Ni nøkkelpunkter for design og konstruksjon av fabrikkbygninger med stålkonstruksjoner

Stålkonstruksjon fabrikkbygningerhar blitt anerkjent innen konstruksjonsteknikk fordi de er raske å bygge, lette i egenvekt, har god seismisk ytelse og er miljøvennlige. I utformingen av industribygg har de gradvis erstattet den tyngre armerte betongkonstruksjonen.

Stålkonstruksjoner har ikke blitt brukt i Kina på lenge, og deres detaljerte design og konstruksjonsteknikker utvikles fortsatt. Selv om industribygg med stålkonstruksjon gir mange fordeler, har stål som materiale også ulemper - for eksempel dårlig brannmotstand og en tendens til å korrodere. Disse faktorene må tas i betraktning både under prosjekterings- og byggefasen.

I. De viktigste fordelene med fabrikkbygninger for stålkonstruksjoner

Som nevnt i sammendraget, de viktigste fordelene vedindustribygg av stålkonstruksjoner som følger. For det første, når det gjelder konstruksjonshastighet: stålkomponenter kan masseproduseres i en fabrikk; konstruksjonen er enkel og monteringen er rask, noe som forkorter byggeperioden betraktelig. For det andre, når det gjelder egenvekt: bygningens strukturelle vekt kan reduseres med omtrent 30%; dette er spesielt økonomisk på steder med lav fundamentbærende kapasitet eller høy seismisk befestningsintensitet, hvor totaløkonomien er bedre enn for armerte betongkonstruksjonssystemer. Til slutt, når det gjelder miljøvern: stålkonstruksjoner tilhører familien av miljøvennlige grønne byggesystemer; stål i seg selv er et høyfast, høyeffektivt materiale med høy gjenvinningsverdi, og det krever ikke forskaling under konstruksjon.

II. Viktigheten av tegnedesign

Tegninger er grunnlaget for konstruksjon i ethvert prosjekt. Under designfasen av et industribygg av stålkonstruksjon, bør de profesjonelle teknikerne i byggeenheten organiseres for å gjennomføre en felles tegningsgjennomgang, sjekke tegningene for "feil, utelatelser, kollisjoner og mangler", slik at problemene løses før byggingen starter og innvirkningen av tegningsproblemer på kvalitet og tidsplan holdes på et minimum. For et stålkonstruksjonsprosjekt bør det utarbeides separate konstruksjonsorganisasjonsdesign for fabrikasjonsstadiet og monteringsstadiet; fabrikasjonsprosessdokumentet bør dekke kvalitetsstandardene og tekniske kravene til hver prosess og underelement i fabrikasjonsstadiet, samt de spesifikke tiltakene som er tatt for å sikre produktkvalitet.

III. Designprinsipper for avstivningssystemet

For å sikre den romlige oppførselen til bygningen, forbedre dens generelle stivhet, motstå og overføre langsgående horisontale krefter, forhindre overdreven deformasjon av elementer, unngå knekking av kompresjonselementer, og garantere konstruksjonens generelle stabilitet, bør et pålitelig avstivningssystem arrangeres i henhold til bygningens strukturelle form, kranoppsettet, vibrasjonsutstyrets lengde, verkstedets lengde, spennvidden og spennvidden på hver sone. Hver temperatursone bør forsynes med et stabilt mellomsøyleavstivingssystem, arrangert i koordinering med takets horisontale horisontale avstivninger. Plasseringen av den nedre søyleavstivningen er en nøkkelfaktor som bestemmer retningen for langsgående deformasjon og påvirker mengden av termisk spenning; den nedre søyleavstivningen bør plasseres så nær midten av temperatursonen som mulig, slik at langsgående elementer som kranbjelker kan utvide seg og trekke seg sammen fritt mot begge ender når temperaturen endres. Når temperatursonen er kort, plasseres vanligvis et enkelt sett med nedre søyleavstivninger i midten. Men når temperatursonen er lengre enn 150 m, bør to sett med nedre søyleavstivninger installeres innenfor sonen for å sikre langsgående stivhet; de bør plasseres innenfor den midterste tredjedelen av temperatursonen så langt som mulig, og senter-til-senter-avstanden mellom de to settene bør ikke overstige 72 m, for å unngå overdreven termisk stress.

IV. Nøkkelpunkter for seismisk design

Ved utførelse av seismisk design av en industribygning av stålkonstruksjon, bør følgende punkter bemerkes. For det første, når det gjelder generell layout, bør massen og stivheten til strukturen fordeles jevnt slik at bygningen belastes jevnt og deformeres på en koordinert måte; ujevn stivhet bør unngås, da det har en ugunstig effekt på seismisk ytelse. For tverrkonstruksjonen bør det brukes en stiv ramme, eller en ramme der takstolen er stivt forbundet med søylene, for å utnytte den bærende ytelsen til stål fullt ut og redusere tverrdeformasjonen. For det andre svikter stålkonstruksjoner vanligvis ikke fordi styrken til elementene er utilstrekkelig, men fordi elementene spenner; derfor er et godt tilrettelagt avstivningssystem som garanterer bygningens generelle stabilitet spesielt viktig. Til slutt, under jordskjelvpåvirkning, oppstår lavsyklustretthet, og dens effekt på bygningen må vurderes i utformingen. Utformingen av konstruksjonsforbindelser bør sikre at skjøtesvikt ikke skjer før hele seksjonen gir etter av konstruksjonselementene; medlemmene bør få gå inn i plaststadiet slik at de fullt ut kan absorbere seismisk energi og utvikle sin seismiske kapasitet.

V. Viktigheten av varme- og brannmotstandsdesign

Industribygg av stålkonstruksjonhar dårlig brannmotstand. Når stål varmes opp over 100 °C, reduseres strekkfastheten og plastisiteten øker når temperaturen stiger. Rundt 250 °C øker strekkfastheten til stål litt mens plastisiteten avtar - et fenomen kjent som blå sprøhet. Over 250 °C begynner stål å krype. Ved ca. 500 °C synker stålets styrke så lavt at stålkonstruksjonen kan kollapse. Derfor, når overflatetemperaturen til en stålkonstruksjon overstiger 150 °C, må termisk isolasjon og brannbeskyttelsesdesign leveres (vanligvis oppnådd ved å påføre varmebestandige, brannbeskyttende belegg).

I byggingen avindustribygg av stålkonstruksjon, mange praktiske problemer oppstår; her analyserer vi bare de mest fremtredende.

VI. Innstøping av ankerbolter under konstruksjon

Det kan sies at om ankerboltene er godt installert er grunnleggende for stabiliteten til en industribygning av stålkonstruksjon. Nøyaktigheten til ankerboltene påvirker direkte plasseringen av stålkonstruksjonen. Ankerbolter må legges inn med streng presisjon: akseavvik ±2,0 mm, og elevasjon ±5,0 mm. Før du installerer søyleankerboltene, projiserer hver akse av det horisontale kontrollnettverket på toppflaten av søylefundamentet og lukk sløyfen, for å garantere installasjonsnøyaktigheten til boltene; merk deretter de ytre kantene av søylene i henhold til aksene. Når støtterammen (shoring) for søyleankerboltene er reist, overfører du den nødvendige høyden til stålrørsrammen. 

VII. Forholdsregler under heising

De viktigste forholdsreglene er som følger. Merk først de kryssende senterlinjene på bunnplaten til søylefoten og senterlinjene til ankerboltene, og rens ut skjærhullene i søylebasen; etter at stålsøylen er på plass, juster høyden og trekk til mutterne. For det andre, etter at stålsøylene i ett område er reist, installer strekkstengene (forbindelseselementene), for å sikre den generelle stabiliteten til søylene og forhindre at de deformeres når stålbjelkene heves. Til slutt, heis stålbjelkene: koble sammen bjelkepar i luften og utfør den første tiltrekkingen av høyfaste bolter; den første bjelken skal sikres med fire wirer for å forhindre at den vipper til den ene siden.

VIII. Vanskeligheter med å installere kranbjelkesystemet

Under konstruksjonen må kranbjelker installeres strengt fra den søyleavstivede bukten, i samsvar med spesifikasjonene. Når avstivningen mellom søylene er installert og koblet til, danner den en relativt stabil romlig stivhetsenhet; installasjon fra denne bukten er sikrere og sikrer også at monteringen av kranbjelkene ikke påvirker vertikaliteten til søylene. Under installasjonen bør mellomleggsplater plasseres under kranbjelker med store endeavvik; disse shimsene må sveises på plass etter at kranbjelkesystemet er justert, og bjelkene bør justeres nøyaktig mot de forhåndsinnstilte posisjoneringslinjene. Bremsesystemet skal formelt kobles til først etter at kranbjelkene er justert og fikset. Når bremseplaten er koblet til kranbjelken med høyfaste bolter og til hjelpefagverket ved sveising, er sekvensen viktig: koble først bremseplaten til kranbjelken med høyfaste bolter og utfør den innledende strammingen; Juster deretter hjelpestolen, stiftsveis den til bremseplaten, og utfør den siste tiltrekkingen av høyfaste bolter; til slutt sveiser du bremseplaten til hjelpefagverket. Både tiltrekkingen av høyfaste bolter og sveisingen av bremseplaten bør gå fra midten av hver plate mot begge kanter, for å redusere indre spenninger i platen.

IX. Stabling av stålkomponenter

For å gjøre monteringen enklere bør stålkomponenter stables på en rimelig måte etter at de ankommer stedet. Prinsippene er: komponenter som er presserende nødvendig for montering bør stables direkte på stedet, etter heisesekvensen – de som skal heises først går på toppen, og de som skal heises senere går under; komponenter som ikke er akutt nødvendige bør midlertidig lagres utenfor stedet. Når du stabler, hold søyler og bjelker atskilt, og stable dem etter akse. Lagergården bør ledes av utpekt personell; komponenter skal telles mot forsyningskravene og leveringslisten, og journalene skal arkiveres. H-profilelementer må oppbevares stående, aldri flatt. Hver komponent må støttes på minst to punkter; støttepunktene bør være plassert ved omtrent en syvendedel av spennvidden fra elementendene. Ved stabling i lag tillates ikke mer enn tre lag; tømmerblokker må plasseres riktig mellom lagene for å holde dem i vater, og støttepunktene må justeres vertikalt.