Nio nyckelpunkter för design och konstruktion av fabriksbyggnader för stålkonstruktioner

Stålkonstruktion fabriksbyggnaderhar blivit allmänt erkända inom byggteknik eftersom de är snabba att bygga, lätta i egenvikt, har bra seismisk prestanda och är miljövänliga. Vid design av industribyggnader har de successivt ersatt den tyngre armerade betongkonstruktionen.

Stålkonstruktioner har inte använts i Kina på länge, och deras detaljerade design och konstruktionstekniker utvecklas fortfarande. Även om industribyggnader med stålkonstruktioner erbjuder många fördelar, har stål som material också nackdelar - till exempel dålig brandmotstånd och en tendens att korrodera. Dessa faktorer måste beaktas under både projekterings- och byggskedet.

I. De viktigaste fördelarna med fabriksbyggnader för stålkonstruktioner

Som nämnts i sammanfattningen, de viktigaste fördelarna medstålkonstruktion industribyggnaderär följande. För det första, när det gäller konstruktionshastighet: stålkomponenter kan masstillverkas i en fabrik; konstruktionen är enkel och monteringen går snabbt, vilket avsevärt förkortar byggtiden. För det andra, när det gäller egenvikt: byggnadens strukturella vikt kan minskas med cirka 30%; detta är särskilt ekonomiskt på platser med låg grundbärande kapacitet eller hög seismisk befästningsintensitet, där den totala ekonomin är bättre än för armerade betongkonstruktionssystem. Slutligen, när det gäller miljöskydd: stålkonstruktioner tillhör familjen av miljövänliga gröna byggnadssystem; stål i sig är ett höghållfast, högeffektivt material med högt återvinningsvärde, och det kräver ingen formsättning under konstruktionen.

II. Vikten av ritdesign

Ritningar är grunden för konstruktionen i alla projekt. Under konstruktionsfasen av en industribyggnad av stålkonstruktion bör konstruktionsenhetens professionella tekniker organiseras för att genomföra en gemensam ritningsgranskning, kontrollera ritningarna för "fel, utelämnanden, kollisioner och brister" så att problemen löses innan konstruktionen påbörjas och ritningsproblemens inverkan på kvalitet och tidsplan hålls till ett minimum. För ett stålkonstruktionsprojekt bör separata konstruktionsorganisationskonstruktioner utarbetas för tillverkningsstadiet och monteringsstadiet; Tillverkningsprocessdokumentet bör täcka kvalitetsstandarder och tekniska krav för varje process och underartikel i tillverkningsstadiet, såväl som de specifika åtgärder som vidtas för att säkerställa produktkvaliteten.

III. Designprinciper för stagsystemet

För att säkerställa byggnadens rumsliga beteende, förbättra dess totala styvhet, motstå och överföra längsgående horisontella krafter, förhindra överdriven deformation av element, undvika buckling av kompressionselement och garantera konstruktionens övergripande stabilitet, bör ett tillförlitligt stödsystem ordnas i enlighet med byggnadens strukturella form, kranlayouten, längden på verkstaden, vibrationsutrustningens längd, längden på verkstaden och höjden på verkstaden. Varje temperaturzon bör vara försedd med ett stabilt mellanpelarstag, arrangerat i samordning med takets horisontella horisontalstag. Placeringen av den nedre pelarens stag är en nyckelfaktor som bestämmer riktningen för den längsgående deformationen och påverkar mängden termisk spänning; den nedre pelaren bör placeras så nära mitten av temperaturzonen som möjligt, så att längsgående delar som kranbalkar kan expandera och dra ihop sig fritt mot båda ändarna när temperaturen ändras. När temperaturzonen är kort placeras vanligtvis en enkel uppsättning av nedre pelare i mitten. Men när temperaturzonen är längre än 150 m, bör två uppsättningar av nedre pelarstag installeras inom zonen för att säkerställa längsgående styvhet; de bör placeras inom den mellersta tredjedelen av temperaturzonen så långt det är möjligt, och avståndet från mitt till centrum mellan de två uppsättningarna bör inte överstiga 72 m för att undvika överdriven termisk stress.

IV. Nyckelpunkter för seismisk design

Vid utförande av seismisk design av en industribyggnad av stålkonstruktion bör följande punkter noteras. För det första, när det gäller allmän layout, bör strukturens massa och styvhet fördelas jämnt så att byggnaden belastas enhetligt och deformeras på ett koordinerat sätt; ojämn styvhet bör undvikas, eftersom det har en ogynnsam effekt på seismisk prestanda. För den tvärgående strukturen bör en styv ram, eller en ram där takstolen är fast ansluten till pelarna, användas för att utnyttja stålets bärande prestanda fullt ut och minska tvärgående deformation. För det andra misslyckas byggnader med stålkonstruktioner vanligtvis inte för att hållfastheten hos element är otillräcklig, utan för att element spänns; därför är ett välarrangerat stagsystem som garanterar byggnadens totala stabilitet extra viktigt. Slutligen, under jordbävningsåtgärder, uppstår lågcykelutmattning, och dess effekt på byggnaden måste beaktas i designen. Konstruktionen av strukturella anslutningar bör säkerställa att fogbrott inte inträffar innan konstruktionsdelarnas hela sektion ger efter; medlemmarna bör tillåtas gå in i plaststadiet så att de fullt ut kan absorbera seismisk energi och utveckla sin seismiska kapacitet.

V. Vikten av värme- och brandbeständig design

Stålstruktur industribyggnaderhar dålig brandmotstånd. När stål värms över 100 °C minskar dess draghållfasthet och dess plasticitet ökar när temperaturen stiger. Runt 250 °C ökar stålets draghållfasthet något medan dess plasticitet minskar - ett fenomen som kallas blå sprödhet. Över 250 °C börjar stålet krypa. Vid cirka 500 °C sjunker stålets hållfasthet så lågt att stålkonstruktionen kan kollapsa. Därför, närhelst yttemperaturen på en stålkonstruktion överstiger 150 °C, måste värmeisolering och brandskyddsdesign tillhandahållas (vanligtvis uppnås genom att applicera värmebeständiga, brandskyddande beläggningar).

I konstruktionen avstålkonstruktion industribyggnader, många praktiska problem uppstår; här analyserar vi bara de mest framträdande.

VI. Inbäddning av ankarbultar under konstruktion

Det kan sägas att om ankarbultarna är ordentligt installerade är grundläggande för stabiliteten i en industribyggnad av stålkonstruktion. Noggrannheten hos ankarbultarna påverkar direkt placeringen av stålkonstruktionen. Ankarbultar måste bäddas in med strikt precision: axelavvikelse ±2,0 mm och höjd ±5,0 mm. Innan du installerar pelarförankringsbultarna, projicera varje axel i det horisontella styrnätet på den övre ytan av pelarfundamentet och stäng slingan för att garantera monteringsnoggrannheten för bultarna; markera sedan ytterkanterna av kolumnerna enligt axlarna. När stödramen (shoring) för pelarförankringsbultarna har monterats, överför den önskade höjden till stålrörsramen. 

VII. Försiktighetsåtgärder under lyftning

De viktigaste försiktighetsåtgärderna är följande. Markera först de tvärgående mittlinjerna på pelarfotens basplatta och ankarbultarnas mittlinjer, och rengör klipphålen i pelarbasen; efter att stålpelaren är på plats, justera dess höjd och dra åt muttrarna. För det andra, efter att stålpelarna i ett område har rests, installera dragstängerna (anslutningselementen), för att säkerställa den övergripande stabiliteten för pelarna och förhindra att de deformeras när stålbalkarna hissas. Slutligen, hissa stålbalkarna: koppla ihop par av balkar i luften och utför den initiala åtdragningen av de höghållfasta bultarna; den första balken ska säkras med fyra trådar för att förhindra att den tippar åt sidan.

VIII. Svårigheter med att installera kranbalksystemet

Under konstruktionen måste kranbalkar installeras strikt från den pelarförsedda viken, i enlighet med specifikationerna. När väl mellanpelarstödet är installerat och anslutet, bildar det en relativt stabil rumslig styvhetsenhet; installation från denna vik är säkrare och säkerställer också att monteringen av kranbalkarna inte påverkar vertikaliteten på kolonnerna. Under installationen bör shimsplattor placeras under kranbalkar med stora ändsektionsavvikelser; dessa shims måste svetsas på plats efter att kranbalksystemet har justerats, och balkarna bör riktas in exakt mot de förinställda positioneringslinjerna. Bromssystemet bör formellt anslutas först efter att kranbalkarna har justerats och fixerats. När bromsplattan är ansluten till kranbalken med höghållfasta bultar och till hjälpfackverket genom svetsning, spelar sekvensen roll: anslut först bromsplattan till kranbalken med höghållfasta bultar och utför den initiala åtdragningen; justera sedan hjälpfackverket, häftsvetsa det till bromsplattan och utför den sista åtdragningen av de höghållfasta bultarna; svetsa slutligen bromsplattan till hjälpfackverket. Både åtdragningen av de höghållfasta bultarna och svetsningen av bromsplattan bör ske från mitten av varje platta mot båda kanterna, för att minska inre spänningar i plattan.

IX. Stapling av stålkomponenter

För att underlätta monteringen bör stålkomponenter staplas på ett rimligt sätt efter att de kommit till platsen. Principerna är: komponenter som brådskande behövs för montering ska staplas direkt på plats, enligt lyftsekvensen – de som ska hissas först går ovanpå och de som ska hissas senare går under; komponenter som inte är brådskande bör tillfälligt lagras utanför anläggningen. När du staplar, håll kolumner och balkar åtskilda och stapla dem efter axel. Lagringsgården bör skötas av utsedd personal; komponenter ska räknas mot leveranskraven och leveranslistan, och journalerna ska arkiveras. H-sektionselement måste förvaras upprätt, aldrig plant. Varje komponent måste stödjas på minst två punkter; stödpunkterna bör vara placerade på ungefär en sjundedel av spännvidden från elementändarna. Vid stapling i lager tillåts inte fler än tre lager; timmerblock måste placeras korrekt mellan lagren för att hålla dem jämna, och stödpunkterna måste riktas vertikalt.