车间结构

车间结构（共8篇）

车间结构 篇1

1 结构分厂车间工艺布局设计的历史背景和现实意义

2003年结构分厂从岛内搬迁到岛外灌口工业园,车间原有的布局按年产10000台的要求进行设计,近几年,随着装载机市场需求量的日益增长,公司的生产规模不断扩大,公司年销售量已增加到约30000台,原有的车间布局已远远无法满足产量日益增长的需求,原来的车间未进行细化规范,分为结构一、二、三车间,由于各车间功能不够明确,布局显的拥挤和杂乱,流程也显得不够畅通,产能不足,一些旧设备需要淘汰,新的设备需要添加等,因为布局不合理产生的问题日益突显,同时企业也在推进精益化生产模式,所以重新进行工艺布局势在必行。

合理的设备布局对于确保车间物流畅通,方便设备操作及提高场地面积使用率等都起着重要的作用,进而对降低生产成本,减轻工人劳动强度,提高生产率,提高零部件的加工质量,车间安全文明生产等具有现实意义。

2 理论框架及设计原则

车间的布局设计及调整过程由于涉及到产品、设备、产能、场地等诸多因素,涉及的面比较广,所以必须以先落实分析的基础数据为理论基础进行分析,然后确定基本的设计原则及框架才能让设计及规划顺利进行。

(1)方案设计阶段大体思路及原则:(1)理论分析为基础,理论与实际相结合;(2)落实规划按照先大后小原则(从产品到部件,从车间到工序,从工序到工位);(3)根据实际情况进行合理调整,提升作业效率、确保安全。

(2)车间平面布置的要求:(1)适合工厂的总图布置,与其他车间、公用工程系统运输系统等结合成一个有机的整体;(2)保证经济利益,尽量做到占地少、基建和安装费用少、生产成本底;(3)便于生产管理,物料运输、操作维修要方便;(4)生产安全,并妥当解决防火、防毒、防腐等问题,必须符合国家的有关规定和标准;(5)要考虑将来的扩建、增建和改建的余地。

(3)设备布置的原则:(1)尽量使产品通过各设备的加工路线最短。多设备看管时,工人在设备之间的行走最短。便于运输;(2)加工大型产品应布置在有吊车设备的车间里;(3)确保安全。给设备之间、设备与墙壁之间、柱子之间应有一定的距离。设备的传动部分要有必要的防护装置;(4)便于工人操作和工作地的布置;(5)充分利用车间的生产面积。在一个车间内,可因地制宜地将设备排成纵向或横向或斜角,不要剩下不好利用的面积;(6)注意环境保护,减少污染;(7)合理地选择工艺流程和设计指标;(8)合理考虑机械化、自动化装备水平。

3 车间版块及物流规划的分析及调整

3.1 各生产车间定位规划

按生产的产品结构分类:结构分厂结构件生产车间可规划分为前车架车间、后车架车间、动臂车间三大车间。由于每个车间可供使用的区域面积是有限的,分厂可以供布置的面积总共有9跨29160平方米,每跨面积尺寸为长180米×宽18米,根据结构件的结构特点和产品的类型,结合车间年产量和工艺流程等进行车间面积分配。

3.2 各车间制作部件确定原则及其占地初期规划

通过前期调研、结合零部件工位需求数量的计算,如果考虑使所有的零部件都自制,通过一期预排需要场地面积约40000平方米,那么现有车间29160平方米显然不足,因此在布局设计的过程中必须优先考虑总成件和关键部件布置,部分外型较大的部件也安排车间自制,其余车间无法布置的零部件必须安排外协制作。

3.3 整体物流规划

物流的规划设计与工艺路线走向十分密切,大原则为在允许的情况下,尽量保持工艺路线走向与物流走向同向设计以缩短物流距离及减少物流周转次数。布局设计方法从顺序上考虑是从总成到部件按工艺制作流程倒推的方式设计布局,先确保总成件的制作空间足够,再考虑关键部件的摆放,同时还要按工艺流程的走向设计,尽量使各部件之间的周转路线最短,操作最方便,工作效率最高,面积利用率最高;从物流路线上考虑,来料堆放尽量靠近备料车间,总成件靠近总装车间,这样一进一出的布局方式使物料周转路线最短,减少周转时间,提高工作效率。

3.4 根据机型进行大区域划分

以前车架车间布局为例,对布局的设计过程进行分析。根据各机型的日产量和车间的场地面积,经过反复的测算,对车间面积进一步细化,划分为:XG955和XG956前车架产品各一跨,XG953前车架和XG932前车架产品安排在同一跨,新产品预留一跨,总计四跨。

3.5 区域调整及整合

为了操作方便,提高作业效率,同种机型最好是集中安排在同一跨的里,这样布置工序间的物流路线较短较顺畅,例如955和956前车架由于日产量较多,在布局上就是按各自一跨设计,这样集中布局工艺流程顺畅便于周转;但由于场地有限,每种机型都独占一跨是不可能的,所以有部分不同的机型需要安排在同一跨里制作,如953前车架和932前车架由于这两种机型日产量相对较少,所以考虑到场地有限两种机型安排布在同一跨,对于在同跨里,不同机型的部件可以根据需要适当调整位置,合理穿插摆放,这样布的优点可以资源共享,车间场地利用率较高,缺点是流程稍微不畅。

3.6 区域内部细化调整

考虑设备的利用率,在加工能力可以满足的情况下,可以一台设备多种产品共用,如932和953的前铰接座机加工所用的设备都是镗床,根据计算953镗床产能有剩余,932镗床的设备能力和场地都不足,如果把932铰接座可以安排在953镗床上加工,就可以解决932设备和场地不足的问题,所以在布局时可以灵活地把该两种产品布在距离较近的位置,以便资源共享,合理的安排降低企业的设备投入,提高设备的稼动率;

4 典型实例分析及解决方案设计

4.1 整体框架分析

XG932前车架车间布局为例,按车间所提供的面积,根据计算XG932前车架在车间布局上只能安排制作前车架总成30D0058、前铰接座30D0068、左翼箱32D0026和右翼箱32D0025,其余部件由于场地有限只能安排外协制作。

4.2 工艺流程与物流分析

在设计布局时对每种机型每个零部件的结构组成和制作工艺流程必须要全面了解,这样才能设计出符合公司生产需要的布局图。下面分别简单介绍932自制产品的结构和工艺流程及物流分析和工位计算。XG932前车架总成制作工艺流程是:拼焊→焊接→冷却校正→镗孔刮面→钻孔攻牙,根据产能计算拼焊需要1个工位,焊接需要3个工位,冷却校正需要1个工位,镗孔刮面和钻孔需要2个工位。XG932前车架总成结构组成有:(1)转斗杆支座、(2)左翼箱、(3)右翼箱、(4)前铰接座、(5)分配阀支架、(6)左前转向耳座、(7)左前转向耳座、(8)前桥支撑梁和一些板件、管夹等组成。

4.3 区域调整

通过前期预排工位可得到以下布局(如图1)但由于实际情况限制,在中跨位置未开门实体墙且无法改造,且车架与953车架为同一出口,位置偏远,结合实际情况经过将工序内容进行反向的调整顺序的方法,形成以下整改方案(如图2),虽然物流方向存在与953车架物流方向不同的缺点,但也起到了分流的作用,同时也缩短了物流距离,减少了不必要的基建改造等工程量,在后期的实际使用中,也获得车间的一致好评。

5 总结

目前,前车架车间已基本按工艺布局图布置,动臂车间由于事业部间场地整体布局及实施进度差异(涉及挖机事业部结构车间未搬迁),只有局部按布局图布置,通过新的布局,使车间的生产更顺畅,摆放更整齐,车间的面貌大为改观,产能也得到提升,得到相关领导的肯定,也深受车间工人的喜爱。

摘要：车间布局是生产整流化的重要环节,是决定全局的关键,既要符合工艺要求,又要经济适用,要合理布局。车间布局直接影响到项目的建设投资,建设后的生产运行政策,设备维修和安全,本文笔者结合多年的经验,对车间布局设计进行了详细分析。

关键词：车间,布局设计,分析

参考文献

[1]机械加工工艺装备设计手册编委会.机械加工工艺装备设计手册[M].机械工业出版社,1998.

[2]闻邦椿.机械设计手册[M].化学工业出版社,2010.

[3]赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海科学技术出版社,2006.

[4]蔡临宁.物流系统规划—建模及实例分析[M].北京机械工业出版社,2003.

某工厂车间工艺改造结构加固设计 篇2

关键词：车间,改造,结构,基础,钢柱

1 工程概况

需改造的工厂建于2011年, 主体结构为单层钢结构厂房, 局部含钢框架平台。部分区域采用桩基础, 部分区域采用天然基础。地处6度设防区, 基本地震加速度0.05g, 地震分组为第一组, Ⅱ类场地。车间工艺改造在现有厂房内的预留区域进行, 在预留区域新建两层钢结构框架车间, 墙面及屋面采用轻质材料彩钢板, 详见图1, 图2。

业主要求改造工程中, 生产不能中断, 现有车间内的设备和管线基本都是要保留且不能移动。施工现场场地小, 限制条件多, 施工难度大, 工期短, 改造方案除了满足工艺及相关专业的功能要求, 还要结合施工现场实际考虑施工的方便和可行性, 给结构工程师提出了较高的要求。

2 钢柱布置

新建操作平台采用钢框架结构, 首先要确定的就是框架柱的柱网。图3是车间改造前的现场效果图。

根据使用的要求, 柱应尽量靠近现有厂房墙边, 留出足够多的人行通道, 但又不能碰现有管线。

图4为新增框架横向剖面图, 采用1层框架柱靠近墙边设置, 留出人行通道, 同时根据现有管线的标高, 将2层柱缩进800 mm, 避开了现有管线, 保证工厂的正常生产。

图5是2层钢柱缩进作法, 为了增加钢柱GZ-2的柱脚刚度, 腹板采用插板形式, 并在垂直框架梁方向设置次梁, 次梁与主框架梁采用刚接连接, 传递GZ-2此方向的柱底弯矩。

3 基础布置

除了地上的限制条件, 柱网布置还要考虑避开现有厂房的基础;厂房局部区域设有agv (自动导引运输车) 通道, 该通道地坪内埋设有自动导引装置, 地坪绝对不能破坏, 故此区域的新增柱基础的基坑尺寸一定要重点考虑。新增钢框架荷载轻, 采用同厂房一样的天然基础。图6为局部基础平面图, agv通道附近的基础采用条形基础TJ-1, 减小基础宽度, 基础边缘距轴线2 200 mm, agv通道边缘距轴线是3 200 mm, 条基边缘距agv通道边缘1 000 mm, 尽可能的留出了施工空间。

钢柱定位根据基础尺寸确定, 最大的独立基础宽2 200 mm, 考虑垫层尺寸100 mm及与现有基础梁空隙100 mm, 钢柱定位尺寸取距现有墙内边缘 (1 100+100+100) 1 300 mm, 详见图7。图7中的钢柱GZ-1, 由于其位置正好位于现有厂房基础处, 没有新增基础的空间。采用托梁TL-1将GZ-1托起, 并将GZ-1柱脚设成铰接, 释放GZ-1对TL-1的弯矩并减小TL-1的构造尺寸。而TL-1则支撑在现有厂房基础空隙间的基础DJ-1, DJ-2, DJ-3。

4 地基处理

由于是改造工程, 现有厂房已经竣工并使用, 施工现场受限制的条件多, 尤其是地下的实际情况, 只有在施工时才会揭露, 设计方案可能会根据实际情况并考虑施工方便进行调整。根据地质报告中持力层的标高, 现有厂房基础基底标高-2.6 m, 设计新增车间基础也采用相同的持力层和埋深。但当基坑开挖到-1.5 m时, 施工单位反映, 基础施工场地狭小, 地下回填土全是杂填塘渣, 密实性小, 孔隙率很大, 粘结性很差, 基础埋深-2.6 m, 不适合放坡开挖要求, 施工安全没有保证, 施工质量和工期亦不能保证, 基坑现场开挖图见图8。

有两种方案可以解决问题, 一是按原设计方案, 用钢板桩支护, 基础标高仍为-2.6 m;二是减小基础埋深, 改良基底回填土土质, 提高回填土的承载力和变形能力, 方便施工以保证工程的施工安全、质量和进度。由于新增车间采用的是自重轻的钢结构材料, 荷载对地基承载力和变形的要求相对较小, 考虑到现场出现的实际施工困难, 调整了原设计方案, 最终采用了注浆加固改良基底回填土的方案, 将基底标高抬高到-1.5 m, 解决了施工问题, 同时也比较经济。

注浆加固具体要求如下。

4.1 技术要求

1) 注浆时基坑内不能有水, 必须抽干基坑内地下积水。

2) 注浆孔间距在垂直坑范围内每米1个并应能使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。

3) 注浆深度必须到达老土层, 注浆厚度控制在80 cm以上, 结合设计图及地质资料。

4) 浆液的初凝时间为20 min;浆液注入率为20%。

5) 低压注浆, 注浆压力选用0.2 MPa~0.5 MPa。

6) 浆液用425号普通硅酸盐水泥调制, 水灰比1.0 (掺入水泥重量1/2的粉煤灰) 。

4.2 施工要求

1) 基坑内注浆场地应该预先平整, 在适当的位置挖集水坑抽去地下水。

2) 用花管注浆法施工:注浆设备就位, 用振动法将 (孔径为50 mm, 长度为1 m) 花管置入土层中, 适时的拔动花管以保证注浆饱满密实。

3) 注浆用水不得采用p H值小于4的酸性水和工业废水。

4) 浆体应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始压注, 并应在注浆过程中不停缓慢搅拌, 搅拌时间应小于浆液初凝时间。

5) 注浆操作应按跳孔间隔方式进行, 先外围后中间。

6) 注浆工程完工后应对加固地层进行 (密实度) 触探检测, 检验点为注浆孔的2%, 合格率在80%以上。

5 结语

改造工程对于结构工程师的要求比较高, 设计和施工会受很多条件的限制。设计前应该结合图纸了解工程实际情况, 并现场踏勘, 了解现场设备、管线及结构构件情况, 了解业主的意图, 有的放矢, 解决难题, 确定改造方案。改造加固方案不仅要满足功能要求, 还应结合现场实际考虑施工的可行性;充分扩展和变换加固思路, 绕过难点, 变直接为间接, 找到安全、可行、施工简单的方案。

参考文献

[1]GB 50017—2003, 钢结构设计规范[S].

[2]GB 50011—2010, 建筑抗震设计规范[S].

[3]GB 50009—2012, 建筑结构荷载规范[S].

结构车间大班组管理办法 篇3

1、目的规范结构车间各项管理，提升车间管理水平，明确大班组管理要求，指导各个班组的成长发展。特制定本办法。

2、适应范围

结构车间各个班组

3、具体内容

3.1制度建设

3.1.1制定落实岗位说明书、岗位操作规程并张挂上墙。

3.1.2严格落实各项规章制度，执行到位。

3.1.3制订班组生产、工作任务的目标责任书、计划并及时标记完成情况。

3.1.4各项原始记录、台账（出勤表、班组培训、班组安全和其它活动等）做到及时、完整、准确、整洁、规范。

3.2队伍建设

3.2.1班组长素质好，经培训、考核合格后才能上岗。

3.2.2建立了“二长五员”的班组核心，切实发挥各自作用。及班长、工会小组长、学习督导员、安全督导员、清洁督导员、节约督导员、和谐督导员。

3.2.3班组长在班组各项管理各方面的权力和责任明确，核心作用充

分发挥。

3.2.4班组成员每年参加各类学习（成教和业务）的人数有所增长。

3.2.5根据公司要求进行多能工培养。

3.3技能建设

3.3.1积极组织班组成员参加各种培训，有班组培训教材。技能操作人员培训率达100%。

3.3.2开展“名师带徒”、技能培训、技能竞赛、岗位练兵、劳动竞赛活动。

3.3.3全面完成上级下达的生产、工作任务和产品质量指标。

3.3.4开展“QC”、“TPM”和合理化建议活动。

3.4班前会

3.4.1每日上班15分钟前召开班前会，有班前会记录，召开时间在5-15分钟内，要班组长亲自组织召开。

3.4.2每日站队、列队整齐；喊话声音洪亮。

3.4.3安全喊话内容丰富、具体、有针对性,严格按照九结合讲话。①以当前生产任务、生产变化结合；②以每天作业性质有没有危险性相结合；③与装备设备完好状态结合；④与单位重点工作相结合；⑤与前一天生产相结合，有一个回顾；⑥与本单位和其他单位案例相结合；⑦与季节气候相结合；⑧与职工身体状况、心态相结合；⑨与班组、岗位存在的问题相结合。

3.4.4着统一劳保服装，戴好安全帽。

3.5安全管理

3.5.1建立健全岗位安全操作规程，应有班长、安全员、生产工人安全职责文本，要进行职责的宣贯，做到人人都熟悉职责，同时要加强执行。

3.5.2安全技术操作规程，有所有工种的安全技术操作规程文本，要进行规程文本的宣贯，做到人人都熟悉规程文本。

3.5.3安全检查与隐患整改，有每周一次的检查与整改记录，及时整改发现的隐患，应报上级整改的隐患要在一个工作日内上报且有临时安全措施。

3.5.4安全活动，每月要开展两次安全活动，可以是学习安全基本知识，讲解安全实例，进行安全演练等形式可以多样化。

3.5.4安全教育，要做好每位员工的三级安全教育、变换工种教育、复工教育，并且要求有记录。

3.5.5发生有人违章操作或安全事故的班组不得评为优秀班组

3.6现场监督检查

3.6.1班组长每天要对现场进行最少四次巡查早上开始工作后一次，上午下班前一次，下午开始工作后一次，下午下班前一次。

3.6.2现在监督检查应包含现场操作情况、防护用品穿戴情况、特种作业人员持证情况、隐患整改情况、异常问题处理情况等等，要求每天进行坚持。

3.7思想文化建设

3.7.1坚持班组理论学习，每周四下午16:30-17:30都要进行学习，学习内容由车间统一安排，在周四早上通知学习内容，学习完车间安

排学习内容后，班组还可以安排其它学习内容，为创建学习型班组打下坚实基础。

3.7.2制定班组格言、班组共同愿景和班组成员发展目标，宣传先进人物事迹。

3.7.3遵章守纪，班组成员无犯罪，无违法违纪现象。

3.7.4班组成员思想稳定，团结协作好

3.8民主管理建设

3.8.1每季召开一次民主管理会，有会议记录

3.8.2实行班务公开，对班组重大决策、生产任务分配和考核情况进行公开，班组奖励和处罚公开。

3.8.3每年组织员工对班组长进行民主测评，将测评结果通知相关班组长，要做的好的方面继续发扬，车间要搭建平台将好的方面进行推广，做的不好的方面要求改进。

3.9园地建设

3.9.1建立精益生产活动看板，看板内容:生产计划推进表、质量情况、设备情况、成本情况、持续改善情况（现场、工艺、设备、合理化建议等）、减少浪费情况、精益生产活动口号等。

3.9.2加强生产现场环境建设，严格按照6S要求执行相关要求，包括目视化管理等，班组所在地出现一些问题都要承担责任，除非能够找到其他相关责任人。

3.10质量管理

3.10.1所有产品要求严格按照要求进行自检、互检、和专检，没有

执行到位的对班组进行严格考核。

3.10.2出现严重质量事故和由于本身原因造成批量返工或报废，造成公司较大损失的，取消个人和班组评优资格。

3.10.3建立质量项点台账，分析质量问题，加强改善，杜绝同一问题长期发生。

附件说明：

本办法由结构车间归口并负责起草

本办法起草人： 朱军

大同某重工大修车间结构设计 篇4

1)工程概况。大同市同煤集团某厂在现有厂区内车间东侧扩建大修车间24.0 m×102 m,檐口高度15.2 m,南北方向为6.0 m+12×7.7 m+6.0 m=102 m柱距,新建厂房内设2台吊车(100 t/A6和32 t/A6)桥式吊车,轨顶标高10.5 m;新旧车间之间净距7.06 m,设非标跨度吊车(20 t/A5)用于日常小件设备的吊装存储,轨顶标高7.0 m。吊车布置见图1。2)自然条件。基本风压0.55 kN/m2,地面粗糙度B类,基本雪压0.25 kN/m2,抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第一组,抗震设防类别为丙类,场地类别为Ⅱ类。3)工程特点。a.厂房吊车吨位大,100 t吊车为单侧4轮,最大轮压38.7 t,32 t吊车为单侧2轮,最大轮压32.4 t。b.结构计算复杂,原厂房为50 t和16 t吊车,新建厂房与原厂续接,结构计算需考虑新建厂房吊车动力荷载、地震荷载和单侧风压的变化对原厂房的影响。c.新建4层钢混凝土结构办公楼紧贴厂房,设计时要考虑厂房与办公楼间基础的碰撞,主体结构沉降差异和湿陷性黄土地基的处理。

2 结构布置与选型

根据生产工艺要求,考虑经济性和原有厂房的布置,新建厂房横纵向与原厂房采用同样的柱距布置和层高,以便新旧车间的互通和两主厂房间附跨的吊车安装和使用。办公楼采用钢混凝土结构,总尺寸为56.0 m×7.8 m。横向轴距为7.8 m,跨度较小,可采用单跨框架,但采用单跨框架有以下弊端:1)抗震的安全储备不高,在大震下容易局部破坏导致整体垮塌,多层建筑中抗震规范限制使用;2)新旧基础的限制,单跨框架无法解决原有基础与新建柱占位问题,双跨框架可拔掉靠近厂房部分占位柱,形成局部悬挑。综合考虑决定使用双跨框架并以伸缩缝与厂房分开。

2.1 主钢架

柱子为厂房的主要受力构件,支撑屋架墙面与吊车梁,可采用格构式或实腹式,格构式柱单个杆件断面较小但整体组合断面大,加工和下料工艺复杂,用钢量小,人工费高,占地大;实腹式组合柱为焊接型或国标型钢,施工简单,组合断面小但用钢量高。本工程由于吊车吨位大和场地工艺要求,决定下柱采用带肩梁的实腹式组合截面柱,上柱采用焊接H型钢。下柱为焊接组合:H500×400×18×14/1 000×300×14×12,上柱为焊接H型钢:H550×300×10×14,刚架采用Q345B钢,上柱刚架内侧与轨道中心距离为1 000-550=450 mm,满足吊车两侧最小宽度340 mm的要求,轨顶标高为10.5 m,檐口高度为15.2 m,吊车上部净距为15.2-10.5-0.7(梁高)=4.0 m,满足吊车上部净空3.74 m的要求。刚架梁采用变断面焊接H型钢H220×(500～700)×14×8,主体钢架的挠度控制在1/400范围内,满足设计规范要求。

2.2 吊车梁系统

吊车梁为支撑吊车的主要受力构件,直接承受动力荷载,吊车梁的设计主要考虑吊车吨位和工作制级别的影响。本工程2台吊车分别为100 t/20 t A6,32 t/5 t A6工作制,吊车吨位大且为重级工作制,不仅要考虑吊车梁的疲劳验算,同时要控制竖向和水平向的变位。综合考虑,本工程采用焊接H型钢吊车梁H1 300×500×300×22×16(见表1),Q345C钢,采用突缘支座,使吊车梁压力中心线尽量接近柱肩梁中心,吊车梁纵向设制动板和制动梁(槽钢)连接,并设角钢加劲肋以增强制动系统的整体刚度,沿吊车梁腹板两侧面设横向加劲肋间距2 000 mm,加劲肋距下翼缘50 mm。

2.3 支撑系统

1)支撑系统内力计算。

a.风荷载,按山墙受风面积的一半传递给屋架,经计算Fw=67.78 kN。b.地震力按底部剪力法计算,屋盖和吊车梁作为两个计算节点赋予质量G2,G1, H2=15.200 m,H1=9.000 m,G2(屋盖及刚架自重+上柱自重的一半+上柱高度范围内墙板自重的一半和雪荷载);G1(吊车自重及起吊重量+上下柱自重的一半+上下柱墙板自重的一半)。经简化计算F1=115.4 kN,F2=128.2 kN。c.吊车纵向刹车力Hk=0.1,Pmax=142.2 kN。

2)屋盖支撑系统。

a.屋盖支撑系统承受和传递山墙的风荷载,纵向地震荷载通过屋盖的支撑传递给厂房下部支撑结构。b.保证安装时的结构整体稳定,屋盖三道支撑分别设在两端开间和纵向柱间支撑的中间跨内。支撑节点风荷载为Fw=48.03 kN。屋面支撑斜杆按单拉杆设计采用角钢∠70×4,长细比不大于400,应力比0.880;刚性系杆按轴心受压计算,为圆管ϕ121×3.0,长细比不大于200。

3)柱间支撑。

厂房纵向分为三道上柱柱间支撑承受山墙风荷载和地震力,每道支撑承担1/3荷载,中部一道下柱支撑(门式支撑)承担全部风荷载+地震力+吊车纵向刹车力。上柱支撑斜杆采用单拉杆设计长细比小于400,柱顶纵向设水平刚性桁架,组成上柱支撑;下柱斜支撑按拉压杆设计,由于吊车吨位较重且为重级工作制,柱距较大,下柱设双片支撑2∠125×8,缀板间距1 000 mm,经计算下柱支撑应力比为0.821,满足要求(见图2)。

2.4 墙面和屋面

屋面和墙面用普通夹芯板,恒载不大于0.4 kN/m2,采用C型钢,按双向受弯设计,既承受墙板自重又承受水平风荷载。

3 地基基础设计

1)本工程地基为Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基,且黄土地层分布不均匀,故采用换土垫层法处理地基,换填厚度为1.0 m 3∶7灰土至设计基底标高,换填后承载力要求大于160 kPa。柱基础为柱下独立基础,按主刚架受力方向控制基础长宽比不大于1.5,基地面积取荷载标准组合下Nmax,Nmax,Mmax,Mmax,Vmax,Vmax,分别计算最大底面积,按荷载基本组合下的Nmax,Nmax,Mmax,Mmax,Vmax,Vmax分别计算最大配筋面积,综合取最大值,独立基础间设拉梁平衡纵向柱底弯矩并承担上部墙体荷载。2)新旧基础的处理:a.原厂房柱下独立基础与新建办公楼框架柱多处互相占位碰撞;b.新建办公楼为4层,扩建厂房和旧厂房为单层轻型屋盖,相邻建筑基础差异沉降较大,故办公楼决定改为人工挖孔桩基础。人工挖孔桩基施工简单,不受场地限制,单桩承载力高,造价与其他基础差别不大。3)上部柱与原基础碰撞处处理:a.占位窄处设两桩托梁抬柱处理;b.占位较宽处,采取拔掉框架柱每层悬挑,很好的解决了基础碰撞的问题。基础平面布置图见图3。

4 新旧厂房的连接

原厂房为50 t/5 t+16 t/3.2 t 2台吊车,新建厂房为100 t/20 t+32 t/5 t 2台吊车,两主厂房间空隙7.06 m,设20 t吊车,两车间宽度高度和柱距相同;计算时需考虑后建厂房对原厂房主体结构的影响。1)刚架方向通过对连续3跨厂房整体计算,原厂房的安全度能满足要求;2)厂房纵向,原厂房外侧柱及支撑受力不变,中列柱增加荷载为屋盖重量的一半,20 t吊车自重及起重量的一半,减少量为中列柱原外墙荷载,分别折算为柱轴力、地震力、吊车刹车荷载,经核算中列柱柱间支撑均能满足扩建后承载能力。

5 结语

1)本工程办公楼与原厂房紧邻,通过合理的基础和上部框架柱布置,解决了相邻建筑的功能要求,通过办公楼设人工挖孔桩,厂房独立基础两种不同的基础形式,解决了高低跨基础沉降问题。

2)新旧厂房的连接,旧厂房中列柱拆除墙梁和板移至新建厂房边列柱,既减少了中列柱的荷载,又节约成本,减少造价;经过复合计算,原厂房中列柱刚架和柱间支撑设计能满足新增荷载的要求。

3)合理的结构布置方案、简洁的计算分析手段,完善的节点连接构造使整个结构设计更合理更经济。

参考文献

[1]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].

[2]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

[3]宋曼华.钢结构设计与计算[M].北京:机械工业出版社,2003.

车间结构 篇5

通常情况下，涂装车间的工艺有许多机械化输送装置，槽体装置，喷涂烘干设备，空调机组，悬挂风管，以及排气通风要求等。车间的结构梁柱上需要布置许多吊点，供工艺的工件输送、风管悬挂用。在涂装车间中，经常可以看到有许多抽柱加托梁和楼板开洞的情况。另外，涂装车间有许多油漆喷涂工位，在这些工位上，都有一定的防火要求。在建筑结构设计时，需要考虑建筑防火和结构耐火极限问题。相对而言，在涂装车间中，钢筋混凝土结构的耐火性能要比全钢结构的好一些。

此外，在结构设计中，还需要考虑土建施工的难易程度、工程项目的建设周期等因素。由于这些因素的存在，涂装车间结构方案的优化设计就比较复杂。

本文以实际工程为例，重点探讨涂装车间的方案和结构优化问题。

1 工程概况

本工程建筑面积39 000m2，主车间面积35 000m2。建筑层数:车间部分为3层、局部2层。主车间跨度12m、15m,1层柱距为6m（局部为12m）,2层、3层柱距为12m。建筑高度22.80m。本工程的涂装车间生产类别为丁类，建筑物耐火等级为二级。主体结构设计使用年限为50a，抗震设防烈度7度。2层楼面工艺荷载6.0kN/m2,3楼面工艺荷载6.0kN/m2（局部10.5kN/m2），屋面吊挂工艺荷载0.5kN/m2。

2 方案选型

2.1 结构体系方案

方案设计阶段考虑了三种方案：(1)全钢筋混凝土框架结构方案；(2)全钢结构框架结构方案；(3)钢筋混凝土-钢混合结构方案：1层、2层柱为钢筋混凝土柱，3层为钢柱；2层、3层楼面为钢筋混凝土梁板，屋面为H型钢梁+冷弯檩条。各结构形式材料用量、总造价、总工期比较见表1。

经综合分析，可以看出，钢筋混凝土-钢混合结构方案不仅总造价最低而且总工期较短。本工程最终采用了钢筋混凝土-钢混合结构方案，实际使用效果良好。

2.2 基础方案

本工程场地除(1)杂填土不宜做天然地基外，其余各层土的地基承载力特征值fak及压缩模量Es（变形模量Eo）可采用下列数值：

(2)黏土：fak=140kPa Es=4.2MPa

(3)中砂：fak=280kPa E0=17.5MPa

(4)圆砾：fak=550kPa E0=28.5MPa

(5)砾砂：fak=550kPa E0=27.5Mpa

地质剖面图见图2。

根据地质情况及地质报告建议，本工程可采用独立基础、人工挖孔灌注桩、螺旋钻孔灌注桩三种基础形式。设计时对以上三种形式做了详细比较，独立基础相对经济，故排除了桩基础方案。

对于独立基础，本工程又对浅基础和深基础进行了对比分析。根据地质报告，2层土埋深约2.5m，承载力fak=140kPa,3层土埋深约4.5m，承载力fak=280kPa。本工程大部分柱的柱底内力为5 000kN左右，根据对地基承载力修正后计算的结果，基础落至3层土基础混凝土及钢筋用量是落至2层土的0.4倍。经对比分析采用了深基础方案，有效地节约基础造价。

2.3 混凝土梁板方案

本工程混凝土楼板大部分为15m×6.15m×12m柱网，对井字次梁方案、单向次梁普通混凝土主梁、单向次梁预应力混凝土主梁三种方案进行了经济分析，采用了经济合理和施工方便的单向次梁普通混凝土主梁方案。既节省了造价，也加快了施工进度。

2.4 三层钢柱方案

本工程局部3层，标高17.00m～22.80m，该部分边柱若采用混凝土柱，搭脚手架、支模板需从6.5m楼面进行，搭脚手架、支模板费用高，并且影响2层钢结构屋面的安装而影响工期。故该项目在17.00m以上采用钢柱，从而有效地保证了工程进度。

2.5 屋面系统

本工程屋面梁为钢梁，围护为楼承板加保温卷材屋面。屋面采用楼层板（高51mm，厚0.75mm），檩条采用Q345冷弯檩条。该项目对冷弯檩条的间距进行了比较计算，檩条间距适当取大可有效降低檩条用钢量，考虑到楼承板的支撑长度、钢梁平面外的计算长度，确定檩条间距取3m，不仅降低了用钢量，同时也满足了楼层板和钢梁的计算要求。

3 结构计算

本工程为多层框架结构。结构计算中，考虑到底下两层为钢筋混凝土框架结构，上部顶层为钢结构，分别按照空间框架结构和平面门式刚架结构进行分析。

空间结构计算运用的分析软件是PKPM系列2008版中的SATWE模块，即多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件；屋面钢梁的计算运用了STS钢结构设计软件。

4 结果分析

对于钢筋混凝土-钢混合结构，1层、2层柱为混凝土柱，3层柱可采用混凝土柱、钢柱两种方案。若3层采用钢柱，可有效加快施工进度。

结构分析中选取了3层柱采用混凝土柱、钢柱计算比较。分析结果表明：(1)各阶自振周期，三层混凝土柱比钢柱都低。(2)基底剪力（见图4），结构的前六阶振型3层混凝土柱比钢柱的大。(3)位移，3层采用混凝土柱最大位移为1/529,3层采用钢柱最大位移为1/229，采用钢柱位移虽然较大，但能够满足使

5 连接构造

对于同一材料，或者说对于同一种结构类型而言，一般都有较为成熟的结构连接节点。当我们选取了混合结构体系后，就涉及到不同材料的连接和不同结构体系的受力传递问题。结构中所有构件的内力都是由连接节点来实现力的传递，所以节点处理就成为了结构设计中的一个非常重要的问题。

首先，节点的设计要满足结构内力的合理传递，确保结构体系的安全、稳定和合适的刚度。其次，设计人员需要考虑节点的构造做法，通过构造设计是节点满足事先的节点假设条件。节点一般可分为刚性节点和铰接节点两大类（本文不涉及半刚性节点）。

1）刚性节点：在受力方面，它既能传递剪力，也能传递弯矩；在运动方面，它既限制转动，也限制平动。

2）铰接节点：在受力方面，它只能传递剪力，而不能传递弯矩；在运动方面，它仅限制平动，而不限制转动。由于铰接节点受力较为简单，因此在结构构造上也相对简单，施工方便，但铰接节点在控制结构位移方面是极为不利的。

在本工程中，钢柱与钢筋混凝土柱的连接采用了刚性连接节点。采用此节点可以使得上部钢柱的轴力、剪力和弯矩得到有效传递，也保证了结构的刚度和稳定，同时，还能减少上部结构的用钢量。

6 结论

1）结构优化是一个综合性问题，需要考虑经济性、安全性、适用性，以及便于施工等因素。本文根据涂装车间的工程实例分析，表明：结构优化首先要对整体结构体系进行优化方案，也要对基础、梁板布置方式、结构构件布置间距等等局部进行优化，同时还要在计算分析和施工图设计的环节中认真分析处理。这样才能实现涂装车间的综合指标达到最优效果。

2）经过全面系统地分析，本工程中采用的钢筋混凝土-钢混合结构方案：1层、2层柱为钢筋混凝土柱，3层为钢柱；2层、3层楼面为钢筋混凝土梁板，屋面为H型钢梁+冷弯檩条结构方案为最佳，实际使用效果良好。

3）涂装车间工艺较为复杂，厂房的结构设计除了需要满足结构设计的基本条件外，还要考虑满足工艺的合理性。

4）钢筋混凝土与钢结构的混合结构，连接节点的设计非常重要。不但要满足受力特性的要求，还要考虑施工安装的便利。节点构造做法尤为重要。

5）钢筋混凝土与钢结构的混合结构的设计，涉及到不同规范的要求。从结构体系到构造要求都存在模糊和交叉的问题。如何处理好这些问题，还需要开展更深入的研究与分析。

参考文献

[1]杨俭,万叶青,李国杰,等.一种新型三角形屋架的设计[J].钢结构,2008(7):7-9.

[2]中华钢结构论坛.普钢厂房结构设计[M].北京:人民交通出版社,2007.

[3]JBJ9-97机械工厂结构设计规范[S].

车间结构 篇6

关键词：厂房,爆炸,检测,鉴定

某啤酒有限公司新建动力车间, 主体为钢筋混凝土框架结构, 共一层, 局部出屋面一层, 建筑面积2259.2平方米, 建筑高度10米, 抗震设防烈度为6度。制冷间发生酒精罐爆炸, 导致结构受损。

1工程概况

该啤酒有限公司新建动力车间, 主体为钢筋混凝土框架结构, 共一层, 局部出屋面一层, 建筑面积2259.2平方米, 建筑高度10米, 抗震设防烈度为6度。现浇混凝土梁柱设计强度等级为C30。其火灾位置如下图 (图中阴影区域为酒精罐爆炸位置) :

2现场检测

依据委托方提出的内容, 对该啤酒有限公司新建动力车间的制冷间爆炸失火部位的混凝土现状进行了详细的现场勘察, 并采用ZC3-A型混凝土回弹仪对混凝土强度进行检测, 采用钻芯法对混凝土强度进行修正, 并利用钻孔设备对爆炸点附近的混凝土梁进行取芯检测, 以确定火灾对混凝土内部的影响。

经现场勘验, 爆炸后该楼具体情况如下:

2.1该啤酒有限公司新建动力车间的制冷间爆炸失火部位1轴防爆墙及窗户由于爆炸冲击及火灾已经损毁, E轴、4轴墙体局部地区抹灰层脱落, 并且墙体局部产生裂缝, 爆炸点正上方1轴-2轴与D轴-E轴间混凝土楼板中的混凝土已经被炸坏, 楼板中钢筋爆露, 爆炸点附近1轴-2轴与C轴-D轴间结构呈现烟熏黑色。

2.2经勘察发现, 爆炸点及其周边局部混凝土楼板呈浅灰色 (略显粉红) , 表面有微细裂缝, 并且混凝土梁出现通透裂缝。

2.3结构构件强度检测具体情况:根据爆炸位置及其他过火部位现状, 选取具有代表性的结构构件进行混凝土构件内部混凝土强度检测。现场检测采用回弹法对混凝土强度进行检测, 同时采用钻芯取样法对回弹测强进行修正 (详细检测数值见表1) 。

3检测结论

3.1该啤酒有限公司新建动力车间的制冷间1轴~4轴与A轴~E轴之间混凝土过火后混凝土强度虽然满足设计要求, 但混凝土梁板出现不同程度的裂缝, 裂缝的存在降低了混凝土构件的承载能力及混凝土构件的耐久性, 需对过火严重的混凝土梁板 (1轴~3轴与C轴~E轴之间) 进行加固处理。

3.2该啤酒有限公司新建动力车间的制冷间和CO2空压间之间的砌体墙体 (轴4处) 受冲击产生裂缝, 需对此墙体进行加固处理。

3.3按照《火灾后建筑结构鉴定标准》 (CECS252:2009) , 火灾后混凝土构件初步评级如下:

(1) 1轴~3轴与C轴~E轴之间混凝土楼板有大面积烟灰, 混凝土呈浅灰色 (略显粉红) , 表面有微细裂缝, 未发现混凝土脱落及钢筋露筋现象, 根据《火灾后建筑结构鉴定标准》 (CECS252:2009) , 混凝土楼板评为IIb级;其余部位混凝土楼板可评为IIa级。

(2) 1轴~3轴与C轴~E轴之间混凝土梁有大面积烟灰, 混凝土呈浅灰色 (略显粉红) , 表面有通透裂缝, 未发现混凝土脱落及钢筋露筋现象, 根据《火灾后建筑结构鉴定标准》 (CECS252:2009) 混凝土梁评为IIb级;其余部位混凝土楼板可评为IIa级。

(3) 1轴~4轴与A轴~E轴之间混凝土柱有大面积烟灰, 混凝土没有明显颜色变化, , 未发现混凝土裂缝、脱落及钢筋露筋现象, 根据《火灾后建筑结构鉴定标准》 (CECS252:2009) 混凝土柱评为IIa级。

3.4根据《火灾后建筑结构鉴定标准》 (CECS252:2009) 综合以上的检测及分析, 百威英博 (佳木斯) 啤酒有限公司新建动力车间的制冷间1轴-4轴与A轴-E轴之间混凝土结构详细评定级别为c级, 不符合国家现行标准要求, 在目标使用年限内影响安全和正常使用, 应采取措施。

4结束语

通过对该爆炸厂房的检测与鉴定得出以下结论:

4.1该啤酒有限公司新建动力车间1轴~2轴与D轴~E轴之间楼板受爆炸影响已经破裂, 建议将破损处楼板局部拆除后重新进行浇筑, 其他过火部位楼板, 凿除板底酥松混凝土至密实层, 采用聚合物水泥砂浆进行修补, 并且在板底增设钢梁。

4.2该啤酒有限公司新建动力车间1轴~4轴与A轴~E轴之间其他过火部位楼板, 建议凿除板底酥松混凝土至密实层, 采用聚合物水泥砂浆进行修补。

4.3该啤酒有限公司新建动力车间1轴~3轴与C轴~E轴之间混凝土梁受火灾影响, 梁产生通透裂缝, 建议对混凝土梁采用加大截面法进行加固, 加固前需凿除酥松混凝土至密实层, 并对裂缝进行灌封处理。

4.4该啤酒有限公司新建动力车间1轴~4轴与A轴~E轴之间其它受火灾影响较小的混凝土梁, 建议凿除梁表面酥松混凝土至密实层对混凝土梁采用聚合物水泥砂浆进行修补。

车间结构 篇7

关键词：物料智能化配送系统,生产车间物流,工作流程,控制系统

随着自动化和信息化技术在物流系统中的广泛应用,现代企业对物流配送的合理性、准确性、高效性和实时性的要求也越来越高。物流已经成为企业利润的“第三源泉”,物流的合理化可以促进生产过程中资源配置的合理化,工艺流程的合理化,甚至可以促进企业管理方式、管理理念的革新,从而大大提高企业竞争力。本文针对挖掘机结构车间物料智能化配送系统研究与应用进行介绍。

一、目前行业物料配送模式介绍

由于挖掘机结构件的物料不规则,且外形尺寸相差非常大,给物料配送带来了很大困难。物料以何种方式配送至结构车间各工位,各个挖掘机生产厂家均花费大量的精力及时间进行研究分析。目前国内外生产厂家通常采用直送现场或通过输送线两种配送方式。

直送现场配送方式,比较适用于小品种、大批量的生产模式,但具有占据场地面积大、物料起吊不便以及车间整洁性较差等缺点;输送线配送方式,较适用于多品种、小批量生产模式,具有占地面积小、物料起吊方便以及车间整洁性好等优点。不过,目前输送线配送物料方式仅仅停留在物料输送层面,没有真正实现物料智能化配送。

例如,当物料配送小车承载空配料框返回配盘工位时,配料人员需观察该条物料输送线中各工位重载滚床是否有料框,当发现某工位重载滚床无料框时,配料人员通过纸质文件查看该工位当日生产计划,再将装有物料的料框放置在小车上,之后按下相应工位的按钮,实现物料配送。此配送方式主要存在以下问题:1.不能保证物料配送的及时性;2.不能保证各工位要料的先后顺序;3.不能保证物料配送的准确性;4.不适用于长距离配送等。

二、物料智能化配送系统的设计

结构车间物料智能化配送系统按照动臂、斗杆、转台总成、主体及车架物料专业化配送方案进行设计。每套系统针对相同部件不同的产品、型号、规格、作业时间、产能,进行工艺布局设计,系统内每条物料配送线均可满足不同机型的物料配送,以满足规划设计产能的要求。

为保证物流顺畅、配送的方便性,充分利用空间,配送系统物流通道全部设计在车间内侧行车起吊死点位置,这样既能提高拼点效率、节省空间,又使车间整体布局美观大方,方便各工位操作。斗杆物料智能化配送系统详见图1。

三、物料智能化配送系统的组成

1. 配送小车及固定重载滚床

配送小车与固定重载滚床是物料智能化配送线基本构成要素之一,实现了物料框在线体内各工位与配料工位之间自动转运,见图2。

(1)配送小车

配送小车由纵向小车和横向车载滚床组成。纵向小车背负着横向车载滚床,可以在导轨上往返运行,横向车载滚床负责实现与固定重载滚床对接,实现物料框在两滚床之间往复转运。纵向小车运行速度为5～30米/分钟连续可调,横向车载滚床滚轮运行速度为10米/分钟。

(2)固定重载滚床

电机通过链轮传动机构,实现滚轮正反转。依靠滚轮与物料框之间摩擦力,实现物料框在固定重载滚床与车载滚床之间往返转运。固定重载滚床滚轮运行速度为10米/分种。

2. 配料控制器

每条物料配送线均配置一台配料控制器,其是由触摸屏、电源指示灯、急停按钮等组成。其中触摸屏除显示该线体内各工位的生产计划订单之外,还显示该线体内各工位当前的工作状态、配送小车运行状态、各工位正在完成的生产订单、即将要完成的生产订单以及准备要完成的生产订单。

3. 控制系统

(1)断电自动恢复系统

当物料配送线供电突然停止,主控制箱将自动记录当前配送小车位置状态,待电力恢复后继续工作;同时记录各工位物料需求信息,待电力恢复,配料工位可继续操作。

(2)总线控制原理

系统各部件包括小车、重载滚床、控制柜、供电连接系统以及各部分之间的通信皆采用全数字化控制技术,整个系统采用数字化总线控制。

为提高物料智能化配送系统的安全性,可以采取以下措施:

(1)系统外围安装急停按钮;

(2)配送小车安装声光报警装置;

(3)配送小车在突发异常状况时,有急停装置维护自身;

(4)控制系统拥有完善的保护功能,如过载、短路、急停、联锁、漏电保护等。

四、物料智能化配送系统的工作流程

物料智能化配送系统采用总线控制原理,将车间每个生产单元设定为一个独立的总控制系统,并分别与企业生产管理系统(SAP、MES等)连接。生产管理系统将结构车间内部各工位的生产计划下发至与其连接的总控制系统,总控制系统对生产计划订单自动进行分解至系统内各条配送线的配料控制器中。

配料人员根据显示屏中各工位的生产订单,将载有该生产计划订单的相应物料的物料框置于车载滚床之上,确认放好后即按动放车按钮。配送小车自动进入物料需求工位对接需配料工位的固定重载滚床,并将装有物料的料框输送至固定重载滚床上,输送完毕后,若没有收到其它工位物料需求信号即在本工位等待;若收到其它的工位物料需求信号,即自动进入该工位从而进入下一循环(要求按照谁先需求物料先给谁配送的原则)。在一个工位要料和送料这一循环没有完毕期间,若收到其它工位的物料需求信号,配送小车还得将该循环动作完毕后才执行下一工位的循环动作。

当物料配送完毕后,系统自动将该批物料的消耗明细反馈至生产管理系统,生产管理系统将自动实现系统内物料库存量的出库。当某工位完成当前生产订单,通过操控盒的“完工”按钮,自动实现该生产订单报工。同时生产管理系统可通过设定安全库存量,并结合物料智能化配送系统的物料出库报工,实现对当前物料库存情况地准确掌握,便于提前安排相关物料采购。物料智能化配送系统控制流程图,详见图3。

五、物料智能化配送系统的应用效果

通过物料智能化配送系统实行“配送制”,可有效改善仓库布局,加快物料周转速度,有效控制生产成本,并提高工作效率和管理效益,为生产管理系统有效运行提供强有力保障,具体表现如下:

1. 有效提高仓储管理效益,确保生产计划的执行性。

(1)仓库布局进一步合理。实施“配送制”后,按照生产计划订单,单台套配送的原则,重新规划、调整物料仓库的布局,并按物料定置、定量的仓库管理标准,做到了物料布局整体合理化、物料摆放整齐化、规范化。

(2)提高物料周转速度。增加物料到货批次,减少到货批量,以库存速度替代库存水平,有效地加快物料周转速度,控制物料库存量,减少呆滞物料,从而减低存储成本。

(3)将仓储与物料配送相结合,提高物料标准化操作水平。通过采用专用物料框实现物料单台套配送,使物料配送更快捷、摆放更规范,从而有效地提高物料标准化操作水平,提高工作效率。

(4)加强物流与信息流一体化。实行“配送制”后,车间内部的物料消耗及生产订单完工情况,可及时反馈至相关职能部门,且生产管理部门能及时掌握生产、库存信息,为生产调度提供可靠信息,进一步加强生产计划订单执行性。

2. 降低生产成本,为车间生产管理的有效性奠定基础。

实现车间各工位物料零库存。配料人员根据生产计划订单,通过物料智能化配送系统,准确地将物料配送至各工位,既保证生产的需要,又有效地控制车间因场地不足而使物料乱堆乱放和堆垛超高超重的现象,减少车间生产面积的占用及浪费,为车间5S管理及定置管理提供了条件。

3. 提高物料库存数据的准确性。

4. 掌握物料配送的主动权。

既实现了生产前期物料调配、准备工作,又能实现物料按生产需求分批、分量地配送至各工位,保证车间生产计划的顺利实施。

车间结构 篇8

工程造价就是项目各项建造价格,是项目在决策阶段、设计以及实施阶段花费的费用。其中,项目设计阶段是造价控制的重点,设计是对项目规划以及实施前的方案制定,是处理技术与造价关系的重要环节。在我国,石化工项目不断增多,化工厂的车间结构设计特点是罐体设备多、有较大荷载,这就使车间结构设计产生过多荷载,使建筑成本增多,如果设计不合理,会使投资费用浪费。由此,在设计阶段需要控制造价,使用更加经济、合理的原则对车间结构优化,才能实现资源的节约利用,获得更多经济效益。

1石化车间结构设计布局原则与程序

石化车间结构与其他建筑结构车间存在很大差异,在生产工艺上更加复杂,操作要求更高,需要严格遵循安全生产标准,始终将“安全生产”放在第一位。厂内多为易燃、易爆以及有毒液体,对防爆与防火有着严格要求。因为要进行高危生产,在车间结构设计上较为分散、存在较大的跨度结构,并且横竖布置没有规则,各个面层相互交错布置。在结构设计中需要加强结构选型与设备荷载的控制,使用各项计算模型与参数设定标准,这是确保结构设计更加安全、优化的重要条件。

1.1车间布局设计的基本内容严格依据石化企业设计防火规范进行设计,由初步设计与施工图设计构成,将厂房高度、尺寸确定下来。在布置设计车间厂房时,先了解车间整体布局与内部各项基础设施功能,生产辅助设施、行政设施与消防设施是车间的基本组成。在将车间平面与立面范围确定下来以后,就形成了车间大体结构框架,然后在框架内布置各项功能设施。将车间总占地面积与结构尺寸确定下来,确定各种管线的布设位置。

1.2车间布置设计的要求严格按照设计图纸布局各项系统、设施,使之形成一个完整的结构体系。车间结构设计会在一定程度上影响生产效率,与石化企业的经济利益紧密相连,由此,出于成本控制考虑尽量使平面布局更加简洁、密集,缩小总占地面积,节省空间成本,尽量在结构外布置高大的设备,如果不能布置到室外,可以特殊处理这些设备,将车间总高度降低,也是节约资源,降低建造成本的一个重要体现;其次,考虑到各项设备安装、操作的便捷性,将操作效率提高,发挥其在生产中的优势,合理安排维修机房、配电室以及化验室等日常办公场所,使之相互协调,增强彼此合作,共同提升生产效率。还要预留出足够的生产空间与距离,使检修更加方便。

2工程概况

2.1工程基本情况某石化工厂位于某经济开发区内,是一个石化生产车间,分为上下两层,建筑总面积为3021m2,使用传统的框架结构布局,确定抗震等级为三级。整体车间架构为独立柱形式,依照乙级设计标准,在结构的持力层中应用的稳定性更强的粉质粘土,将承载力特征值设定为170k Pa。结构基本风压值为0.35k N/m2,A类地面粗糙度。处理设置风压值以外,还在设计中设置了结构的雪压值,为0.24k N/m2。在抗震指标上分别对防裂度与抗震组进行了划分,防裂度设定为5级标准,列为第一抗震组,对设计特征进行设定,按照相关标准,设计特征周期为0.22s。

2.2生产车间工艺与建筑布局特征在机房之间的夹层轴空间搭建化验室与生产工具存储室,因为化验室与工具室不是集中进行生产的区域,由此,占地面积较少。在第二层的层轴区域设置3~9个生产车间,设计10个浆料釜,对所有的存储物体都进行称重,每个储料净重为100k N,每个反应釜重量为1852k N,还称重了10个计量釜,各称重30k N。车间中内配电室、控制室也安排在二层轴处,放置10个储罐,称重130k N一个。同时,反应釜试验区设置在二层7~10/C~D区域内,使用4个试验釜,各称重400k N一个。此外,在车间中还设置了防爆装置与单梁吊车,将吊车跨度设置为12.6m,基本能够满足吊运需求。

2.3工程结构设计

2.3.1结构选型与结构设计上述设计的二层车间与夹层中框架都使用钢筋砼搭建的,使整体稳定性大幅度增加,使用现浇钢筋砼结构不仅能够使二层车间与夹层的楼面的稳定性增强,还大大提升了配电室、各个机房所处楼面的承载力。其中,对砼强度等级进行了设计,柱强度等级为C20,梁板强度等级为C23。现浇钢筋砼结构布置如图1所示。

2.3.2结构荷载值的确定与结构布置方法首先,需要将不同层面的结构荷载确定下来,依据结合荷载布置各项生产工具,确保各项生产操作更加安全。二层车间荷载设置有严格的规定,需要充分考虑浆料釜的重量与恒载指标,按照活荷载标准确定储料的重量。浆料釜有三个对称支点,这三个支点较为固定,也是承载基础。依据点与面的基本原理,三点共面,但如果出现了四个点,将很难保证面稳定性,也不能使四个点都固定在一个平面中。由此,在浆料釜的设计上依据平均分配原则,在设备周围布局梁结构,依靠梁的支撑增强设备洞口处的稳定。上述是针对大型超重设备来说的,而对于轻小型设备,荷载指标会降低,可以将不同生产浆料集中到一起堆放,不需要考虑或荷载。

严格依据恒载标准,储罐的重量、大小都要与活载标准吻合。以90度直角确立三个支柱,为了使纵向梁稳定性提高,可以在梁上布置三个支柱,以此避免产生楼面板倒切。鉴于这种设计会出现结构层交错,需要统一结构层标高,集中支柱的作用力。

2.4车间结构设计中的重点问题探究

2.4.1等效荷载计算与结构效应需严格按照车间结构布局样式对储罐设备布置进行优化,选择一个层轴段,设计成常规开间结构,选取的夹层轴为:2~6/C~D。具体如图2所示。

第一种情况是:按照设备存放位置布局,将储罐布局在跨区中间位置,在主板与次板之间留出1510mm的距离,确保储罐的尺寸低于主梁与次梁间的距离,然后将储罐的位置确定下来。通过上图发现,跨区内能够容纳3个储罐,但中间梁区域低于储罐总占地面积,将最终的活荷载取值确为80k N/m2。为了减少结构成本,在荷载取值上需要严格参照相关计算结果,在计算出活荷载以后,分析各部分构建钢筋值结果是否与结构荷载指标一致。

第二种情况:如果不能使储罐布局位置确定下来,就要使用常规井字梁结构布局方法,当将储罐设置在跨板的中间区域时,需要对钢筋的活荷载进行计算。依据相关计算结果,板区最大荷载总量为120k N。然后,对这部分区域的荷载进行转换,依据相关计算公式将荷载的扩散指标得出来。对比上述两种情况,最终得出钢配筋计算结果,发现固定钢配筋值最大,这种结算结果更加符合安全指标。出于节省成本考虑,为了使此次设计更加具有经济性,最终采取固定布局的方法布置储罐,因为储罐会使格区内的等效活载受到影响,在值的选择上需要考虑到板区的布局的规范。

2.4.2一层柱计算高度选择与角柱设计优化方法通过对上述设计结果的分析,出于经济性考虑,需要对一层与二层梁进行基础计算,使结果更加具有科学性。先不对梁的作用进行考虑,仅对一层高度进行计算,结算结果表明这一结果更加安全。因为不考虑梁,需要计算更高的结构,具有较小的主线刚度,造成梁内力分布不均匀,由此,设计使用有较大内力的框架,不具有经济性。由此,通过对一、二层高度计算与设计优化能够得出最佳的设计高度值,使造价成本得以控制,体现经济指标。脚柱基础设计优化上不需要考虑一层砌筑造成的婉拒力,梁承担的最大弯矩力为52k N,将梁分担基础内力的能力提高,是截面设计更加合理的关键。

为使设计体现成本节约与优化,使用成本差异考核方法,在设计以及施工阶段,鉴于实际预算成本与标准成本存在差异,会产生有利与不利差异,而通过考核则能够将“差异”信息及时反馈回来。主要核算人工成本差异与材料、机械使用费用差异等。制定标准成本,石化工厂车间内的设备、装置都要修订定额、预算单价、材料单价等等,依据设计方案,在此基础上将项目标准成本制定出来。人工费标准成本、材料标准成本以及费用成本构成了项目标准成本。制定时需要尽量将职工的积极性激发出来,既要合理又要科学,符合实际设计标准。最后,要加强事中审计,对设计存在若干过程进行审计,考虑以后的应用效果,也称为事前审计,只有加强针对性的事前审计,才能减少额外成本的浪费,使设计达到成本优化与控制的效果。

3结语

本文结合具体石化结构设计案例,探究了荷载取值与结构布置方法,通过分析发现,石化企业的车间结构设计需要花费非常多的材料、设备成本,车间结构设计与石化企业造价预算存在密切关系,明确不同设计指标与等级,合理布局各项设施,这样才能为造价预算提供更加科学的依据。

摘要：本文将对石化车间结构优化与布局方法进行探究,进而体现优化车间结构对提高石化安全生产及工程造价的重要影响。

关键词：石化车间,机构设计,造价预算,关系

参考文献

[1]张学良,邱炮谋.石油化工结构设计的工程造价控制[J].吉林大学学报(社会科学版),2013,5.

[2]宋光远,石汉青.石油化工设计工程造价预算的探讨[J].长春工业大学学报(自然科学版),2014,6.