工业厂房建筑结构设计优化的探究罗晓波--中国期刊网

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工业厂房建筑结构设计优化的探究罗晓波

发表时间：2020/12/24 来源：《基层建设》2020年第24期作者：罗晓波

[导读] 摘要：本文针对工业建筑设计施工的结构进行分析,采取加固补强措施,在施工期间保证厂房的生产不受影响,采取恰当的方式提高工业建筑设计施工的使用寿命和抗震防震性能,并针对钢结构建筑的特性进行分析,对钢结构的加固补强设计优化给出了建议。

        内蒙古鸿德文理学院内蒙古呼和浩特 010070
        摘要：本文针对工业建筑设计施工的结构进行分析,采取加固补强措施,在施工期间保证厂房的生产不受影响,采取恰当的方式提高工业建筑设计施工的使用寿命和抗震防震性能,并针对钢结构建筑的特性进行分析,对钢结构的加固补强设计优化给出了建议。
        关键词：钢结构; 工业建筑设计; 建筑施工; 优化; 措施;
        1.工业建筑设计施工的钢结构特点
        工业建筑设计施工的钢结构特点主要表现在以下五个方面:
        (1)工业建筑的钢结构采用的维护结构比较轻,一般采用的是铝合金压型板。
        (2)工业建筑设计施工钢结构的柱距要符合经济柱距的要求,才能对后期的施工提供交大的益处,最合理的柱距为12m。
        (3)工业建筑设计施工的钢结构,主要采用焊接进行连接。
        (4)工业建筑设计施工的面积要≥1000m2,属于大型厂房。
        (5)工业建筑设计施工在建设中使用的是从外国引进的T型钢等材料。
        针对钢结构进行工程设计的过程中,要考虑承载力的实际测算。因此,需要通过合理的模型创新,保证结构在受力计算不低于实际钢结构受力的情况下,将合理的配筋比和正确的内力计算出来。通过合理的结构设计,保证钢结构的结构框架以安全系数更高的要求完成最后的施工。在设计阶段不仅要考虑当前的安全系数,还要考虑施工以后环境改变而导致的施工系数转变。
        在前提条件能够被满足的情况下,选用最优质的粗细集料,较大的粗骨料是首选材料。级配比优良的中砂是最好的细集料选择,钢结构工程施工过程中也要选用合适的中砂比例。集料选得好,能够很大程度上减少裂缝的产生。如果选择的水泥等级较低,那么其刚性和强度就不足,在钢结构施工完毕后,整体的质量就得不到保障,很容易出现大型裂缝。相反,如果水泥的等级选择过高,在其浇筑完毕固结的过程中就会出现裂缝。因此,在施工材料选择方面,不仅要关注原材料的质量,还要关注材料的合理等级和规格。
        钢结构工程施工过程设计选取最佳配合比,尽量满足设计需求,粉煤灰要适当地添加。在搅拌混凝土时适当添加优质的粉煤灰,不但可以减少水泥的使用数量,还能起到一定的润滑剂效果。粉煤灰能填充混凝土的缝隙,使得混凝土更加密实坚固,大大提升桥梁结构的稳定性与安全性。
        2.工业建筑设计施工预应力钢结构加固补强的设计原则和难点
        2.1设计原则
        在工业建筑设计施工预应力钢结构加固补强设计中应遵循以下原则:
        (1)在施工开始前,应当考虑工业建筑设计施工最初的原设计,结合原设计中的一些数据和投入使用中后期使用状况等来明确施工过程中应当遵循的规范准则,最大限度上利用现有的结构来完善钢结构的加固补强工程。
        (2)在开展设计时要考虑到结构构件自重及屋面荷载等无法卸载的荷载。
        (3)根据使用寿命的要求开展设计,不仅要提高结构安全性能,而且需要重视工业建筑设计施工的使用功能。
        (4)在加固补强的施工过程中,还需要保障生产环节不被影响。
        (5)当加固补强方案设计完成后,需要针对方案进行模拟,确保方案的完整性,并优化其中的一些施工措施,提高工业建筑设计施工的整体性。
        (6)根据现如今的厂房设计规范标准,明确厂房的承载力。
        2.2加固补强施工的难点
        在早期的工业建筑设计施工的建设中,所遵循的国家标准和当前的国家标准数值是相差甚远的,因此在一些结构、零件构成、荷载数值等方面还是存在不同之处,混凝土的初始缺陷和收缩等也是问题关键所在,这也增加了加固补强的难度,必须在施工设计方案之前,对原有的设计方案进行研究,寻找一个切入点,和当前的施工技术联系起来,最大限度地利用已有的结构进行方案的设计,同时还需要遵循加固补强的设计施工原则。

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        3.工业建筑设计施工预应力钢结构加固补强的设计
        3.1排架柱加固补强
        排架柱是轴压或偏心受压的构件,具有较高的应力。可以对排架柱进行加固补强,发挥其最大的效力,同时,对钢筋混凝土施以最大的预应力。柱脚处应当采取恰当可靠的传力构造,能够确保预应力有效地传递到被加固的构件上。而在排架柱加固补强的施工中,应当在预应力撑杆弯折处采用施工夹具,夹紧脚钢,通过拧紧紧固螺母对螺杆进行横向张拉。
        3.2天窗型设计
        在工业建筑设计施工钢结构加固补强的设计中,应当设有天窗,一般分为纵向和横向的两种。在厂房生产运行中,若是产生大量的热量,会影响整个厂房的生产效率,而天窗能提供散热排热功能。结构复杂的横向天窗是一种比较适合柱距为12m厂房的天窗。而纵向天窗构造比较简单,但是在使用中必须设置天窗架,这样会导致其受力和受风面积增大,对厂房带来的更大的压力。
        3.3改变结构计算图形
        这一类方法主要是指工业建筑设计施工的荷载分布状况,通过附加的杆件和支撑施加预应力,考虑空间协同工作等措施,对整体结构进行加固。结构不同,对应的加固方法也不同。
        对于受弯的构件需要改变其截面内力,从而改变内力进行加固,或者改变端部支撑的情况,使整体的结构变为撑杆式结构,第二种是可以对整体的结构采用增加结构或构件刚度的方法进行加固,一般是在工业建筑设计施工中增加支撑,形成更多的空间结构。
        3.4裂纹的修复与加固
        工业建筑设计施工经过常年的使用,零件部位处于不断的磨损中,有的已经出现了裂纹,为了避免一些事故的发生,需要进行裂纹的修复和加固,才能保障工业建筑设计施工的使用寿命,同时,也将此举措加入加固补强的设计和施工当中。工业建筑设计施工的钢结构连接方式是焊接,在焊缝的位置会出现裂缝,且裂纹的种类是不同的,因此需要针对不同的裂纹,采取适宜的修补方式,进行加固。
        3.5搁置吊车梁的排架柱牛腿
        排架柱牛腿抗剪力度不足,因此在进行加固补强措施时,会利用四角预应力切肢角钢撑杆与槽钢组成的方式,这样会使得混凝土上杆和上杆的预应力都会延伸至牛腿,使得加固补强的效果达到最佳。
        4.通过加固补强对工业建筑设计施工带来的改变和益处
        通过加固补强提高了工业建筑设计施工的整体性能,主要的改变和表现如下:
        (1)通过预应力钢结构的加固补强,能够提高现有结构的使用寿命和抗震防震能力,为改变工业建筑设计施工使用性能带来了一定的帮助,同时在一些重大施工项目中也得到了高效的应用并取得了良好的效益。
        (2)工业建筑设计施工的基本建筑材料是钢筋混凝土,实施加固补强的设计与施工,其实是针对钢筋混凝土的结构中存在的缺点进行分析,充分考虑到混凝土的初始缺陷,以及对外界的污染和影响,改善这些缺点。
        (3)由于工业建筑设计施工建设初期和当前所实行的国家标准并不相同,因此在荷载取值上也存在很大的差异,通过加固补强,能够提高工业建筑设计施工整体荷载。
        (4)通过对加固补强后整体结构进行计算和检测,保障了整体结构的可靠性和安全性。
        (5)加固补强时施加预应力的都是钢材,在对这些钢材进行检验的过程中,要注重其存在的裂纹等,控制好钢材的裂纹,也是一项重要的加固补强的措施。
        5.结语
        总而言之,工业建筑设计施工在常年的使用中,结构受到了损失,严重危害了企业的生产效益和人身财产安全,因此需要在加固补强工程开工之前针对工业建筑设计施工原设计方案进行分析和整合,确定设计方案。在工业建筑设计施工进行预应力钢结构的加固补充设计施工中,应当针对原有的设计进行分析和总结,结合现有的标准来开展方案的设计。可以采用新型的加固补强措施,改变结构计算图形,修复工业建筑设计施工的裂纹,同时还需要对排架柱进行加固补强。只有不断地进行加固补强施工,才能提高工业建筑设计施工的使用寿命,确保企业和员工的人身财产安全和经济效益,同时提高厂房抵御自然灾害的能力,提高厂房的使用寿命。
        参考文献
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        [2]郭磊.钢结构工业建筑设计实例[J].建筑技术开发,2017,44(2):107-108.
        [3]张华杰.对钢结构工业建筑设计的研究[J].四川水泥,2016(2):98-98.
        [4]马丽.钢结构工业建筑设计应用中的问题探讨[J].建筑工程技术与设计,2018(13):914.