钢结构厂房的特点与施工研究

钢结构厂房的特点与施工研究 2009年第1期 WWW.W8818.COM 2009.01. 171 学术探讨钢结构工程因其结构跨度大、自重轻、安装便捷等优点被广泛运用于工业厂房、大型公共建筑。随着经济的快速发展，逐步改变了传统的建筑结构和技术，大量应用了低能耗、环保、节能的新材料、新技术、新设备、新工艺。一、钢材和钢结构的特点钢材作为一种建筑材料，与其它建筑材料相比，具有自重轻、强度高、塑性韧性好、抗震性能优...

2009年第1期 WWW.W8818.COM 2009.01. 171 学术探讨钢结构工程因其结构跨度大、自重轻、安装便捷等优点被广泛运用于工业厂房、大型公共建筑。随着经济的快速发展，逐步改变了传统的建筑结构和技术，大量应用了低能耗、环保、节能的新材料、新技术、新设备、新工艺。一、钢材和钢结构的特点钢材作为一种建筑材料，与其它建筑材料相比，具有自重轻、强度高、塑性韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高等众多优点，从而广泛使用于工业厂房。由于钢材的性能和自身形成的缺陷以及钢结构构件的加工工艺、使用维护方法等引起钢结构破坏。二、钢结构厂房主要组成及特点（一）钢结构厂房的主要构成部分：1、钢屋盖系统。首先钢屋盖承重构件是由壁薄、细长的杆件组成，截面形状复杂，节点应力集中又有偏心；其次设计屋盖系统时计算荷载、计算简图较正确，且接近计算极限状态，结构构件的承载力安全储备最小，对超载、温度和腐蚀作用十分敏感，容易因为偶然因素而失效，再加上制造、安装和使用过程中出现的各种影响，钢结构屋盖成为钢结构厂房破坏中最严重的部分。钢屋盖发生破坏包括屋盖倒塌、析架杆件断裂(包括与节点板连接断开)、屋盖挠曲超标准、杆件弯曲、节点板弯曲或开裂、屋盖支撑屈曲等类型。2、吊车梁系统：吊车梁系统是钢结构工业厂房的重要组成部分，包括吊车梁、制动结构、吊车轨道和连接。吊车梁受力复杂，且吊车的垂直力和侧向力具有动力特征、冲击和疲劳作用，比起屋盖系统吊车梁的计算简图、计算方法与实际情况差异更大、不定性更多，结构的耐久性和可靠性最低。3、柱系统：按照最不利荷载组合设计的柱子，由于荷载同时出现的概率很低，在正常工作条件下，实际应力低于设计应力很多，柱的安全储备相当大，出现破坏的可能性很小，发生柱整体承载能力不足的而导致破坏的情况很少。工业厂房的柱子常发生如下破坏（柱肢变形、柱肢体有切口、格构式柱子腹杆弯曲和扭曲变形、柱头与吊车梁支撑牛腿处焊缝开裂、柱子垂直倾斜，围护结构连接节点损坏，吊车轨道偏位），将会影响生产。4、地基基础：地基的强度问题主要包括：地基承载力不足或地基丧失稳定性，斜坡丧失稳定性。地基变形问题主要是指软土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等地区过大的变形和不均匀沉降。地基的破坏通常有三种形式：整体剪切破坏、冲切剪切破坏和局部剪切破坏。（二）钢结构厂房的特点：1、大开间、承载强度高、抗震性能优越。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；钢结构工业厂房可以利用钢材的上述优点，采用大开间柱网布置，空间通透，建筑平面分隔灵活，既为建筑师提供了钢结构厂房的特点与施工研究文/王喜雨摘要：对钢结构厂房与传统工业厂房进行比较，总结钢结构厂房的特点以及施工过程中需要注意的问题。关键词：钢结构；工业化；稳定性中图分类号：TU27 文献标识码：A 文章编号：1006-4117（2009）01-0171-01 设计的回旋余地，又可以利用非承重墙体灵活分隔空间，形成开放式厂房，实现厂房在空间和时间上的可变性。由于钢结构厂房的构件截面尺寸小，墙体厚度小，管线可暗埋在墙体及楼层结构中，实际上增加了4%-8%的使用面积。与其他结构项比较，相同的荷载，钢结构截面最小；相同的截面，钢结构承载力最大。同时钢结构有较好的延性，钢结构的延性在于使部分构件进入塑性阶段。当钢结构在动力冲击荷载作用下破坏时吸收较多的能量，可降低脆性破坏的危险程度，因此其抗震性能好，尤其在高烈度地震区，使用钢结构就更为有利。2、工业化程度高，符合可持续发展的要求：建筑施工工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；现浇混凝土需要连续施工，在我国北方地区会受到施工季节的影响。而钢结构建筑物除基础外的大部分构件可由专业工厂标准化生产，运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装，可全天候作业。与传统建筑材料相比，对周围环境污染小，提高了施工的机械化水平。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心简的浇筑、组合楼盖的施工等，都可以实行立体交叉作业。同时钢结构本身可承担结构荷载和施工荷载，施工时节省了支模、拆模的材料，降低了部分成本。三、钢结构厂房施工过程中应该注意的施工问题（一）牵系到整个钢结构工程的质量。涂层作业气温应在 5～38℃之间为宜，当天气温度低于5℃时，应选用相应的低温涂层材料施涂。当气温高于40℃时，应停止涂层作业。因构件温度超过40℃时，在钢结构表面涂刷油漆会产生气泡，降低漆膜的附着力。当空气湿度大于85%，或构件表面有结露时，不宜进行钢结构涂层作业。钢构件工程制作前，应对构件隐蔽部位、结构夹层难以除锈的部位，提前除锈，提前涂刷。（二）钢结构体系存在一些不容忽视的问题。目前在网壳结构稳定性的研究中，主要问题在于如何反映轴力和弯矩的耦合效应。在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问题，目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数，未反映整体稳定与局部稳定的关联性。钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响，目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样一个格局范围，而在实际工程中，由于结构参数的不确定性，会引起结构响应的显著差异。所以应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题的研究曾对考虑随机参数的穹顶网壳的稳定问题进行过有益的研究。作者单位：湖南省工业设备安装有限公司参考文献： [1]陈绍蕃.钢结构设计原理.科学出版社.2000 [2]陈骥.钢结构稳定理论与设计.科学出版社.2001 [3]童根树.钢结构的平面内稳定.中国建筑工业出版社.2005

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