度不同存在差异, 我国目前普遍采用的形式为钢筋混凝土结构和钢结构。本文针对工业建筑结构的设计优化提出了一些个人观点, 仅供设计人员及施工人员参考。
一、设计基本原则
1. 设计材料选用原则
针对不同建筑强度要求选择不同型号的钢板, 如受力构件选择Q235-B、平台板选择Q235-A、吊车梁选择Q345-C等。选择的钢材要通过国家相关的质量检测体系认证, 确保质量可靠。在一些特殊要求的工程中要选用特种钢材, 如高炉炉壳选择BB503、转炉平台选择铸铁板等。
在钢板型号确定后, 按照钢板的型号配置对应的焊条。如受力构件Q235-B选用E4315焊条, 受力构件对焊接要求等级为一级, 必须有足够的焊接牢固度才能承担起结构受力主体的重任, 没有特殊要求的结构可以选择E4301型焊条。依据相同原则, 助焊剂和焊锡丝也应该视具体情况分别对应选用。
螺栓和螺母也有性能等级之分, 同样要求符合相关规定。
混凝土的垫层与基层应分别采用C10和C25型混凝土, 结构受力较大的则应选用C30至C50。此外, 还有高温耐热性和防水性混凝土可供不同条件要求选用。
除了上述材料的选用外, 还应该注意钢结构的防锈涂装。避免结构生锈, 影响建筑的刚度和强度。
2. 设计基本要求
在对钢结构应力和变形的控制中, 有一些要求:钢梁应力≥强度设计值乘以90%;钢柱应力≥强度设计值乘以95%;钢构件变形=变形容许值乘以100%。
在钢筋混凝土中, 结构配筋要求为:框架梁配筋率在1.2%~1.7%之间;框架柱配筋率在0.7%~1.1%之间;独立基础配筋率大于等于0.15%;单桩单柱承台0.1%。结构设计要围绕安全性强、经济合理度高、工程质量高这三方面, 并要依照国家规程, 遵守国家规定来执行。
二、建筑结构优化方法
1. 结构优化模型和方案
建筑工程可以在基础结构方案、屋盖系统方案及围护结构方案三方面对建筑模型进行优化。在选型、受力分析和造价分析相关联的实施过程中, 围绕综合目标进行优化, 确保刚度达到质量要求, 并控制载荷扭转力小于规定数值。通过选择参数、建立函数、约束条件确定的方法来对建筑工程进行结构优化, 过程中设计的多个变量和约束条件属于非线性优化。方案完成后, 编制对应的运算就可以实现对结果的最终优化。
2. 建筑结构优化注意点
(1) 要注意前期方案的参与
目前, 大部分建筑师并不参与前期方案结构设计, 对结构合理性和可行性考虑欠妥, 给后期设计人为的提高了难度, 这就提高了工程的总投资额。在前期就引入结构优化的理念不仅能从全局角度更合理的考虑工程的分布, 更能够节省投资, 在工程开端有效的进行控制。
(2) 根据不同建筑工程所在的地质条件和土壤成分选择合适的地基基础结构来设计优化方案。
(3) 注意细部结构设计的把握。
如浇筑的异形板拐角容易产生裂缝, 可以划分为矩形板来避免。在钢筋的选择方面, 注意极限抗拉力和塑性的要求等。
三、工业建筑设计优化举例
1. 电厂煤斗
煤斗属于大型设备, 具有体积大、高度高的特点, 会产生水平地震作用。对其支承构件造成的附加弯矩、扭矩等内力, 则需要相应的计算补偿其附加内力。具体做法为:在设备重心位置增加设置支承结构, 降低附加内力;在支承梁杆轴心垂直的方向增设梁结构, 使支承梁的扭矩转成为作用于梁上的弯矩。而梁的抗弯能力是非常强的, 从而使危险转移;支承结构抗扭配筋加强, 楼板强度加强。
2. 磨煤机隔振
火电厂的发电离不开将煤炭作为燃料, 磨煤机是重要的设备工具。振动程度较大会干扰其他设备的正常运行, 尤其是配电装置和发电机组所在的控制室。为了解决这些外界干扰问题, 弹性支承系统应运而生。该系统隔振能力较好, 使用弹簧隔振器来消除振动的影响效果明显。通过实际证明, 磨煤机基础采用弹簧隔振系统后, 与常规块式基础相比具有许多优势。
(1) 采用弹簧隔振系统后, 磨煤机基础台座的体积或重量大约只有常规基础块的一半。因而减小了占地空间, 有利于工艺布置。
(2) 采用弹簧隔振系统后, 减小了磨煤机产生的振动, 减小了磨煤机对周围厂房及工作人员的振动影响。不会有明显的振动传递到主厂房上。基础的隔振效率可达到90%以上, 并可降低噪声。另外, 由振动引起的锅炉及锅炉内衬的损坏和由于振动而造成的火力发电厂的运行事故也可以避免。
(3) 由于磨煤机基础台座与锅炉房厂房结构分离, 磨煤机基础的施工相对独立, 并有很大的灵活性。磨煤机基础的施工可以交叉进行, 可以缩短施工周期。
(4) 简化磨煤机的调平, 其基础沉降可以通过弹簧隔振器得到调平。
(5) 采用弹簧隔振系统后, 磨煤机本身所受的动荷载很小, 降低了磨煤机的磨损, 使磨煤机的运行可靠性提高。同时还可以延长磨煤机的使用寿命, 延长磨煤机的大修周期。
(6) 与常规基础相比, 采用弹簧隔振系统后, 磨煤机基础的振动具有可控性。采用弹簧隔振基础后, 传到基础下面的荷载较小, 因而可以减少地基基础的处理费用。
3. 吊车水平载荷
很多工厂的生产都需要吊车运送沉重的货物, 吊车载荷分为水平和竖直两个方向。SAP2 000在结构分析中能够将吊车的水平载荷以等效静载荷的形式施加在排架柱上, 竖直载荷则通过移动静载荷方式施加。具体步骤为:纵向水平载荷的标准值确立;横向水平载荷的标准值确立;吊车水平载荷施加;吊车竖向载荷施加;吊车载荷输入。SAP2 000中的桥梁模块能够对吊车载荷结构进行整体优化, 减少数据计算人员的工作量。提高工作效率, 完成优化的设计需要。
四、结语
综上所述, 工业建设的结构设计是一项复杂的工作, 需要综合考虑各个方面的问题。从原材料的选用、设计的基本要求、设计方案的优化等方面, 结合工业建筑的结构特点。不断的优化设计方案, 做出更加经济且合理的设计。
参考文献
[1]姚大园.建筑结构设计优化方法及应用[J].江西建材, 2012.
[2]于胤.浅析工业建筑结构设计体会[J].中国城市经济, 2011.
[3]魏保敏.工业建筑结构设计体会[J].山西建筑, 2011.
[4]王铁勋.浅析工业建筑结构的设计优化[J].才智, 2012.
轻钢结构工业建筑设计 篇2
轻钢结构工业建筑是根据设备的要求与生产工艺选择经济、适用的跨度和柱距。在满足设备安装和生产工艺要求的前提下, 结合建筑造型的设计, 那些特定要求的工业建筑 (吊车吨位相同、跨度相同、所处环境相同及使用荷载相同、高度同等) 的总用钢量会随着柱距的增大而减少, 当达到一定程度后再增加。这说明, 该结构中存在一个最优柱距。其中, 主要原因是刚架的用钢量会随着柱距的增大而逐渐下降, 并随着柱距的增大降幅变得更加平缓, 次结构用钢比率却会随柱距的增大而上升。当柱距比较大时, 其用钢量就占了主要地位。结合近几年的经验, 一般来说, 经济柱距无吊车时为8~9 m, 有吊车时为6~8 m。当然, 最优柱距会受跨度、吊车、层高、使用荷载、所处环境不同以及蒙皮效应、空间协同作用等的影响而有所不同。
二、选择合适的建筑材料和设计好节点的构造
轻钢结构工业建筑的适用性、安全性、美观性、经济性受建筑材料的选择和节点构造的设计影响。
1. 适用
轻钢结构工业建筑的适用性是指在室内物理环境上满足职业卫生和生产人员的劳动安全的要求, 在空间上要满足生产工艺的需求。而在实际的工程中, 室内物理环境的质量常常有许多地方没有达到人们的基本要求, 人们在设计中往往比较重视空间设计。空间设计一般体现在声环境、热环境、光环境几个方面。
(1) 声环境
轻钢结构工业建筑室内噪声的来源可以分为三类:振动噪声、雨水撞击声及空气噪声。根据其噪音的来源不同, 采取的阻断方式也就不同。对于振动噪声, 一般采取的办法是采取阻断振源。除了在主体钢结构与振源间设隔振沟之外, 还对设备自身采取一定的减振措施, 使其提高隔断效果。雨水撞击声的阻断方式, 则是采用一定具有隔断声音措施的材料来达到降低噪音的目的。为了减少空气带来的噪声, 对轻钢结构建筑一般采用的是50厚的岩棉夹芯板。这种岩棉夹芯板可隔声降噪大约达到29 dB (A) 。
(2) 热环境
是指由太阳辐射、气温、周围物体表面温度、相对湿度与气流速度等物理因素组成的作用于人、影响人的冷热感和健康的环境。轻钢结构工业建筑主要是通过通风和保温隔热来控制室内热环境的。通风可以在靠屋脊的位置安装通风器, 保温隔热主要是通过采用特殊的隔热材料来满足要求的。
(3) 光环境
轻钢结构工业建筑对于室内的采光要求很高, 一方面可以节约室内照明, 一方面可以保证生产的安全。采光材料的选择应与采光要求和其他围护构件的耐久年限相适应, 采光材料一般为玻璃纤维聚酯 (FRP) 采光板和聚碳酸酯 (PC) 采光板。
2. 安全
轻钢结构工业建筑安全一般指的是防腐、防火、抗风、抗震、防爆及防雷等, 本文主要结合笔者自身的结构专业经验, 对轻钢结构工业建筑防火设计进行了简要的分析。
安全设计是轻钢结构工业建筑设计中一个比较重要的设计步骤, 工业建筑的火灾危险性是根据产品的性质特点、原料在整体中所占面积比例和生产工艺及其原料来确定的。此外, 建筑耐火等级的确定还需要结合工程规模来确定。在设计中为了节约工程造价, 其戊类厂 (库) 、多 (单) 层丁房采用轻钢结构时一般是可以不做防火保护的。对于那些需要做防火处理的钢构件, 则在建筑中一般采用的措施是刷薄涂型防火涂料。另外, 在建筑中所采用的防火涂料的各项性能指标都需要满足《钢结构防火涂料应用技术规范CECS24:90》中的要求。其施工技术也需要严格按照规范实施, 所有钢构构件的耐火极限都需要满足《建筑设计防火规范GBJ16-87》的要求。轻钢结构工业建筑 (除甲、乙类外) 一般规模都较大, 往往在厂房中附设仓库和办公用房, 并设有夹层。大多数为综合性厂房, 需分成多个防火分区。在设计和施工中, 钢结构构件的防火问题一般会得到重视。而建筑物中, 水平和垂直方向防火分隔构件的完整性往往会被忽视。
如工业建筑中常见的防火隔墙, 笔者在校对施工图纸和验收工程中看到过许多外墙屋盖与内隔墙间的空缝并没有采取有效的封堵措施的情况。封堵材料可采用钢板刷防火涂料或防火板, 耐火极限应根据该防火隔墙上的防火门窗的要求来确定, 构件间的缝隙应满嵌防火密封胶。
3. 经济
优化建筑方案的设计是控制轻钢结构工业建筑经济的最佳手段。其优化设计一般需要根据生产的特点和企业的要求实施, 这其中就包括项目的选址、规划总图位置、划分防火分区、选择建筑材料、确定建筑耐火等级和耐久年限、控制单体规模和设计建筑造型等方面。除了需要满足结构上多方案的比较、得出最优的柱距和断面之外, 还需要结合建筑美观、保温隔热等要求选择强度高的夹心板, 适当减少用钢量, 增大檩距。为了降低用钢量, 还需要配合建筑、电、水、工艺、暖通等专业的要求适当增加吊挂荷载 (尽可能均布) 。尽量采用定型的产品, 减少异型构件带来的造价增加。尽量考虑压型钢板等构件的模数尺寸, 减少材料损耗。对装饰性等方面要求低的建筑, 墙面板选用低波压型彩钢板, 屋面板选用低波压型镀锌板, 保温隔热材料可选用低容重的岩棉或玻璃棉, 底 (内) 衬材料可选用加筋铝箔。总之, 要根据业主和建筑功能要求, 在满足规范要求的前提下, 尽可能用经济、可靠的方案来构造材料。
4. 美观
轻钢结构工业建筑的特点是形体简洁、规格统一、体量较大、构建的类型较少, 因此轻钢结构应该根据其自身的特点, 尽可能的采用较少的构架。它对避雷针、点支玻璃雨棚、企业名称等可起到画龙点睛的作用;对外墙板, 如弧形彩钢板、大型氟碳涂层水平安装夹芯平板、高 (低) 波压型彩钢板、小型彩钢竖直安装平板等材质的变化、光影效果和线条对比也会形成韵律感。
三、结语
在轻钢结构工业建筑设计的过程中, 我们应严格按照和采用相关的设计标准。同时随着轻钢结构设计技术的日趋成熟, 设计师也要紧跟时代步伐, 坚持与时俱进。只有这样, 才能设计出结构合理、经济环保的轻钢结构工业建筑, 满足经济建设发展的要求。
参考文献
[1]GB50016-2006, 建筑设计防火规范[S].
[2]张国荣.钢结构建筑设计的构思及其稳定性问题分析[J].建材发展导向, 2011 (11) .
轻钢结构工业建筑设计浅析 篇3
1 结构体系
轻钢结构是以热轧轻型H型钢、轻型焊接型钢、冷弯薄壁型钢等薄壁型材现场全装配的轻型钢结构体系, 被广泛应用于多种建筑领域。在工业建筑中, 轻钢结构有以下三种形式:排架结构、网架结构、刚架结构。排架和网架一般用在大跨度、高空间的建筑设计中, 而对于单跨在9 m~36 m, 高度在4.5 m~9 m之间的工业厂房, 通常会选择单跨或多跨门式刚架结构。门式刚架是沿建筑长向布置一榀一榀刚架的结构体系, 其间距一般在6 m~12 m之间。刚架由钢梁钢柱组成, 梁柱连接为刚接, 柱与地面之间可为刚接或铰接。建筑的横向作用力由刚架承受, 纵向作用力则由纵向支撑承担。每隔一段距离, 在两榀刚架之间要做柱间和屋面支撑, 具体间距按计算和构造要求得出, 支撑体系是满足钢结构纵向整体稳定性的必要构件。刚架之间还设有连系杆, 连系杆仅承受沿杆方向传递的力, 不承受竖向压力。刚架、支撑、连系杆共同作用, 形成了主要刚架结构体系。在满足设计、施工规范的前提下, 还应注意以下三点:
1) 重视对钢柱的保护, 做好柱脚处理, 防止烂根现象, 在车辆通道两侧的钢柱, 应考虑设置防撞保护。
2) 一旦钢结构安装完毕后, 尽量减少在承重构件应力状态下直接施焊, 例如安装管线吊件等, 以防止因施焊而造成变形, 影响建筑整体稳定性。
3) 如果建筑中抽柱就要进行结构转换, 设置托梁, 在计算净空高度和管线汇总中需要重点考虑。
2 外墙体系
轻钢结构的内外墙以非承重墙为主, 外墙体系一般采用组合墙, 1 m~1.4 m以下为砌块墙, 以上采用彩色压型钢板。压型钢板是用镀锌或镀铝锌钢板压制而成, 有大波小波横板竖板之分, 将钢板压出波形来主要是为了提高刚度和自身稳定性。外墙施工顺序如下:主钢构施工完后, 在柱子上安装横向墙檩, 根据柱子跨度不同, 檩条大小及疏密程度也不同, 墙檩固定好后挂压型钢板, 墙板与墙檩之间压入起保温作用的超细玻璃丝绵。出于美观考虑, 在墙檩内侧需要再挂一层内衬钢板, 将墙体骨骼系统包起来。在板型选择上, 横板比较美观、大气, 但竖板的稳定性较好, 也更经济。除了普通压型钢板外, 现在越来越多的厂房开始用复合板, 也称三明治板, 它是由两层压型钢板中间加高密度保温材料压制而成。复合板也要做墙檩, 但对于钢板板型没什么要求, 波形板、平板、压花板都可以。这种板保温效果良好, 平整度高, 美观耐用, 可以做出仿铝板、仿石材等效果, 价格上要贵一些, 往往受到合资品牌老板的青睐。轻钢结构外墙的最大特点是开窗自由, 由于柱子与墙面分离, 墙面不会被柱子打断, 所以开窗不受约束, 带形窗、角窗等都可以做, 这为厂房外立面设计提供了较大发挥空间。
3 屋面做法
轻钢结构厂房屋面和墙面一样, 屋面板分为单板和复合板两种, 做法是在钢梁上安装檩条, 檩条上铺板, 如果是用单板的还要在檩条与外板之间压入保温材料, 檩条下加装内衬板。对于屋面防水的处理, 传统做法是压型钢板自防水, 上面不再做防水层。这种做法如果钢板质量过关, 施工质量较好, 三四年是可以保证基本不漏雨的。但在一些交接缝或铆钉处, 长时间暴露在室外总会锈蚀, 漏雨在所难免。施工时应选用优质钢板, 在满足稳定性前提下少用铆钉, 板材用大块整板, 减少拼缝, 拼缝处要用卷边机进行180°或360°卷边, 将两块钢板卷在一起。近些年, 为了解决钢屋面漏雨问题, 越来越多的厂房开始在屋面上附加防水层, 常见的做法是铺PVC, SBS等防水卷材。铺卷材屋面板要求用比较厚的大波压型钢板, 至少0.8 mm。这种做法在两块卷材交接处一定要用热熔焊接, 将拉铆钉藏在接缝两层卷材之间, 普通胶粘是不可行的。卷材屋面应注意天沟、天窗和屋面设备、风机等部位的防水做法, 尽量满铺防水层, 薄弱部位附加防水层, 其中最麻烦的是屋面设备和风机的处理, 它们都是为厂房内使用, 有很多管线、风道穿出屋面, 防水比较难做, 加之设备本身防雨性能较差, 雨水会通过设备里面进入厂房, 想完全不漏水是很困难的。过去也尝试过在设备外加遮雨篷或防水雨罩, 但对于建筑物立面效果影响较大。
4 楼、地面做法
轻钢结构楼面首先要在钢梁上铺压型钢板, 然后绑钢筋, 以钢板作为底模上浇混凝土, 将二者浇为一体, 钢板可以做下层受拉构件考虑。地面做法分为配筋地面、构造配筋地面和不配筋地面。配筋地面是根据地面承载力大小计算出配筋量, 通常地面有比较重的荷载或地基土质较差的需要配筋, 无特殊要求的地面可采用构造配筋, 这种做法不用计算承载力, 仅配单层构造钢筋网即可。如果厂房面积较小, 荷载均布不大, 可以不配筋。面层处理通常有以下几种:金属 (矿石) 骨料耐磨面层、钢纤维地面、聚氨酯地面和混凝土固化剂地面等, 可以通过配钢丝网来提高面层抗裂能力。虽然楼地面有垫层、面层之分, 但最好两层一起浇捣, 表面随打随抹平, 机械压光。我曾做过一个厂房, 由于地面分层考虑, 刚封顶就开始裂, 还伴随着大面积起鼓现象。通过对事故分析发现, 在做面层之前垫层表面没处理干净, 致使两层没能粘结在一起, 由于面层较薄又没配筋, 收缩的过程中就会开裂, 开裂后水通过裂缝渗进面层就会起鼓。两层一起浇捣, 统一配筋能较好的解决开裂、空鼓现象发生。对于大面积的地面、楼面, 规范要求按一定距离分缝, 缝按缩缝考虑。《建筑地面设计规范》要求混凝土垫层“纵向缩缝应采用平头缝或企口缝, 其间距可采用3 m~6 m”“横向缩缝宜采用假缝, 其间距可采用6 m~12 m”, 面层要求“细石混凝土面层的分格缝, 应与垫层的缩缝对齐”。规范只规定了一般情况下的分缝要求, 但对于配筋地面、楼面如何做, 并没详细说明。我认为无论地面还是楼面, 如果分两层浇筑, 配筋层可以设后浇带来解决混凝土收缩问题, 面层设缝;如果是一体浇筑的, 后浇带自然必不可少, 纵横两向还要设置假缝, 但假缝不要切断钢筋, 并在钢筋表面留出一定厚度保护层, 缝中填弹性材料。
下面谈一下地面平整度问题, 《建筑地面工程施工质量验收规范》规定:水泥混凝土面层是每2 m可偏差5 mm。但由于工业建筑工艺要求, 特别是一些高架库, 货架比较高, 地面稍有不平就会影响其稳定性, 所以应根据不同使用功能对地面平整度做出限定, 适当高出规范值, 以避免不必要的损失。
5 立面设计
工业建筑平面一般都方方正正, 立面造型也不会有太多变化, 这实际上是给建筑师提出了一个难题, 如何将立面做的既简洁又不简单, 并能体现时代精神。有的建筑师对于工业建筑设计不重视, 总是说做得再好也就是个厂房, 而我觉得不然, 能将简单的东西做好才是水平。这些年, 我一直想摆脱老厂房立面设计的呆板, 让它们拥有轻钢结构独特的气质。我刚参加工作时做的一个厂房, 甲方资金比较紧张, 我做了3个方案, 最终选定在墙面上画色块的效果, 并用大写M来体现公司名称的第一个字母。还有一次, 和日本一家立面公司合作, 厂房平面很简单, 立面公司并没有做夸张的造型处理, 只是用材很精致, 建成后效果不错。
6 防火问题
工业建筑的防火措施与民用建筑有所区别, 主要有4个特点:
1) 厂房不单有耐火等级的分类, 还有火灾危险性分类, 从甲到戊共5类, 其中甲类是易燃易爆的厂房或仓库, 戊类的定义是“常温下使用或加工不燃烧物质的生产”。
2) 从使用性质不同, 工业建筑分为厂房、仓库两种。工业厂房一般流水线比较长, 人员比较稀疏, 防火分区面积、疏散距离的要求相对宽松。例如:丙类单层厂房, 耐火等级二级的防火分区面积可以做到8 000 m2。库房由于长时间堆放货物, 易引起火灾, 要求比较严格。
3) 轻钢结构厂房主结构、墙体、屋面等都是钢质的, 钢的耐火极限仅有0.25 h, 远远不能满足防火要求, 所以主要钢构架均应喷涂防火涂料或做其他防火措施。
4) 一般来说, 防火墙与墙面屋面相交处应用防火材料进行封堵, 然而对于轻钢结构来说, 即使堵实火焰也会烧破钢板窜到另一个防火分区, 况且由于板是波形的还有檩条、支架的存在, 封堵本身都很难。规范明确规定, 对于这种情况防火墙应凸出屋面、外墙面至少0.4 m, 在设计中应给予充分重视。
总之, 轻钢结构工业建筑在设计和施工中有其自身的特点, 它并不如公共建筑复杂, 但也并不简单、乏味, 其实重要的是用心, 用心体会、用心理解、用心学习、用心创新, 只要用心去做建筑, 再简单的房子也能创造出亮点, 焕发生机。
参考文献
工业厂房建筑结构设计优化研究 篇4
1 解析钢结构设计优化的基本方法
直觉优化和概念优化是现阶段工业厂房建筑结构的两种优化方式。其中, 直觉优化指的是, 设计师凭借自身扎实的设计理论基础和丰富的设计经验, 选择出工业厂房不同区域的最优设计方案。也就是说, 在选择最优设计方案时, 设计师完全是根据自己的相关经验进行的一个主观判断, 这种设计方案没有经过科学的计算和检验, 一旦厂房的实际情况不在设计师熟悉的领域之内, 那么极有可能会存在诸多的不合理之处, 进而直接影响到厂房的使用效果, 所以这种优化方式具有一定的风险性。概念设计指的是设计师凭借丰富的设计经验, 并且采用科学的计算方法和检验手段对设计方案进行不断改进优化, 直至得到最佳的设计方案。在实际的工作中往往是直觉优化和概念优化这两种优化方式有机结合使用, 这样能够使建筑结构的整体布局更加科学。
2 钢结构厂房设计要点
2.1 加强防火设计。
钢材的导热性强, 并且当温度超过一定的限度时, 钢材的性能会产生很大的改变, 所以钢建筑结构的防火性能远远低于混凝土建筑结构。鉴于此, 建筑结构设计人员在进行设计时, 一定要着重做好防火和隔热设计。而不同行业的厂房其建筑结构的防火等级以及火灾危险性会有所差异, 在设计时要严格遵循国家的相关技术规范和防火规范, 采购的钢材料除了刚度、强度等性能要符合质量要求之外, 同时满足防火等级要求, 这样才可以最大限度减少火灾带来的生命财产的损害。目前, 可以通过在建筑的钢构件上涂刷防火涂料来增加钢构件的防火性能。此外, 设计人员还应该合理设计安全疏散通道, 确保突发火灾时, 工作人员能够及时疏散, 最大限度避免人员的伤亡。
2.2 加强防腐设计并定期做好后期保养工作。
我们都知道在空气中的氧气和水分的相互作用下, 钢结构十分容易出现氧化情况。如果长期处于潮湿的环境中, 那么钢结构被腐蚀得更加严重。钢结构被腐蚀之后其截面会随着腐蚀程度的加深而不断缩小, 同时表面出现的锈坑会使钢构件在使用过程中发生应力集中的现象, 进而降低厂房的使用寿命。因此, 设计人员要根据工厂生产的实际环境, 制定出具有针对性的、合理的设计方案, 并采取相应的防腐措施, 以确保钢构件的使用寿命。目前, 我国主要是通过在钢构件的表面使用防锈防腐涂料来保护钢材, 但是不同部位的钢结构其防锈防腐要求会具有很大的差别, 因此在涂刷时要根据相关要求进行, 而不是越厚越好。此外, 设计人员要在图纸上标记出容易出现腐蚀的部位, 这样后期养护人员才能够以此为依据进行厂房的护理工作。
2.3 屋面结构与支撑系统的设计优化。
设计人员要根据厂房的跨度、当地的抗震等级以及吊车的吨位等具体情况, 开展屋面支撑系统的设计。一般说来, 所有的钢结构厂房都要具备最基础的垂直支撑结构。如果厂房需要安装特重级桥式吊车或者配备大型振动设备, 那么厂房建筑结构需要使用纵向水平支撑结构。总之, 不同的厂房其需要的支撑结构也会有所差别, 这就需要设计人员具体问题具体分析。此外, 要根据国家相关规范以及厂房的实际情况设计合理的排水系统。国家规定, 钢结构厂房屋面的坡度不低于50, 如果是南方比较多雨的地区, 可以相应的增加坡度。
2.4 注重吊车系统的优化。
在厂房的施工和试用阶段, 往往需要运送和安装大型的设备或钢构件, 这需要吊车梁系统来实现。实践表明, 科学合理的采用连续梁系统, 能够大幅度降低钢构件的使用量, 并且还可以在很大程度上确保建筑整体结构的抗震性能和稳定性。
2.5 工业厂房建筑结构计算工作要点。
随着计算机技术的不断发展, 工业厂房建筑结构计算可以通过相应的软件进行计算, 但是并不意味着可以直接照搬软件程序的计算结果, 设计人员还需对计算结果进行进一步的研究和分析, 并结合自己多年的设计经验对其进行评估, 确保计算结果的科学性和准确性。比如, 我国大部分地区在冬季的时候常常会出现强降雪的情况, 为了避免因强降雪而造成的房屋坍塌, 设计人员在进行设计时, 需要取最大数值, 以确保厂房建筑在比较极端条件下还能够完好无损。
2.6 工业厂房立面设计优化。
人们常常会这有这样的认知, 觉得厂房只是用来满足工厂的工业生产, 只需满足生产需求即可, 无需考虑其立面结构的设计。但是现如今, 人们的审美越来越多元化, 很多建设单位对厂房的立面结构提出了更高的要求, 这就需要设计人员要充分了解到建设单位的需求, 使厂房更具设计感。
结束语
钢建筑结构是我国工业厂房目前比较常用的一种建筑结构, 其设计的质量及合理性直接决定了厂房的使用效果和寿命, 所以在设计之初一定要充分考虑到工厂的实际情况, 同时还要积极采用新技术和先进的设计理念, 以提高厂房建筑结构的有效性。
参考文献
[1]张莉娟.工业厂房建筑结构设计优化的探究[J].中国新技术新产品·工程技术, 2015, 23 (04) :124—125.
[2]闫晓欣.工业厂房建筑结构设计优化的探微[J].江西建材·建筑与规划设计, 2016, 05 (182) :37—44, 44.
刍议工业与民用建筑结构抗震设计 篇5
1 工业与民用建筑结构的抗震设计类型
(1) 柔性抗震设计。柔性抗震设计是我国当前工业与民用建筑结构设计过程中较为新颖的一种抗震设计类型, 其主要适用于多层、高层以及超高层建筑结构的设计过程中, 同时柔性设计对于建筑结构的施工场地的坚硬程度也有着相应的要求, 要求建筑结构的基础工程必须是硬土场地, 才能充分发挥柔性抗震设计的相应抗震功能。具体来讲, 柔性抗震设计事实上是采用消能减震技术以及隔震层隔震技术来有效实现建筑结构抗震性能的一种设计类型, 当地震灾害发生时, 建筑结构能够通过自身隔震层结构的设计以及消能减震技术的有效应用, 充分减少地震灾害发生过程中对建筑结构整体造成的强大变形能力和各种方向上的作用力, 柔性抗震设计能够使建筑结构的水平加速和上部结构反应降低65%左右, 有效的达到提升建筑结构抗震性能的目的。同时, 将柔性抗震设计应用在建筑结构的设计内容中, 还能够通过柔性抗震设计结构中的阻尼器结构充分发挥阻尼的非线性滞变能耗效应, 达到提升建筑结构在地震灾害过程中结构稳定性和安全性的目的, 有效的减少建筑结构在地震灾害来临过程中出现的结构损害, 更好的完成保护工业与民用建筑内用户安全的任务。柔性抗震设计能够广泛的适用在任何建筑结构类型上, 同时柔性抗震设计的相关消能结构不会为建筑结构的整体荷载能力造成较大的影响, 有效的提升建筑结构在面对水平方向上的作用力, 但是当前阶段柔性抗震设计的普及应用仍然需要一定的时间, 柔性抗震设计在相关建筑结构上的适用能力仍然有待考验, 将柔性抗震设计直接的应用在工业与民用建筑结构的设计上仍然是需要科学实验的一项工作内容。
(2) 刚性抗震设计。刚性抗震设计则是当前我国建筑结构抗震能力设计过程中常用的抗震设计类型, 其也是建筑结构抗震设计中较为传统的结构抗震设计类型, 其能够通过对建筑结构强度的提升、对建筑结构塑化能力的提升以及对建筑结构刚性的提升有效的提升建筑结构的整体抗震能力, 有效的提升建筑结构在地震灾害发生过程中的稳定性, 提高建筑结构的抗变形能力、抗地震破坏能力、抗倒塌能力等多种能力特性, 对工业与民用建筑结构的稳定性和安全性有着非常重要的提升。具体来讲, 刚性抗震设计应用在建筑结构的设计和施工过程中, 主要是通过对混凝土结构的抗震设计来达到最终提高建筑结构整体抗震性能的目的, 例如刚性抗震设计可以在建筑结构的设计过程中通过对抗侧力构件截面的设计采用提高混凝土标号和增加结构配筋量的方式来达到提高相应结构延性和强度的目的, 最终实现对整体建筑结构抗震性能的有效提升。刚性抗震设计在我国建筑结构设计过程中的应用已经形成了一套颇为成熟的应用体系, 其在工业与民用建筑结构设计过程中的应用也较为普遍, 但是值得注意的是刚性抗震设计在建筑结构中的应用事实上也是有一定局限性的, 其主要表现在无论刚性抗震设计能够多么有效的提高建筑结构的整体强度和刚度, 建筑结构自身在地震灾害来临过程中的抵抗能力始终都是有限的, 在遭遇到极为强烈的地震灾害作用力时, 刚性抗震设计不能完全的保证建筑结构全然不受地震灾害的影响, 同时刚性抗震设计还会出现增加地震加速度并最终导致建筑受到的地震效应更加剧烈的现象, 因此刚性抗震设计在提高建筑抗震性能上的作用事实上是有一定局限的。
(3) 局部抗震设计。局部抗震设计在建筑结构抗震设计中的应用主要是通过对多种综合因素以及对地震灾害的作用力分析情况来完成对建筑结构的相应设计工作。具体来讲, 局部抗震设计首先会针对工业与民用建筑结构在面临地震灾害时最容易出现结构损坏的位置进行相应的模拟实验和分析, 例如工业与民用建筑的后砌墙结构与楼板结构在地震灾害时是最容易出现损坏现象的结构, 那么局部抗震设计就会在工业与民用建筑结构的设计过程中充分加强对后砌墙结构和楼板结构的强化设计, 通过提升后砌墙结构与楼板结构的设计强度来达到提升建筑结构抗震性能的目的;其次局部抗震设计在建筑结构的应用过程对建筑结构的建设场地也有着相应的要求, 局部抗震设计在工业与民用建筑结构设计中的应用要求健身代为必须尽量选择避免软弱粘土区、采空区以及非岩质陡坡区等地区, 以便降低建筑结构在面临地震灾害时遇到的灾害影响;最后局部抗震设计对建筑结构的施工质量要求也非常的高, 其在工业与民用建筑结构设计过程中的应用要求工业与民用建筑必须具备高标准的结构施工质量, 进而从整体上提升建筑结构的安全性和稳定性, 保证建筑结构具备相应的抗震能力。
2 工业与民用建筑结构抗震设计过程中应该采取的优化措施
(1) 科学合理的选择抗震类型。当前阶段我国工业与民用建筑结构包含多种不同的类型, 例如混凝土结构建筑、砖混结构建筑以及钢结构建筑等等, 设计单位在工业与民用建筑结构的设计过程中应该充分的考量建筑结构的不同类型, 根据不同建筑结构类型抗震性能上存在的差异性科学合理的选择抗震类型
(2) 加强建筑施工场地的优化选择。设计单位在工业与民用建筑结构场地的选择过程中还应该加强建筑施工场地的优化选择, 尽量选择能够降低或者消除地震影响的地理位置, 减少地震灾害来临过程中对于建筑结构造成的不利影响, 避免因为地理位置选择不对造成的地震影响更加剧烈的现象。
3 结语
综上所述, 本文对工业与民用建筑结构的抗震设计类型以及抗震设计过程中应该采取的优化设计进行了具体的分析和阐述, 设计单位在工业与民用建筑结构的抗震设计过程中还应该不断加强对建筑结构施工质量和施工技术的把握, 提高建筑结构自身施工过程中的安全性和稳定性, 从自身根源上提升建筑结构的抗震性能, 减少地震灾害对建筑结构造成的不利影响。
参考文献
[1]杨雪.工业与民用建筑混凝土结构设计刍议[J].四川水泥, 2015 (2) :173.
[2]许强钢.刍议工业与民用建筑结构抗震设计[J].江西建材, 2015 (1) :44.
建筑结构设计煤炭工业 篇6
1 钢结构的应用优势
钢结构的应用优势, 具体表现在:1钢结构自重轻, 布置灵活。相比其它建筑材料, 钢结构在同等跨度和负载情况下, 自重较轻 (约为钢筋混凝土屋架的1/3左右) , 且便于运输和吊装。钢结构的最大跨度可达48m左右, 且在梁高相同的前提下, 钢结构的开间可比混凝土结构的开间大55%左右, 布置更为灵活, 能够满足厂房建筑设计的大跨度要求。2钢结构拆、装简便, 工期短。钢结构机械化生产程度较高, 梁、屋架、柱等可由专业化金属构件厂生产, 质量安全、可靠。在现场组装时, 只需根据设计要求安装相关的螺栓和紧固件, 为房产施工节约了大量人力、物力投入, 同时也缩短了工期。
2 工业厂房的钢结构设计
2.1 防火设计方面
相比混凝土结构, 钢结构更容易受温度变化影响, 防火能力较差。因此, 要加强对钢结构隔热和防火设计的重视, 确保工业厂房的安全性和可靠性, 保证工业生产的稳定进行。相关设计人员应对工业厂房的火灾危险性类别进行明确区分和定义, 确定厂房的防火等级。同时, 还要严格按照相关规范和防火要求, 使用达到防火等级的钢构件, 最大限度避免火灾对钢结构的毁灭性影响。当前, 为提高钢构件的耐火极限, 通常以钢结构表面涂覆防火涂料的方式, 确保钢结构厂房的防火等级。除此之外, 设计人员还要多角度、全方位分析, 做好相应的预防工作, 比如合理设计疏散楼梯和安全出口, 以便厂房发生火灾时对人员的紧急疏散, 将火灾事故损失降到最低。
2.2 防腐设计方面
钢结构的自身性质决定了其在大气中容易被氧化, 发生腐蚀, 潮湿的环境使其氧化加剧, 钢结构腐蚀更明显、更严重。钢结构腐蚀使得构件截面缩小, 表层局部产生锈坑, 受力时出现应力集中现象, 使得钢结构的寿命明显缩短。设计人员要结合工业厂房的具体环境, 制定出合理的方案和应对措施, 最大限度防止钢结构腐蚀情况的发生。当前, 我国钢结构防腐蚀主要通过在钢结构材料外面覆盖防锈防腐涂料来完成, 将氧气、水蒸气、氯离子等腐蚀因子与钢结构相隔离, 从而实现对钢结构的有效保护。在进行防腐材料涂刷时, 要针对不同部位的防锈防腐要求, 改变涂料的厚度。
2.3 抗震设计方面
抗震设计是工业厂房钢结构设计的重要环节, 尤其是在地震多发的地带, 必须加强钢结构的防震设计, 切实提高钢结构厂房的抗震能力, 使厂房具备较高的抗震性和安全性。设计时, 钢结构的布置应均匀对称, 结构传力应明确有效, 以减少震动对厂房的破坏。同时, 应选择科学合理的连接方式, 确保屋架与屋面板, 屋架与柱子之间的连接可靠, 避免节点破坏。此外, 还应加强柱与墙的拉结, 通过适当的高宽比调整及减震方式, 最大限度提高厂房的抗震能力。
3 工业厂房钢结构施工时要注意的问题与措施
3.1 地脚螺栓的埋设
地脚螺栓的稳定与否关乎到钢结构工业厂房的稳定性, 它的精确度与否关系到钢结构定位, 因此在进行施工的过程中, 应该注意做好地脚螺栓工作, 将轴线位控制在两毫米左右, 标高为五毫米左右。在施工时, 可以将平面控制网的轴线投测到柱基础面上, 全部闭合, 保证螺栓的精度。
3.2 吊车梁系统的安装
进行吊车梁系统的安装时, 要按照规范, 从柱间的支撑跨进行安装, 可以在柱间支撑安装连接后构成稳定的空间钢度单元, 在对端部截面的吊车梁底部安装时可以调整垫板。当进行制动板和吊车梁的连接时, 可以先进行吹拧, 然后铺整。
3.3 构件的堆放
进行钢结构工厂厂房的建设时, 需要的构件很多, 占用的空间较大, 如果不合理地堆放, 就阻碍构件的安装使用和施工的正常进行, 甚至出现安全问题。可以将急需安装的构件照需要吊装的顺序进行直接堆放, 后使用的放在下面, 不急使用的放在外面, 进行存放的时候应该进行专人的管理, 并且做好供货清单的记录。
4 工业厂房钢结构施工时保障施工质量的措施
4.1 高强螺栓的安装
高强螺栓的安装包括两个步骤:首先, 构件初始就位时先用临时普通螺栓固定;校正之后, 再将普通螺栓替换成高强螺栓, 最终拧紧。在工业厂房中, 钢结构件间的连接绝大部分是通过高强螺栓实现的, 由此可见高强螺栓的安装在钢结构施工中的重要性。
对于高强螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事项:1高强螺栓日常的管理要保证连接板接触面的平整。若接触面不平整时, 可以根据接触面间间隙的大小酌情处理。例如, 间隙小于1.0mm可不处理;大于3.0mm时, 要加垫板, 并对垫板两面进行喷砂处理, 使安装的摩擦面处于干燥状态, 以满足摩擦系数的要求。应根据厂房中使用的位置, 领取相应规格、数量的高强螺栓, 尽量避免当天高强螺栓的剩余, 若有剩余, 要将高强螺栓放在包装箱内。2高强螺栓在安装时, 要轻装、轻卸, 利用光头撬棍及冲钉对正上下 (或前后) 连接板的螺孔, 使螺栓自由进入, 不能将螺栓强行穿入, 否则会损坏螺纹以及改变扭矩系数。
4.2 钢结构的安装校正
在立柱、梁安装完成后, 要及时进行安装校正。进行钢结构的安装校正时, 要考虑到风力、地形、日照等多种因素。在钢结构中, 每完成一个构件的安装后, 就要进行校正。若检查出现问题后, 要采用千斤顶进行校正, 校正完成后, 要及时进行加固。
4.3 安装过程中的焊接工艺
工业厂房钢结构中需要进行大量的焊接工作, 但是由于施工中焊接环境条件复杂, 焊接的质量难以保证。为了确保钢结构的焊接质量, 要由相关技术人员严格按照焊接工艺进行焊接, 以达到接焊缝的设计要求。根据焊接的相关规定, 立柱、屋架、梁等要采用一、二级焊缝, 不能有咬变、缺口、裂纹、焊瘤等缺陷。在焊接完成后, 要对焊缝进行一级行无损检测。
5 结语
工业的发展离不开工业厂房的建设, 高质量的工业厂房建设对生产的安全性和稳定性, 以及工人的生活质量都有重要的促进作用。钢结构设计以其良好的稳定性和灵活性, 成为当前厂房设计中主要的设计方式。在进行钢结构设计时, 要综合考虑设计和施工过程中的遵循的原则和注意的问题, 以便保证厂房建设的顺利进行, 促进厂房建设质量的有效提高。
参考文献
[1]陈将奇.钢结构在工业厂房设计中的应用[J].门窗, 2015 (1) :113-115.
[2]罗辉.钢结构工业厂房设计分析[J].电子制作, 2015 (3) :260.
绿色工业建筑电气设计 篇7
1 绿色建筑的含义与特征
绿色建筑是新时代发展阶段的衍生物, 其含义是一种新思维观念。所谓的绿色建筑简单来说就是指的通过合理的利用自然资源对建筑物进行科学的搭配, 有效的降低环境污染, 提升了建筑物的无公害化程度, 对资源进行合理的整合与利用, 以达到节能的目的。传统的建筑属于资源建设模式, 依靠对自然资源的消耗浪费完成, 导致材料的浪费以及环境的破坏。例如, 在小区建设规划的时候原计划建设健身房的规划地处于低洼地带, 因为可以根据实际情况将规划进行调整, 可以将低洼地改化成游泳池, 这样在施工的时候会节省大量材料, 提高工作效率, 可谓一箭双雕。
2 绿色工业建筑的设计原则
2.1 和谐原则
工程建筑的组中旨在能够给予人们一个良好的工作、生活、生产环境, 所以工业建筑讲究的就是能够同自然之间进行和谐相处, 设计过的过程中应该把自然同建筑设计相吻合, 要做到工业建筑不去破坏环境或者尽量限制在一定的范围内。同时环境反过来促进工业建筑的发展, 实现两者之间和谐发展, 这也是未来建筑学所崇尚的, 未来设计的重点发展目标原则。
2.2 节约原则
21世纪面临的一大问题当属能源问题, 建筑领域同样也是如此, 工业建筑用地土地资源愈加紧张, 因此在设计的过程中应该对土地进行高效率的使用, 避免土地的浪费, 充分利用有效的空间做更多的事情。建筑过程中如果条件允许的话可以考虑建设高层建筑, 这样土地的利用率将会大大提高。高层建筑上可以建设储水池, 可以实现对雨水的利用, 这在降水量较大的地方可以考虑使用。同行是注重对风能、光能的使用, 可以将其进行能量转换, 提升对资源的利用率, 这也是摆脱能源危机的一个重要方面。
2.3 舒适原则
传统的工业建筑的舒适程度依靠大量的消耗资源能源。绿色工业建筑强调耗能低、环保这两个重要原则, 且不影响舒适度。流行色工业建筑依旧满足人们的日常生活生产需求。例如一些现代化的材料具有储热或者吸热的功能, 实现了资源的节约, 提高了舒适度。
2.4 经济原则
当今所阐述的绿色工业建筑技术处于发展阶段, 其中涉及到很多的复杂技术环节, 技术的开发阶段具有非常大的难度, 但是正是由于其良好的发展前景, 所以势必要继续相对较高的投入, 但是投入依旧有一个比较科学的标准, 非常注重经济性原则, 唯独实现经济与技术的合理搭配方能得到更好的收益。基于理性化的发展思维带发动产业朝着健康稳定的方向发展, 坚决消除粗放式发展模式。
3 绿色工业建筑电气设计要点
3.1 照明设计
工业建筑的照明装置的需求量比较大, 这对于人们来说也是具有非常大的设计潜力的。站在能源的角度来讲也具有非常大的发展前景。日常生活中所使用的白炽灯的使用情况非常普遍, 但是发光效率并不是很理想, 这就造成了资源的浪费。我们可以根据这个理念对照明装置进行改进, 针对不同的情况设计出不同的照明装置。在工业建筑的厂房之外注重光的使用效率, 在相应的环境下选择适合的照明装置, 未来的照明设计具有非常好的发展前景。
3.2 节能电器设计
随着社会的进步和发展, 人们的生产生活节奏不断加快, 工业建筑用电设备不断增加, 耗电量不断加大, 电资源的消耗量是非常巨大的。这对于供电系统将会产生巨大的压力, 这就要对供电系统进行科学合理的设计, 有效的对供电系统进行保护或者管控。这需要从多方面入手, 优化选择用电设备, 更好地促进节能发展。工业建筑内部的做多用电设备都可以进行改进优化设计, 例如可以将空载设备设计为自动停止的功能, 大大节约了电能。能源问题是21世纪所面临的一个重要问题, 能源的消耗与枯竭将会对未来的生活产生深远的影响。现在所做的都将为子孙后代的生活带来重大影响。希望能够将节能减排问题很好的重视起来, 为子孙后代造福。
3.3 电磁干扰设计
工业建筑的大量电气设备会产生大量的电磁干扰, 造成电器的使用寿命缩短, 导致能耗增大, 甚至会引发火灾或者对人的身心健康带来不利影响。当前所常用的防电磁干扰技术是电磁屏蔽, 防止交流电的影响, 防止电磁干扰。将来可研制新型屏蔽材料, 例如具有屏蔽功能的混凝土或者涂料等。
4 结语
随着经济的发展, 人们的物质生活水平不断提高, 对于生活质量也有了更高的要求。实施可持续发展战略, 加大对绿色工业建筑电器方面的投入, 实现节能减排, 改善人们的生活质量, 不断总结, 不断探索, 造福子孙后代。
参考文献
[1]杨榕, 宋凌, 马欣伯.国外和港台地区绿色建筑政策法规概述与启示[J].住宅产业, 2012 (7) :10-14.
[2]胡建文.深圳绿色建筑发展:政策与措施[J].建设科技, 2012 (8) :27-29.
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