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【關鍵詞】鋼結構;工業建筑;設計環節
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A 文章編號:
一、鋼結構在工業建筑的應用優勢
在現實生活中,鋼結構在工業建筑的運用優勢,得到了社會各行各業的重視,鋼結構的施工速度是比較快的,通過對鋼結構構件的有效應用,促進其大批量生產,滿足其在實際工作中的需要,有利于其在施工環節的優化,促進其安裝的便捷性,促進其施工周期的有效縮短,滿足實際工作的需要。由于鋼結構相對于鋼筋混凝土結構來說,本身的重量比較低的,這有利于促進建筑物結構質量的優化,以更有利于實際工作的有效展開。其建設適應性是非常強的,比較適合一系列的較低的地基承載力環節及其地震烈度較高的區域,鋼結構的應用,有利于促進企業綜合效益的提升,其與傳統的鋼筋混凝土結構相比,也具備更加環保性,促進其鋼結構體系的內部環節的不斷深化,滿足環保型綠色建設發展的需要。
二、鋼結構的設計中的性能要求
1、抗震性能
我們在設計的過程中也要對鋼結構進行抗震性能設計的優化,促進其鋼結構抗震性能的提升,以滿足實際工作的需要。因此,在設計的過程中,應根據地理環境的不同,考慮結構的抗震等級及要求,合理考慮結構的整體穩定性,特別的梁柱布置的合理性和整體穩定性,應考慮在地震作用下或者想風荷載的作用下要滿足規范的要求,確保鋼結構的受力性能的提升,保證其變形能得到有效控制。由于受到水平地震力或風力的影響,鋼柱底的剪力往往比較大,因此,在設計的過程中,應考慮柱底設抗剪鍵,設抗剪鍵來抵抗水平力對基礎的影響,保證工程的整體穩定,滿足抗震的要求。
2、防火性能
我們在設計鋼結構工業建筑的時候,還應考慮鋼結構的防火要求,因為鋼結構的耐火能力是很差的,當鋼材受熱在100℃以上時,隨著溫度的升高,鋼材的抗拉強度降低,塑性增大;溫度在250℃左右時,鋼材抗拉強度略有提高,而塑性卻降低,出現藍脆現象;當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象;當溫度達 500℃時,鋼材強度降至很低,以致鋼結構塌落。因此,在設計鋼結構工業建筑時,必須做隔熱及防火設計。選用良好的耐火材料,保證防火層的厚度及質量,從而滿足防火要求。
三、鋼結構的構件設計與節點設計
構件設計首先是材料的選擇。比較常用的設計是 Q235(類似A3) 和 Q345(類似 16Mn)。通常主結構使用單一鋼種以便于工程管理。從經濟上考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。當強度起控制作用時,可選擇 Q345;穩定控制時, 宜使用 Q235。構件設計中, 現行規范使用的是彈塑性的方法來驗算截面。這與結構內力計算的彈性方法并不匹配。當前的結構軟件,都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術的進步,一些軟件可以將驗算時不通過的構件,從給定的截面庫里選擇加大一級, 并自動重新分析驗算, 直至通過———這就是常說的截面優化設計功能之一,它大大減少了結構師的工作量。
節點設計是鋼結構設計的重要內容之一。在結構分析前, 就應該對節點的形式有充分的思考與確定。設計中經常出現最終設計的節點形式與結構分析模型中使用的形式不完全一致, 這種情況在施工中必須避免。節點按傳力特性可分為剛接、鉸接、半剛接, 初學者宜選擇前兩者進行簡單定量分析。節點連接兩種常用的方法是等強設計和實際受力設計, 設計手冊中通常有焊縫及螺栓連接表格供設計者方便查用。規范中對焊接焊縫的尺寸及形式有強制規定, 應嚴格遵守。焊條的選用應與被連接金屬材質相適應, 例如 E43 對應Q235,E50 對應 Q345。Q235 與 Q345 連接時, 應該選擇低強度的 E43, 而不是 E50。焊接設計中不得任意加大焊縫。焊縫的重心應盡量與被連接構件重心接近( 詳細內容可查閱規范關于焊縫構造方面的規定)。高強螺栓的使用領域日益廣泛。螺栓通常使用 8.8s 和 10.9s 兩個強度等級, 根據受力特點分承壓型和摩擦型。兩者計算方法不同,高強螺栓最小規格M12,常用 M16~M30, 超大規格的螺栓性能不穩定, 設計中應慎重使用。普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結構部位使用。連接板選取厚度為梁腹板厚度加4mm。然后驗算凈截面抗剪。節點設計必須考慮安裝螺栓、現場焊接等的施工空間及構件吊裝順序。構件到運現場無法安裝是初學者常遇到的問題。節點設計還應考慮制造廠的工藝水平: 比如鋼管連接節點的相貫線的切口需要數控機床等設備才能完成。
四、鋼結構在工業建筑施工環節的優化
1、鋼結構的施工開展之前,應該查看工程現場,對設計圖紙進行分析。在接到施工任務后應對施工現場進行仔細的勘察,主要查看現場吊裝設備站位地點、現場拼裝場地位置、拼裝設備站位地點、現場有無障礙物、現場臨時道路是否具備運輸及安裝條件等。仔細核對圖紙并與土建及結構支架的跨距、標高進行復合。保證在沒有錯誤的前提下進行制作。對圖紙上的鋼結構進行分解計算重量。主要計算幾個安裝、制作參數。單片桁架重量、整個鋼結構重量、上、下弦支撐的重量及平臺重量。桁架上下弦起拱度計算,一般按設計圖紙要求進行制作起拱。一般桁架的起拱按大于24米按L/500,小于24米可不考慮。幾個參數的計算務必準確無誤。
2、為了提高鋼結構工業建筑的穩定性,我們首先要進行地腳螺栓環節的堅固性的提升,促進其地腳螺栓環節的精度有效控制,確保其鋼結構的有效應用。在地腳螺栓的埋設過程中,我們要促進其精度的提升,促進其下序環節穩定運行。我們要做好鋼柱的地腳螺栓安裝的準備工作,促進其平面控制網系統的內部各個環節的有效協調,促進其螺栓的安裝精度的提升,以滿足實際工作的需要。把柱腳的底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調整標高,把螺母緊固。
3、在鋼結構工業建筑的施工環節中,我們要進行梁柱安裝環節及其柱間支撐環節精度的有效控制,促進其空間剛度單元的穩定性,以保證其安裝環節的協調。我們要進行墊板環節的有效應用,促進其定位線的精確性,促進其整體運作系統的有效優化。采用高強螺栓連接或者焊縫連接時,均勻滿足設計規范的要求。保證其結構在豎向和橫向的整體穩定性滿足設計的要求。
4、為了促進結構構件的有效安裝,我們要進行構件的儲存工作的健全,促進其構件設備的有效應用,滿足實際工作環節的需要。我們要按照相關的堆放規范,進行構件管理,確保該環節的有效運作。存放場地應設專人進行管理,并按供貨要求和供貨清單進行清點,資料存檔.構件堆放時H型構件應立放,不得平放.每個構件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構件端部七分之一跨處,疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應上下對齊。
五、結束語
總的來說,鋼結構工業建筑在設計及施工環節,要采取合理的措施進行優化,根據工程開展的過程中,根據實際需要進行改進調整,盡可能的使工業建筑工程更加經濟合理,以創造更多的經濟利益及社會效益。
參考文獻:
[1]黃春華. 當代工業建筑設計新趨勢探討[D].天津大學,2006.
(1)柔性抗震設計。柔性抗震設計是我國當前工業與民用建筑結構設計過程中較為新穎的一種抗震設計類型,其主要適用于多層、高層以及超高層建筑結構的設計過程中,同時柔性設計對于建筑結構的施工場地的堅硬程度也有著相應的要求,要求建筑結構的基礎工程必須是硬土場地,才能充分發揮柔性抗震設計的相應抗震功能。具體來講,柔性抗震設計事實上是采用消能減震技術以及隔震層隔震技術來有效實現建筑結構抗震性能的一種設計類型,當地震災害發生時,建筑結構能夠通過自身隔震層結構的設計以及消能減震技術的有效應用,充分減少地震災害發生過程中對建筑結構整體造成的強大變形能力和各種方向上的作用力,柔性抗震設計能夠使建筑結構的水平加速和上部結構反應降低65%左右,有效的達到提升建筑結構抗震性能的目的。同時,將柔性抗震設計應用在建筑結構的設計內容中,還能夠通過柔性抗震設計結構中的阻尼器結構充分發揮阻尼的非線性滯變能耗效應,達到提升建筑結構在地震災害過程中結構穩定性和安全性的目的,有效的減少建筑結構在地震災害來臨過程中出現的結構損害,更好的完成保護工業與民用建筑內用戶安全的任務。柔性抗震設計能夠廣泛的適用在任何建筑結構類型上,同時柔性抗震設計的相關消能結構不會為建筑結構的整體荷載能力造成較大的影響,有效的提升建筑結構在面對水平方向上的作用力,但是當前階段柔性抗震設計的普及應用仍然需要一定的時間,柔性抗震設計在相關建筑結構上的適用能力仍然有待考驗,將柔性抗震設計直接的應用在工業與民用建筑結構的設計上仍然是需要科學實驗的一項工作內容。
(2)剛性抗震設計。剛性抗震設計則是當前我國建筑結構抗震能力設計過程中常用的抗震設計類型,其也是建筑結構抗震設計中較為傳統的結構抗震設計類型,其能夠通過對建筑結構強度的提升、對建筑結構塑化能力的提升以及對建筑結構剛性的提升有效的提升建筑結構的整體抗震能力,有效的提升建筑結構在地震災害發生過程中的穩定性,提高建筑結構的抗變形能力、抗地震破壞能力、抗倒塌能力等多種能力特性,對工業與民用建筑結構的穩定性和安全性有著非常重要的提升。具體來講,剛性抗震設計應用在建筑結構的設計和施工過程中,主要是通過對混凝土結構的抗震設計來達到最終提高建筑結構整體抗震性能的目的,例如剛性抗震設計可以在建筑結構的設計過程中通過對抗側力構件截面的設計采用提高混凝土標號和增加結構配筋量的方式來達到提高相應結構延性和強度的目的,最終實現對整體建筑結構抗震性能的有效提升。剛性抗震設計在我國建筑結構設計過程中的應用已經形成了一套頗為成熟的應用體系,其在工業與民用建筑結構設計過程中的應用也較為普遍,但是值得注意的是剛性抗震設計在建筑結構中的應用事實上也是有一定局限性的,其主要表現在無論剛性抗震設計能夠多么有效的提高建筑結構的整體強度和剛度,建筑結構自身在地震災害來臨過程中的抵抗能力始終都是有限的,在遭遇到極為強烈的地震災害作用力時,剛性抗震設計不能完全的保證建筑結構全然不受地震災害的影響,同時剛性抗震設計還會出現增加地震加速度并最終導致建筑受到的地震效應更加劇烈的現象,因此剛性抗震設計在提高建筑抗震性能上的作用事實上是有一定局限的。
(3)局部抗震設計。局部抗震設計在建筑結構抗震設計中的應用主要是通過對多種綜合因素以及對地震災害的作用力分析情況來完成對建筑結構的相應設計工作。具體來講,局部抗震設計首先會針對工業與民用建筑結構在面臨地震災害時最容易出現結構損壞的位置進行相應的模擬實驗和分析,例如工業與民用建筑的后砌墻結構與樓板結構在地震災害時是最容易出現損壞現象的結構,那么局部抗震設計就會在工業與民用建筑結構的設計過程中充分加強對后砌墻結構和樓板結構的強化設計,通過提升后砌墻結構與樓板結構的設計強度來達到提升建筑結構抗震性能的目的;其次局部抗震設計在建筑結構的應用過程對建筑結構的建設場地也有著相應的要求,局部抗震設計在工業與民用建筑結構設計中的應用要求健身代為必須盡量選擇避免軟弱粘土區、采空區以及非巖質陡坡區等地區,以便降低建筑結構在面臨地震災害時遇到的災害影響;最后局部抗震設計對建筑結構的施工質量要求也非常的高,其在工業與民用建筑結構設計過程中的應用要求工業與民用建筑必須具備高標準的結構施工質量,進而從整體上提升建筑結構的安全性和穩定性,保證建筑結構具備相應的抗震能力。
2工業與民用建筑結構抗震設計過程中應該采取的優化措施
(1)科學合理的選擇抗震類型。當前階段我國工業與民用建筑結構包含多種不同的類型,例如混凝土結構建筑、磚混結構建筑以及鋼結構建筑等等,設計單位在工業與民用建筑結構的設計過程中應該充分的考量建筑結構的不同類型,根據不同建筑結構類型抗震性能上存在的差異性科學合理的選擇抗震類型
(2)加強建筑施工場地的優化選擇。設計單位在工業與民用建筑結構場地的選擇過程中還應該加強建筑施工場地的優化選擇,盡量選擇能夠降低或者消除地震影響的地理位置,減少地震災害來臨過程中對于建筑結構造成的不利影響,避免因為地理位置選擇不對造成的地震影響更加劇烈的現象。
3結語
關鍵詞:工業建筑;民用建筑;護;結構設計;策略探究
中圖分類號:TB482文獻標識碼: A
1 工業與民用建筑中護的結構設計要求
1.1 遵循合理實用的原則
工業和民用建筑在建設過程中,設計是首要環節,要求設計人員根據建筑物的使用和實用要求,運用建筑力學和建筑美學方面的知識和經驗來進行設計,尤其要注重保暖、通風、采光等功能的設計,如果設計稍有不合理,將會提高建筑物日后在取暖、通風、照明方面的費用,如果設計嚴重不合理,那么建筑物就面臨更改設計,從頭再來的慘重損失。
1.2 盡量采用環保型能源
在對工業和民用建筑進行護結構設計的過程中,應首先考慮實用環保型能源。我們知道,科技發展日新月異的今天,能源的較量也不容忽視,誰能在能源節省方面有突破,誰就能
控制市場的走向。因此,在工業和民用建筑護結構設計中,應該充分考慮到環保型能源的使用,比如太陽能類的可再生能源,常見的有太陽能熱水器,太陽能電池等,在為建筑設計取暖、照明時,就可以采用這些環保型能源。不僅節約成本,保護了環境。
1.3 合理使用不可再生能源
在技術能達到的范疇,首要選擇自然是環保型能源,然而有時設計無法達到預期的效果,就要合理采用不可再生能源。比如我國北方的冬季供暖問題,大部分還采用機械設備為建筑
物提供熱量,然而這種設計十分消耗能源,機械設備的折舊維護成本高。在今后的設計中應該逐漸采用環保型能源進行替換,但是結合中國的實際國情,在很長一段時間內,只能通過合理使用不可再生能源來實現工業和民用建筑護的結構設計。
2 工業與民用建筑中護的結構設計步驟
2.1 確定圍護結構設計部件
在進行工業與民用建筑中護的結構設計過程中,首先要確定主要圍護結構設計的部件,包括其結構、形狀、功能,在設計初期,要參照任務書和設計規范書,說明圍護結構的功能,通俗的說就是要根據采光、通風、保溫、隔熱等需要設計門窗的大小和位置,確定門窗應采用的材料和數量,設計墻體的厚度、層次和選用的材料等。
2.2 模擬分析建筑物能耗
在設計階段,無法得到準確的能耗數據,那么就需要對建筑物的能耗進行模擬分析,要考慮建筑物在一定時期內的總能耗,不僅要分析供熱、供暖等主動提供的功能,而且要充分考慮建筑物的熱損失,如果建筑物在使用過程中,熱損失過大,大大超過經濟要求,那么此建筑的護結構設計就是失敗的,應該重新設計維護結構,減少能耗損失。
2.3 護結構及連接節點設計
在進行護結構設計時,要充分考慮結構的強度和剛度,使得所建設的建筑物符合國家要求的標準,能承受雨雪、暴風和地震等惡劣天氣情況的考驗,同時對于成型的長期環境條件
也要有相應的適應能力,比如北方的冬天室內外溫差大,在進行結構設計時,就應考慮到護在控制溫度、濕度方面的功能。
在設計連接節點時,要盡量采用柔性節點構造,以適應建筑結構發生位移和尺寸的變化。在選擇連接節點材料時,還要考慮到各種材料之間的力學作用和化學性能。不管是對結構還是連接節點的設計,都要求建筑過程中便于施工和安裝。
3 工業與民用建筑中護的結構設計策略
建筑物室內的舒適度由環境參數來表述,如溫度、濕度、照度、空氣流速等,圍護結構主要是用來控制室內環境參數,使建筑物中的學習、工作、生活的人們獲得最舒適的環境。下面結合幾項性能來闡述建筑護結構設計的策略。
3.1 保暖設計策略
建筑物的保暖設計主要包括:提高供熱和采暖系統的熱效率、降低維護結構的熱損耗。有關數據顯示,建筑中墻體的散熱量可達到護結構總散熱量的 30%,因此墻體節能設計是重點。在墻體的設計過程中,要充分了解各種墻體材料的傳熱性能。如果采用單一材料的外墻,在考慮材料價格成本,施工簡便程度,承重強度的前提下,要盡量克服材料傳熱系數高的缺點,同時為了加強保溫性能,可考慮填入熱阻高的材料來填充空隙。也可采用復合外墻來進行墻體設計,復合外墻是對圍護材料、承重材料、高保溫材料進行復合。
3.2 通風設計策略
為了保持室內環境的舒適和健康,除了保暖之外,建筑物的通風也很重要。自然風是主要的通風來源,因而在進行工業與民用建筑護結構設計中,要充分考慮風壓和熱壓。建筑物的通風主要采用窗口和門作為通風渠道,這樣能降低工程的復雜性。在設計過程中,要合理安排門窗位置,應符合人體活動的高度,適合開關。
3.3 隔熱設計策略
因為我國地區跨度大,南方夏季對于建筑物的隔熱性能要求也較高。要達到隔熱的效果,門窗等可采用隔熱玻璃,保證室外熱量被隔絕在外。隔熱玻璃包括吸熱型和熱折射型,采用隔熱性能好的材料能使室內溫度得到很好的控制。
4 結語
我國目前的建筑能耗相對較高,與發達國家有很大差距,考慮到我國南北環境差異比較大,在進行工業與民用建筑的護結構設計時應該結合實際的環境考慮,在節能原理的指導下,采用與環境相適應的材料,再加上合理的設計,將會給人們帶來更加舒適的生活和工作環境,同時將會給工業和民用建筑方面帶來更大的經濟效益。
參考文獻
關鍵詞:工業建筑;結構設計;復雜性;安全性
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.104
0 前言
隨著社會經濟的不斷發展,人們的生活水平也在不斷的提高,而今的工業建筑隨著需求,在規模上在進行不斷的持續擴展現狀。在工業建筑當中主要以鋼結構以及鋼筋混凝土兩種作為結構形式。此次探討以工業建筑結構設計的優勢作為出發點,并對以往的經驗進行了總結,以下對工業建筑結構設計的復雜性及安全性做了闡述。
1 選擇工業建筑結構類型
結構設計在工業建筑當中,一般情況下建筑物會產生相應的變化,是由于生產設備的改變的情況下及生產容量的變化下發生的,而且,要保證工業建筑設備及工業建筑物的使用時間,在工業建筑當中,還應該對其投資預算及建筑結構設計要準求吻合。對于建筑結構類型的有效選擇,能夠有效確保工業建筑結構設計的科學及合理性。
(1)受力構件,Q345-B和Q235-B鋼,一般在工業建筑結構設計過程當中廣泛選擇的,對于吊車梁的選擇,一般為 Q345-C和Q235-C鋼,平板臺及欄桿的選擇為Q235-A鋼,這樣對于建筑材料的使用上,以國家規定為標準,其力學功能、化學成分上都能夠達到。
(2)對于變形掌控以及鋼結構應力的準求。在強度設計數值上鋼梁應力需要達到90%,強度設計數值在鋼柱應力上需要達到95%,在變形容許值上要和鋼構件變形需相吻合。在鋼柱、鋼梁當中一般會選擇焊接H型鋼,利用墻皮檁條的組合是在檁條加槽鋼上使用的,卷邊槽形冷彎薄壁型則是在其他的檁條進行使用的,對陣風系統這方面來說,在墻皮檁條的計算當中是不需要考慮的。
(3)在我國,對于建筑結構方面廣泛應用的是鋼結構及鋼筋混凝土。而且。其中最為方便的就屬鋼筋混凝土,很容易得到建筑材料的,能夠很方便的在施工現場及預制進行澆筑,耐腐蝕及耐火性是其中最為顯著的特點,而且在建筑范圍上有著很廣泛的適應性;工業體建筑當中一般為鋼結構,能夠有效的降低在建筑中的成本,對于施工工期可以大量的進行減短,但是,在耐火、耐腐蝕的設計方面,在鋼結構當中是必須要重視的問題,對于鋼結構設計的應用,一般會在大跨度以及大空間、振動大的生產建筑中可以廣泛的看到它們的身影。
2 分析工業建筑結構設計的數據
結構設計在工業建筑的應用的過程當中,其基本原則因以經濟安全為準,對于建筑質量應該最大限度的確保。對國家具體的規章制度一般規格嚴格遵守并執行,對于相關的設計標準更是如此。分析數據,在工業建筑數據結構當中主要有以下幾方面:基本的雪壓、最好和最低的溫度數據、所使用的場地土的類別、地下的水位數據、地震設防烈度數據以及設計地震的分組數據等等。就目前來看,在工業建筑結構設計當中應該嚴格遵循國家的規章制度,這是在工業建筑結構抗震設計中必須要注意的問題,這樣才能滿足工業建筑抗震結構設計過程中的相關要求。
3 工業建筑工程生產工業的需求進行滿足
只有滿足運輸工具和基本的建筑生產方式才是挑選建筑結構類型的實際要求,建筑的防腐性能設計在結構設計當中是必須要做好的工作,以確保防腐蝕功效能夠在工業建筑結構設計工作當中發揮其很好的效果。由于在生產工程以及施工工序這兩方面直接會受到一定的影響,這就需要在生產流程結構設計當中應該進行很好的處理。以排風通道的設計來講,在工業建筑結構設計作業當中有著很重要的意義,尤其是對于能夠散發一定熱量的加工廠房及粉塵的車間的生產當中,對于通風的問題在要求上是非常高的,在隔聲帶的設計上應該特別注意其科學、合理性,這樣才能保證企業的正常運行,不會因外來因素造成不必要的麻煩。
4 處理基礎地基
關于處理問題方面來說,關鍵是構筑物地基和工業建筑物的相關處理,在基礎地基處理方案上的挑選,應該綜合施工場地的相關狀況。比如說:預應力混凝土管樁以及地基處理樁等。科學、合理掌握單樁承載性能是在樁基設計過程當中必須要注意的,對于數值的要求在單樁承載性能特征上為80%以內。對于樁型的挑選,想要最好的必須在固有的建筑間距離相近或新建的建筑物的狀態中,由于固有建筑物會給其他方面帶來一定的影響,所以在樁基施工作業中要做好防患。淺圖層的建筑基礎持力層更適合于室外的水溝以及鋼梯等,這些均屬于是構筑物地基處理或者是次要建筑物的方面,這需要進行有效的處理,要務實處理其原土方面,砂夾石的更換更適合于超挖分層的狀況下,對其處理必須進行壓實才更為合理。
5 布置空間要科學合理性
科學性的布置好總平面的工作在工業建筑結構設計作業當中是很有必要的,而且有著重要的意義,明確對建筑物的選址和分區,這是根據生產工藝以及生產流程為實際標準的,對于運輸管道以及管道相互聯的關系不容忽視,必須進行科學、合理的分布,對于公用設施也必須進行有效的分布。公共設施在生產空間當中必須進行有效的劃分和配備,比如說行政管理用房、生產輔助用房等。對于劃分工作,需要將生產區域的生產區的保管M行合理的處理,對公用設備進行合理的安排,對于企業來說,能夠更好的開展各項工作。但是,往往企業也會因為生產行業的特殊性受到極大的影響,例如,在工業建筑當中,有些腐蝕性因素對人體發育有著很大的傷害,像生活區是不能在這樣的工業建筑當中的,這樣會給人體的健康帶來很大的傷害。
6 結束語
綜上所述,社會的飛速發展,以及新技術的不斷的創新,人類對工業建筑的需求以及要求上不斷的提升。因此,在工業建筑結構設計當中,從復雜性和安全性兩方面作為出發點,對工業建筑結構設計必須嚴格要求其遵循準則,對設計進行合理的優化,讓工業建筑結構設計在工業實際當中更吻合,從而有效提高我國工業建筑的水平。
參考文獻:
[1]胡中漢.關于工業建筑結構設計的復雜性與安全性概述[J].城市建設理論研究(電子版),2015.
[2]馮超.對我國現代工業建筑結構設計中幾個問題的探討[J].黑龍江科技信息,2016.
[3]靳曉光.工業建筑結構設計常見錯誤分析[J].城市建設理論研究(電子版),2016(27).
關鍵詞:工業與民用建筑;混合結構;設計
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
1、混合結構的設置與設計的重要點
1.1建筑結構的總體布置
第一,一般,早我國工業與民用建筑在采用混合結構設計時所遵循的原則是:簡單。規則。所以在我國經常采用的是矩形或者是方形的建筑,因此矩形和方形具有規則的對稱美,這樣的建筑設計在我們國看來是簡單、大方的一種體現,符合我國的審美要求。建筑的混合設計時要注意結構的抗側力中心與水平合力中心需要相互重合,只有這樣才能夠使得建筑物的穩定性增強,同時這樣還可以有效的提高建筑物的使用壽命。第二,在工業與民用建筑的混合結構設計時需要使得混合結構的側向力和承載力具有的特性是:垂直以及均勻的變化,在混合結構中的各種構件,(例如:轉換層、支持層、各種框架層等等)在施工時最為常用的就是三角定理,三角定理就是:在所有材料都相同時,將材料做成不同的形狀的支架,其中三角形支架的穩定性最好。由此可知,當各種構件都采用三角定理,可以使得其形成的框架層更加的穩固。
1.2建筑物的重要設計點
1.2.1抗震方面的設計
在自然災害中,地震給人們帶來的災難是非常嚴重的,因此,在工業與民用建筑中混合結構設計時一定要考慮到抗震方面的能力,加強混合結構的承載能力以及延性。因此,在工業與民用建筑施工前要對所使用的材料進行選擇,最好實用的材料具有韌性強、承載力強、具有延性的特點,這樣的建筑材料可以很好的增強建筑物的抗震能力。還有就是要使得鋼筋混凝土筒體具有延性,主要的方法是:第一,所選鋼筋混凝土筒體必須是完好的,并且腳步要加強鋼筋。第二,增加強的厚度,控制剪應力水平。第三,將型鋼柱設置在剪力墻的端部,這樣可以使得其與縱向鋼筋和箍筋形成暗柱。第四,在剪力墻中修建多層鋼筋,可以增加剪力墻的承載能力,并且可以設置暗梁。第五,剪力墻一般采用的形式是:型鋼混凝土或帶豎縫剪力墻。第六,在剪力墻上開洞時要注意其對稱均勻性。
1.2.2設置加強層
設置加強層可以使得減小剪力墻在水平方向上的受力,防止錯位,還可以起到抗側的作用,可以使得墻體的受力均勻,避免墻體出現裂縫。
1.2.3鋼筋框架防地震剪力調整
為了使得建筑抗震,建筑結構應當注意的問題:混合結構中的各個框架的總的抗震能力不能夠小于結構地步抗震能力的25%,并且各個框架層所承擔的地震剪力,是有一定規定的,因此必須符合相應的規定。
1.3混合結構設計的原則
第一,經濟合理化原則。隨著我國經濟的發展,以及建筑也的發展,使得我國的建筑材料的價格也不斷的增長。因此,在工業與民用建筑的混合結構設計時一定要注意經濟合理的原則。第二,節點圈出原則。在建筑中,節點指的就是不同構件之間的連接點,或是被稱為連接異常點。在一個建筑中節點是非常復雜的,這就使得對于節點設計師不能夠很好的把握,而節點對于整個建筑來說是非常重要的,因此,必須要堅持節點圈出原則。第三,剛柔并濟原則。工業與民用建筑的混合結構不能過硬,同樣不能過軟,需要的是剛柔并濟,這樣的建筑才是最為好的建筑。
2、常見的工業與民用建筑的混合結構設計及其類型
第一,簡單結構。一般簡單結構主要是用在一些高層的公共建筑物中,簡單結構的特點:高度靈活、空間結構具有很大測力剛度和抗扭能力。并且其選用的形狀是多變的。第二,砌體結構。砌體結構的主要特點就是在建筑選材方面很簡單,并且所需要的技術要求低,施工快、效率發高等。其也有一定的缺點,就是抗震的能力比較低,所以這種結構不適用于高層建筑。第三,框架結構。其主要的特點就是抗壓、抗彎的能力比較強,以及抗震能力強。所以可以使用在高層建筑中。并且框架結構在設計時可以靈活的設置,剛勁強度比較均勻,非常符合生產工藝的要求。第四,剪力墻結構。剪力墻結構的主要特點就是:整體性和空間性比較好,承載能力較好,一般運用在公寓住宅的建筑。
3、一些工業與民用建筑的混合結構的辦法改進
第一,預應力大板。使用預應力大板可以有效的改善公寓住宅在布置方面的靈活性,對房屋的重新改造非常有利,而且可以在一定范圍內提高建筑物的高度。第二,鋼結構建筑。鋼結構具有的優點:(1)高強度:由于鋼結構在選用材料時,必須要選用強度極高的材料,這就使得這個鋼結構的強度非常的高,但是也因此限制了空間的自由。(2)效益好:減少了材料的浪費,降低成本,并且施工簡單,工期短,增加了綜合效益。(3)性價比高:可以帶動其他行業的發展,而且,環保,具有廣闊的發展前景。第三,異形柱框架結構的辦法改進:這一結構可以很好的改善由于工業與民用建筑的高度所引起的室內布置不便這一問題。
4、工業與民用居住樓面的構成
第一,在高層樓房的建筑施工時,一定要有適合的剛度、強度以及穩定性,而且在設計時要盡量的減小建筑物自身的重量。高層建筑物主要可以分為三種形式的建筑,不管是在那種形式的建筑中,都應當根據具體的實際情況來設計最好的方案,使得建筑物可以具有更好的性能,使得建筑物的質量得到保障。第二,使得剪力墻與鋼框架組合,其中剪力墻是由鋼板構成的,這樣剪力墻與鋼框架可以互補,使得其各自的優點達到最大化。不同的剪力墻具有各自的特點,因此應當根據施工時的具體情況,來滿足人們與建筑功能的要求,并且要使得成本降到最低,減少資源的浪費,這樣才算是完美的完工。
結束語
總而言之,混合結構在工業與民用建筑中是非常重要的,這樣的混合結構建筑具有明顯的優點:抗震能力強、使用壽命長等,并且混合結構建筑適應我國的經濟和社會的發展。
參考文獻
[1] 李大望,霍達,金焰,李海領. 基于動力可靠性分析的滑移隔震體系的優化設計[J].地震工程與工程振動,1998(04).
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【文章編號】0450-9889(2016)05C-0044-03
在現實生活中,殘疾人作為社會特殊的弱勢群體,其教育的發展水平不僅直接影響著殘疾人群體的發展和進步,而且還在一定程度上代表了社會的文明發展程度。因為社會公平是社會文明的標志,殘疾人教育權的保障是殘疾人公平享受社會發展成果的重要標志之一。為此,本文分析廣西殘疾人教育現狀,探索廣西殘疾人教育存在的問題,進而探討專業社工機構促進殘疾人教育發展的對策。
一、廣西殘疾人教育現狀
廣西殘疾人教育現狀涉及殘疾人文化程度、特殊學校設立情況、殘疾人在校人數、特殊教育內容、特殊教育方式等多方面的內容,因本研究只是從宏觀上探討專業社工機構介入廣西殘疾人教育的對策,為此本文僅從殘疾人文化教育程度、特殊學校設立情況、特殊教育內容和層次等三個方面予以分析。
(一)廣西殘疾人文化教育程度。廣西殘疾人文化程度覆蓋了從文盲到博士八個層次(其中視高中和中專為同一層次),具體情況見表1。其中,初中文化程度所占比例最高,所占比例為40.9%。小學文化程度所占比例居其次,所占比例為40.5%。博士和碩士文化程度所占比例最小,所占比例僅為0.01%。
(二)廣西特殊教育學校設立情況。如表2所示,廣西共設置特殊學校66所(2015年統計數據),其中南寧市設立特殊學校數量最多,共設置12所。梧州市、北海市、貴港市和崇左市均設立特殊學校2所。防城港市2015年9月21日才設立首所特殊學校。這66所特殊學校均為公辦學校,此外還成立了部分民辦特殊學校,如南寧市啟航特殊教學學校等。另外,2011年廣西殘疾人聯合會與南寧職業技術學院聯合成立了廣西殘疾人高等職業教育學院。
(三)廣西特殊學校教育的內容和層次。從內容上來說,廣西特殊學校教育大致可以分為兩類:一類是學歷類教育,包括小學、初中、高中、中專、大專、本科、研究生等學歷類型;另一類是培訓類教育,即不能獲得相應的學歷文憑,只能獲得一定的培訓。從教育的層次上來說,66所特殊學校中,只有南寧市盲聾啞學校、柳州市特殊教育學校等幾所學校包括基礎教育、初等教育、職業教育(高中教育)等層次,其他大部分特殊學校都只是提供基礎層次的教育。民辦特殊學校基本上以培訓類教育為主。廣西殘疾人聯合會與南寧職業技術學院聯合成立了廣西殘疾人高等職業教育學院屬于高等教育中的專科層次的教育。
二、廣西殘疾人教育存在的問題及制約因素
(一)廣西殘疾人教育存在的問題。綜合而言,筆者認為廣西殘疾人教育存在以下幾個明顯的問題:第一,文化程度總體上偏低。從表1可以看出,廣西殘疾人文化程度總體上偏低,初中及以下文化程度所占比例達到89.9%,高中及相當層次所占比例為9.08%,大專及以上層次所占比例僅占1.02%。第二,殘疾人教育層次偏低。廣西殘疾人文化程度偏低的重要原因之一就是教育層次偏低。從廣西特殊教育來看,66所官辦特殊學校中90%以上的學校僅提供基礎性教育和初等教育,提供中等教育的學校也極少,而專業的特殊高等教育學校(學院)也就一所。第三,特殊學校沒有發揮應有的作用。從廣西殘疾人文化程度分布來看,特殊學校并沒有充分發揮其提高殘疾人群體學歷層次的作用。民辦特殊學校偏少,且以非學歷類教育為主。第四,特殊學校教育內容及認定方式有待進一步改善。殘疾人群體畢竟同正常人相比還是存在很大的區別的,因此在特殊教育內容方面應加大改革。同時,殘疾人的非學歷教育如何同學歷教育接軌,這是值得深思的問題。
(二)制約廣西殘疾人教育發展的原因。影響廣西殘疾人教育發展的原因有來自政府方面的,也有來自社會方面的,更有來自其自身方面的。殘疾人自身的不足是既成客觀事實,殘疾人自身方面的原因是不可避免的。但是,由于殘疾人自身的缺陷引起身心的變化從而影響其個人的發展這方面是值得重視的。社會方面的原因主要表現在社會關注度不夠,殘疾人自身的弱勢群體特性使得社會較少關注該群體的發展狀況。由于社會關注度不夠,自然社會支持度也就不夠。綜合分析起來,影響廣西殘疾人教育的因素主要還是在于政府的政策及其支持力度。殘疾人群體作為我國社會的一個特殊群體,理應同其他社會成員一樣享受社會發展的成果,而且應受到優于普通人的待遇。在現實情況中,政府雖然重視殘疾人教育及其發展,不過由于行政體制、管理體制等方面的原因,殘疾人教育并沒有得到較好的重視和發展。廣西于2014年制定了《特殊教育提升計劃(2014―2016年)》,筆者認為其若不加大政府購買社會服務的力度,還只是依靠現有的特殊教育機構去推動殘疾人教育的話,是難以取得良好效果的。
三、專業社工機構介入廣西殘疾人教育的對策
(一)專業社工機構可以介入政府對殘疾人教育的調查研究。廣西于2014年9月11日頒發《特殊教育提升計劃(2014-2016)實施方案》,提出了特殊教育健康發展、完善經費保障機制、加強基層能力建設、加強師資隊伍建設和深化教育教學課程改革五大措施。從文本意義上來看,政府層面是非常重視殘疾人教育的,但在實踐中難以取得真正的成效。筆者認為,要真正重視殘疾人教育,首先必須進行充分的調查研究,去第一線了解殘疾人群體真正的教育需求,了解特殊學校及特殊教師的需求。而且,這種調查研究最好委托給第三方進行,減少行政因素對決策依據的干擾。經過充分的調查研究之后,其次就是要將殘疾人教育實施草案進行聽證,接受殘疾人群體、特殊學校及特殊教育工作者、社會等對殘疾人教育實施方案的反饋意見,經過反復論證之后再形成正式的方案。只有這樣,才勉強稱得上真正重視殘疾人就業教育。專業社工機構在這過程中可以充當第三方的角色,促推政府對殘疾人教育的調查及相關政策和措施的出臺。
(二)政府要整合現有的特殊學校。如前所述,廣西殘疾人文化程度總體上偏低,初中及以下文化程度所占比例達到89.9%,高中及相當層次所占比例為9.08%,大專及以上層次所占比例僅占1.02%。而這也剛好和廣西特殊學校的比例吻合。廣西66所特殊學校(高等特殊學校沒有計算在內)中,90%以上是承擔初等教育及基礎教育層次的學校,只有幾所學校承擔高中及相當層次的教育。而殘疾人高等教育學校(學院)只有廣西殘疾人聯合會和南寧職業技術學院于2011年合辦的廣西殘疾人高等職業學院。因此,廣西應對現有的特殊學校進行整合。第一,對現有的66所學校進行整合,經過實地調查之后,各市嚴格按照比例設置特殊基礎學校和特殊初等學校,該取消的則取消,該合并的則合并。第二,要加大對特殊中等學校及特殊職業學校的設立力度。真正提升殘疾人群體教育水平應從特殊中等教育開始抓起,每個市設立一到兩所特殊中等學校或特殊職業學校。第三,加大廣西特殊高等教育的扶持力度。目前廣西只有一個依托在南寧職業技術學院的二級特殊教育學院,可以繼續培植一到兩所特殊高等職業學院。另外,應加強與本科院校的聯系,可以乘國家重視職業本科的東風,依托本科院校,仿照廣西殘疾人高等職業教育學院的做法,設立廣西殘疾人高等教育學院,培養本科層次的殘疾學生。
【關鍵詞】工業建筑;民用建筑;護;結構設計;策略
中圖分類號:TU24 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著我國經濟的發展,人們生活水平的提高,對于住宅功能、外觀、舒適度等有了更高的要求。而工業的發展及各項產業的擴張對于建筑物的需求量也在不斷的增加,建筑業也隨之興起。在民用建筑及工業建設的設計上,也應該與時俱進的進行優化及革新,不但需要滿足人們的基本住宅需求,還需要兼顧舒適性,因此在保暖、隔熱上需要有更多的變化,提高建筑物的舒適性;工業建筑上需要注重通風效果,保障其功用性。而現代科學技術的提高、施工工藝的成熟、材料的優化及設備的不斷更新換代為實現該類設計要求提供了外部的技術保障,已達到人們的居住需求及工業生產的要求。
1.基本設計要求
在進行工業與民用建筑中護的結構設計時需要充分考慮相關因素,并遵循以下幾點基本原則:①設計的合理性 建筑物對于居民提供良好的居住環境,工業建筑則需要實現工業生產需求,因此在設計是應充分考慮各種目標因素,如美觀性、舒適性、采光性、實用性、堅固性、綠色環保性等,綜合把握上訴因素,進行合理設計;②利用被動式能源 被動式能源的使用,如太陽能,太陽能熱水器、太陽能電池等設備的使用,其能夠充分利用自然能源實現相關功能,如照明、取暖等,可以大大的減少后期的機械設備的配置,降低了建設成本,且對環境不會產生影響,較為環保;③減少不可再生能源使用 不可再生能源即為機械設備制造的能源,如熱能、電能等,為建筑物內的使用者進行正常的生產或者生活,但是機械設備的對于能源的需求量大,且需要定期進行日常保養維護,成本較高,且某些機械設備還會污染環境,不利于環保,因此在設計是,應盡量少使用該類不可再生能源[1]。
2.具體設計策略
基于外維護設計保暖隔熱以及通風,因此護的設計策略可以從三個方面進行論述,具體情況如下:
2.1隔熱設計
隔熱設計按照隔熱方式的不同可以分為三種類型,具體如下:①透明體隔熱 透明體隔熱較為典型的方式為窗體遮陽,主要通過設計出合理的窗臺結構,并使用合適的玻璃材料進行設置,實現隔熱的目的。現代隔熱的玻璃材料有熱折射型、Low-e型、吸熱型等,可以根據具體的環境要求進行適當選擇,其中Low-e型因其具有透光性良好、紅外透過率較低、傳熱性較低等優勢廣泛使用與建筑物護的建設中;②非透明體隔熱 其主要是需要遮蔽光線以減少建筑物內熱量的導入量,較為典型的則是空調房的設計,遮光減熱;③綠化遮陽設計 即利用植物綠化的方式吸收熱量,達到隔熱的效果。
窗體機構的合理性也能直接影響到隔熱效果并,現代設計中運用較為廣泛的窗體結構有一下幾種:①平開式 該窗體是先以活頁作為窗戶的旋轉的原點,進而進行開平。該類窗體使用膠條將窗戶及窗框密進行密封,具有隔熱效果良好且實用性強的優點,但是其尺寸一般較小,在通風透氣上受到了限制;②推拉窗 其是指采用安裝滑軌的方式是窗體能夠在固定的軌道上運動,在滑動的過程中,完成空氣的傳遞及交換,調節室內溫度;③固定式 即將窗框直接植入墻體,使之位置固定,將空間完全封閉,杜絕了熱量的傳遞及交換,隔熱效果好,但是該窗體沒有開關,僅僅作為玻璃幕墻,嚴重影響了其適用范圍[2]。
2.2保暖設計
冬季時節溫度較低,氣候干燥,北方地區的冬季更加寒冷難耐,強化建筑物的保暖性能是十分重要的,因此設計的重點在于使建筑物的護能夠保護室內的熱量不向外部擴散,將室內溫度保持在一定水平內,為人們提供適宜的室內環境。護結構的保暖性能可以使用公式(x·K·D)計算出來,其中x為任意設定的系數,K為護結構的隔熱性能,D為護結構對熱量和溫度變化的對抗能力。根據該公式可以總結出保暖效果會隨著護結構的隔熱性能K的提高、對熱量和溫度變化的對抗能力的加強而優化。上述公式中的K和D可以直接影響到護結構的保溫性能,該兩項因素主要是指作為非透明體的地面、頂棚、墻體等建筑物構件,因此可以在設置該類構件時使用新型的保溫材料,如加氣混凝土、珍珠巖、EPS泡沫板、水泥聚苯板、硬質聚氯乙烯等,均是較為理想的選擇。建筑方式可以根據不同的方式分為鋪砌法和現澆法,根據建筑物的設計要求合理選擇,并適當控制保溫層的含水率。在進行基層施工時,需要將基層的整理干凈,保持平整干燥,需要分層時,需要將每層的接縫部位設置于不同的位置,在應用相應的材料作為填充物進行縫隙的處理及填實;如果在施工的過程中出現天溝、檐溝、或者屋面交接的部位,應將保溫層的范圍擴展到墻體內,且超過其厚度的一半[3]。
2.3通風透氣的設計
自然風作為作為重要的通風資源,其具有成本低、降溫效果好、舒適自然等獨特的優點,成為人們最樂意接受的降溫方法。因此在進行護設計時,應將充分利用自然風的通風效果達到保持室內舒適的目的。自然風即為空氣的循環運動及交換,風壓與熱壓決定了空氣的自然運動,但是由于工業建筑的功能需求,其通風主要是受到風壓的影響。基于該情況,在設計時需要充分考慮通風口位置的合理性。先全面調查該建筑物周圍在一年四季中風壓的變化,掌握該環境中風壓的變化規律,主要以夏季為考察對象,合理設置通風口的角度、位置及配備相關的通風設備[4]。基于施工成本考慮,應以設置窗臺作為達到良好通風效果的主要方式,并兼顧到人員的活動、采光效果、外形美觀及舒適性等因素,以滿足各項使用要求。
3.總結
時代的發展,人們對于生活質量、居住環境的需求越來越高,住宅的用途需要既具有實用性,有兼顧溫馨舒適及綠色環保。工業發展及各個產業的擴張對于建筑的需求量及功能也更加嚴峻。在進行設計時應將上述各種需求作為設計的基本原則,對于建筑護結構設計,側重于隔熱、保暖、通風透氣、照明等各個方面功能,具體來說即是對于墻體的及窗體設計合理可行的建筑方案。在實際的設計活動中還需要充分把握現場的環境、氣候、周圍景觀等各項因素,合理設計,以達到人們居住及使用的各種需要,提高建筑的經濟效益。
【參考文獻】
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關鍵詞:多層鋼結構;工業廠房;設計;應用
在我國工業廠房的布局建設中,多層鋼結構已然占據了主導地位,并且已經成為現如今頗受歡迎的建筑形態。多層鋼結構的特點相比于普通的鋼化結構而言更具特性,因此,多層鋼結構所構建出的廠房也就更加受到人們的歡迎。
1 多層鋼結構概述
多層鋼結構的工業廠房具有如下幾種特點。其一:在大眾的眼里,似乎鋼結構的材料都具有偏重特質,傳統的鋼化結構也具有重量較大特點。但是多層鋼結構打破了這一特性,它本身的重量負擔不大,不僅不會給工業廠房帶來影響,還會有效減輕多層鋼結構本身的重擔。其二:多層鋼結構主要用輕型的維護構造來保護自己,這方面的特性有利于建造工業廠房。其三:多層鋼結構在每一層建設過程中,都不會影響工業廠房本身的構造性能,它不僅不會縮小廠房的空間,相反,它還會在一定程度上擴大廠房本身的格局。除了這三點較為明顯的特點之外,它本身的操作難度、施工周期以及所承載的重量也比普通鋼結構更加優質。
2 多層鋼結構工業廠房的設計及結構布置要點
2.1 多層鋼結構工業廠房的設計理念
多層鋼結構的工業廠房在設計完成之后,它所呈現給大眾的是結構建設和建筑構造相結合的整體表現,這也是因為多層鋼結構融合了先進的設計理念以及特殊的建筑材料,通過這兩者的有效結合可以最大程度達到建筑結構的完整度。多層鋼結構主要有以下幾種設計方法與設計理念。
2.1.1 在主體布局以及系統的建設中對其進行分切設計。我國在進行多層鋼設計時,通常將工業廠房系統以及主體構造進行分切設計,但是,基于對多層鋼整體的建設理念來講,這種分切式設計是不符合規定的。也不利于工業廠房的系統維護。
2.1.2 結構設計的完整。將工業廠房進行整體打造,進行這一要點的設計時首先需要打破傳統建造理念“首先進行構造,隨后對結構進行劃分”。
2.1.3 工業廠房截面優化特點。多層鋼廠房使用的角鋼材料是不宜過多的,種類控制在4種為最佳,這種對材料的控制也是為了相關工作人員更好準備材料。當我們使用的角鋼規格標準過于一致時,工作人員就需要將這幾種規格相同的材料統一應用。
2.2 多層鋼工業廠房結構布置要點
2.2.1 構造體系。多層鋼的層數較低,因此,我國在進行多層鋼廠房建設時通常都將純框架和框架支撐格局相統一。
圖1
2.2.2 純框架的構造。基于在設計之初的原因,可能是機器設備的放置位置,也有可能是線路布局設計的問題,導致廠房的支柱不能起到支撐作用。因此,在這種情況下一定要采用純框架體系。純框架體系的構造一般都是有兩個形狀構成,一種是箱子形狀的柱體,第二種則是H形狀。通常在設計時,經常采用圖一的設計圖紙方法進行構造。
2.2.3 框架支撐構造。相比于第一種純框架構造來說,框架支撐構造的優點更強大,它本身所用的鋼化材料較少,固定節點的方式也更為快捷。此構造主要呈工字型向外延伸,在支撐的過程中,逐漸變成X形狀,又或者是變為人字形以及偏心進行節點重量的支撐。
2.3 工程實例
2.3.1 工程背景。此工程是為了裝置電子設備及產品所構造的多層輕鋼結構廠房,設置的圖紙平面呈矩狀圖形,總長度我們暫且設定為83.0m,寬度為27.89m,總面積達到10532.5m2。此屋面的樓面所應用的是壓型鋼板混凝土組合樓板,墻體外部位置采用的是外置夾板方法,而墻體的內部則是輕鋼龍骨的U型骨架并將其設置為隔體。
2.3.2 計算研究。如果此項工程在不考慮框架支撐構造的前提下,可以定為C套設計方案,而D套方案則是將框架支撐構造考慮到其中,并采用強度為C45的混凝土,樓板設置為厚達100mm。其中采用平均剛度的計算方法對組合梁進行換算統計。考慮到多層鋼的構造邊緣厚度較薄,所以將C套方案和D套方案進行比較,可得出表1。
通過表1的數據與兩套計算方案的比較,我們可以得出以下幾個結論,在支撐作用的壓力下,框架支撐結構的縱向主自振周期時具有很大的慣例,剛力越大,則位移的幅度就越小。
2.3.3 設計思路。設計多層鋼工業廠房時,首先要以構造它的整體性為核心,并把握廠房中的整體要點,注意多層鋼廠房的節點位置、支撐系統以及多層鋼所能承受的壓力荷載。另外,以整體布局的形態看,對支撐系統進行構造時,首先要對此系統進行優化創新,避免位移的現象發生。比如說,在使用的過程上進一步提升多層鋼性能,優化特點,做好防震、安全方面的設計,使多層鋼工業產房的未來發展更為良好。通過本文舉例的一個簡要工程分析來看,多層鋼樓蓋框架支撐體系的計算數值以及工藝更加符合當下發展狀況,值得建筑產業進一步應用。
3 結語
綜上所述,多層鋼這種新型建筑類型所擁有的特點適合當前我國經濟發展,廣泛的對其應用有利于提升我國建筑總體水平。在時代飛速發展的當下,想要使多層鋼新型技術在建筑廠房發展中占據不敗陣地,就要對多層鋼結構化的工業廠房設計要點及相關案例進行分析,思考,從而提高此技術的性能。
參考文獻
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關鍵詞:鋼管混凝土柱;設計規范;實例探討
中圖分類號:TU375 文獻標識碼:A 文章編號:
1鋼管混凝土柱的特點
鋼管混凝土柱是鋼管和混凝土的組合結構,其特點如下。
1.1既發揮了鋼材的彈塑性能好、抗拉壓強度高,又發揮了混凝土抗壓性能好的特性。鋼管在承壓時由于管壁薄容易失穩,當鋼管內灌滿混凝土后,可以有效地防止鋼管失穩,從而可以提高鋼管的承載力。同時在軸力作用下由于鋼管的套箍作用,又大大提高了混凝土的抗壓強度,提高了混凝土延性,改善了結構的抗震性能,同時也降低了造價。
1.2鋼管混凝土柱和鋼柱相比,可節約鋼材50%左右,降低造價是顯而易見的。
1.3鋼管混凝土結構施工簡單,它與鋼柱相比,零件少、焊接工作量少;與混凝土結構相比,不用對柱子支模板,從而降低了支模板的費用,減少工作量,大大加快了施工速度。
1.4鋼管混凝土柱耐火性能比鋼柱好,但比鋼筋混凝土柱差。用鋼管混凝土柱可節約價格昂貴的防火涂料,同時內部混凝土的填充減少了鋼柱的防腐處理面積,節約了防腐涂料,降低了廠房造價。
2鋼管混凝土的相關設計規范
目前國際上主要采用的設計規范有美國的AISC-LRFD(1999年)、英國BS5400(1979年)、歐洲規范EC4(1994年)、日本AJJ(1997年)等。我國到目前為止頒布的有關設計規程主要有:
2.1國家建筑材料工業局標準JCJ 01-89鋼管混凝土結構設計與施工規程;
2.2中國工程建設標準化協會標準CECS 28∶90鋼管混凝土結構設計與施工規程;
2.3國家電力行業標準DL/T 5080-1999鋼—混凝土組合結構設計規程;
2.4中國工程建設標準化協會標準CECS159∶2004矩形鋼管混凝土結構技術規程。其中CECS 28∶90,CECS 159∶2004是推薦性行業標準。另外,福建、上海、天津等地也相繼頒布了針對或包含鋼管混凝土結構設計的地方標準。
3以具體工程為例介紹鋼管混凝土柱的作用
在工業廠房結構設計中,鋼管混凝土柱主要應用于下柱,下面以一個具體工程為例對此進行介紹。邯鋼設備制造有限公司新建鑄鐵車間為單層工業廠房,建筑面積 8448m2,共三跨,每跨有 2臺 Q=32/5t 橋式吊車,工作級別為 A5 級,軌頂標高 10.020m。北京中冶設備研究設計總院有限公司建筑院設計,廠房采用鋼結構,上柱為實腹 H 形,下柱為雙肢鋼管混凝土柱,腹桿為 Φ140X5 鋼管(不灌注混凝土),屋面采用梯形鋼屋架,H 型鋼檁條,壓型鋼板屋面板;吊車梁為實腹工字型斷面鋼吊車梁;墻面板為壓型鋼板,卷邊 C 型鋼墻梁,墻皮柱間距6m。該工程在柱子系統和屋面系統節約大量鋼材,本文著重介紹柱子系統,除去上柱及肩梁與一般鋼結構柱子計算方法一樣不做比較外,下柱采用鋼管混凝土結構比普通鋼結構節約鋼材 50%左右。
計算荷載取值:
①屋面荷載:活荷載 0.5 考慮積灰荷載 0.3
②風荷載: 0.45
③地震烈度:7·(0.15g)
計算軟件采用中國建筑科學研究院的 PKPM-STS 軟件,用框排架模塊計算。基本模型為排架平面內柱腳與基礎剛接,上柱與屋架鉸接;排架平面外柱腳與基礎按鉸接計算,靠柱間支撐保證平面外穩定。下柱支撐為雙片交叉支撐,采用H250X125X6X9軋制H型鋼分別與兩個柱肢相連。下面僅對邊列柱計算結果進行比較。
經計算當采用鋼管混凝土結構時柱子斷面見 圖1。
圖1
下柱為Φ355X6 鋼管,腹桿為Φ140X5。鋼管中采用泵送頂升澆灌法澆注C40混凝土;上柱采用H600X350X12X16焊接H型鋼;上下柱均為Q235B 鋼。鋼柱的穩定應力比為 0.8,平面外計算長細比為 75,鋼管外徑與壁厚比值 d/t=59,均滿足《鋼管混凝土結構設計與施工規程》3.1.5 條的要求。整個下柱用鋼量 (不含肩梁)為1363kg。
在相同條件下下柱采用 H 型鋼格構式雙肢柱斷面,經計算,斷面為雙H 型鋼 H500X250X8X12,腹桿為雙角鋼 L100X8。上柱同樣為 H600X350X12X16 焊接 H 型鋼;上下柱均為 Q235B 鋼。應力比為 0.85,長細比為 120。整個下柱用鋼量(不含肩梁)為 1998kg。經比較每根柱子鋼管混凝土結構比純鋼結構柱子可以節省鋼材635kg,效果非常顯著。同時腹桿采用鋼管結構比采用雙角鋼結構減少了大量的焊接工作量。
4滿足適合采用鋼管混凝土結構的條件
4.1 軌頂標高不宜太高,因為鋼管混凝土結構格構式柱子對于柱子的長細比要求較高,《鋼管混凝土結構設計與施工規程》表3.1.5 規定格構式柱子長細比限值為 80,所以如下柱過高,則由于長細比的限制而導致鋼管直徑過大,使鋼管混凝土的強度不能充分利用。
4.2 鋼管混凝土柱子受壓強度很高,但是受拉和受彎強度相對較差所以格構式柱子在除節點之外的部位不宜連接使柱子承受水平力的構件。
5采用鋼管混凝土柱子時的注意事項
5.1 因為鋼管混凝土結構一般管徑較小,推薦采用泵送頂升澆灌法澆注混凝土以保證混凝土澆灌質量。應注意盡量采用骨料較小的混凝土,當采用泵送頂升澆灌法時一般為0.5~3cm,水灰比不大于 0.45,塌落度不應小于 15cm,當有穿心部件時,粗骨料粒徑宜減小為 0.5~2cm。為滿足塌落度的要求,應摻適量減水劑。為減少收縮量,也可摻入適量的混凝土微膨脹劑。
5.2柱肢和腹桿焊接時應避免使焊縫重合或交叉。
6需要完善的問題
6.1我國尚未制定有關鋼管混凝土結構防火設計方面的規定,在某種程度上制約了該類結構的推廣應用。對于已經建成的鋼管混凝土結構,有的采用鋼筋混凝土結構的要求外包混凝土,有的按照鋼結構的要求涂防火材料(可能偏于保守造成浪費),缺乏科學性和統一性。因此,在理論研究和工程實踐的基礎上,應盡快編制適合我國國情的鋼管混凝土結構防火規范。
6.2具有優越的抗震性能是鋼管混凝土的重要特點,為合理而安全地在地震區推廣這類結構,必須深入進行動力性能研究。但目前國內外對鋼管混凝土的動力性能研究基本上只限于試驗研究,尚沒有提供可供規范使用的計算理論和設計公式;而且對鋼管混凝土徐變和疲勞性能的研究大多還處在以試驗研究為主,尚缺乏合理的設計方法上。
6.3實際使用的鋼管往往由鋼板焊接而成,焊接殘余應力對鋼管混凝土構件性能的影響較大,當管壁較薄時更為突出,且在施工中,內填混凝土澆筑前鋼管也有相當的初應力。因此關于殘余應力和初應力對結構性能的影響,仍需要深入和系統的研究。
結束語:
工程實踐表明,鋼管混凝土與鋼結構相比,在保持自重相近和承載能力相同的條件下,可節省鋼材50%,同時焊接工作量可大幅減小。因為鋼管混凝土結構采用圓形鋼管,外觀新穎,造型美觀大方。隨著鋼管混凝土設計與施工水平的不斷提高,必將得到更大的推廣。
參考文獻:
[1]《鋼結構設計規范》GB50017-2003.
[2]《鋼管混凝土結構設計與施工規程》.