关于钢结构厂房抗特大台风安全性探析

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:吴良合
[导读] 摘要:随着我国钢结构厂房在现代经济发展中起到了重要的作用,我们建的汽车厂房都是用轻钢结构建的,钢结构具有安装方便,经济实用。
        中国建筑第八工程有限公司钢结构工程公司 华南分公司  广东广州  510000
        摘要:随着我国钢结构厂房在现代经济发展中起到了重要的作用,我们建的汽车厂房都是用轻钢结构建的,钢结构具有安装方便,经济实用。建造周期短,抗震效果好等优势,结构形成框架结构整体性好。还具有防火等优点。所以对靠近海边的区域轻钢厂房有了一定规范标准规定,防止台风的破坏探析具有重要的意义。但对特大台风还没有一定的预防措施,所以探析特大台风破坏具有重要的意义,防止台风带来的经济损失。
        关键词:轻钢结构厂房;风荷载;极限承载力
        前言
        厂房钢结构自身重量比较轻,便与安装,施工安装周期短。防火性能比较好,随着我国经济的快速发展,工业建筑使用的材料种类多样化,需多建筑材料具有不防火容易易燃等缺陷。使用钢结构材料具有防火等优点,国家大力推广支持钢结构产业发展。所以钢结构厂房随着科技的发展,功能会越来越完善,给人们的生活带来便捷服务。
        1.厂房轻钢房屋破坏情况研究
        特大台风“山竹”于2018年9月16日下午17点在广东登陆,登陆时中心附近最大风力14级(45米/秒,相当于162公里/小时),中心最低气压955百帕。截至2018年9月18日17时,台风“山竹”已造成广东、广西、海南、湖南、贵州5省(区)近300万人受灾,5人死亡,1人失踪,160.1万人紧急避险转移和安置。据应急管理部有关负责人介绍,台风“山竹”还造成5省(区)的1200余间房屋倒塌,800余间严重损坏,近3500间一般损坏;农作物受灾面积174.4千公顷,其中绝收3.3千公顷;直接经济损失52亿元。此次台风为当年最强台风,几十年一遇台风。本项目轻钢厂房受台风直面袭击,厂房四区屋面屋面板受损严重,损失较大。台风过后,对现场进行勘查发现:厂房主体钢架及基础完好;围护系统中屋面破坏严重,而墙面围护破坏较小。从屋面板的损坏部位来看,损坏多发生屋面边缘、屋脊等部位,破坏形式是屋面板变形、被掀起、在支座节点处破损脱离。
        屋面板的破坏形式如下:1.屋面板脱离支座被掀起在厂房屋面与抗风墙部位等边缘区域屋面板破坏最严重。2.屋面板安装的支座被屋面下面从防火卷联门和门窗灌进的风吹变形破坏、支座铆钉被拔出或拉断,整片屋面板脱离结构檩条。屋面板边缘带先发生局部破坏,然后引发更大面积的损坏。
       
        图1 屋面板破坏图
        2.厂房破坏原因分析
        以下从设计和施工现场情况两方面,分析此次风致损失的原因。
        (1)厂房工程设计
        1)在屋脊、屋面角部等边缘带,所承受的风荷载大,现场大面积掀起破坏区域,主要风是从下面吹到屋面边区及角部的,设计需对支座间距和固定点加密,还需对设计的门和窗结构重新设计,厂房的门和窗设计不合理很容易被台风吹坏,需对抗台风的薄弱部位进行加强措施。
        2)屋面板与结构檩条的连接部位需进行加密措施。在受力比较大的区域进行整片安装支座固定,这样在强风下,和屋面结构连成了一个整体。连接节点部位没有任何空隙,风钻不进去,屋面板不会被风顶起,支座也不会被拉变形。
        (2)现场施工方面的原因
        1)在特大台风来之前未对屋面进行安全检查。如果对屋面抗风承载力小的部位进行压强措施也会减少屋面板被台风掀起的面积。
        2)屋面板的直立锁边施工质量不到位,未能很好的抵抗较大的风力。屋面板采用支座安装需专用电动锁边机,要锁匀、锁牢,密封胶要充满密实。如果咬合不均、咬合不完全等施工质量缺陷,将大幅降低连接强度。在大型空间结构屋面系统中,也可以采用抗风夹加强屋面板抗风揭能力。
       
        图2:屋面板直立锁边
       
        图3:抗风夹
        3)屋面板T型支座的施工质量不到位。如连接螺栓配置不足,或者未完全紧固,导致支座底板与檩条没有完全贴合,使连接承载力降低。在强风吸力作用下,支座从檩条上拔出,造成整块屋面板的掀起破坏。
        3.厂房防御台风灾害的工程对策
        (1)设计方面
        1)设计方面对屋面受风荷载大的部位,要对支座的布置进行加密。
        还要对支座的材料要用变形小的能抗拉的材料。这样防止台风从屋面下面向上顶起抗拉变形。
        2)对厂房的门、窗所用的材料要用抗台风不变形抗拉的材料,门所用的防火卷帘门具有一定的缺陷,不抗拉,一受到大台风影响,就会被吹烂变形,要使用钢板焊接的门设计成上下升降功能,和防火卷帘门原理一样,只是材料的选用发生了变化,但钢板焊接的门,具有抗拉抗变形等优势,安装方便,易操作。窗户窗框也要选用角钢用作窗框,这样防止吹变形。只有把厂房墙面洞口堵好,让风吹不进去,屋面的屋面板不会受到影响破坏。
        (2)现场台风之前未进行预防安全检查措施
        1)厂房墙面门和窗要设置临时加固措施,防止台风对门和窗破坏。
        2)对屋面板受核载比较大的部位,要压固措施,防止台风吹厂房下面吹起。
        4.结术语
        本论文根据现场施工对屋面板防特大台风安装预防措施节点优化过程,进行了厂房原因分析和总结,并提出了一些对策,在以后的同类型轻钢厂房工程提供参考。
        参考文献
        [1]金玉芬,杨庆山,李启.轻钢房屋围护结构的台风灾害调查与分析[J].建筑结构学报,2010.
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