Дев'ять ключових моментів для проектування та будівництва заводських будівель із сталевих конструкцій

Металоконструкції заводських будівельотримали широке визнання в будівництві, оскільки вони швидко зводяться, мають невелику вагу, мають хороші сейсмозахисні властивості та є екологічно чистими. У проектуванні промислових будівель вони поступово витіснили більш важкі залізобетонні конструкції.

Сталеві конструкції не використовувалися в Китаї протягом тривалого часу, і їх детальне проектування та методи будівництва все ще розробляються. Хоча сталеві конструкції промислових будівель мають багато переваг, сталь як матеріал також має недоліки, наприклад, низьку вогнестійкість і схильність до корозії. Ці фактори необхідно враховувати як на етапі проектування, так і на етапі будівництва.

I. Основні переваги сталевих конструкцій заводських будівель

Як зазначено в анотації, основні перевагисталеві конструкції промислових будівельє такими. По-перше, з точки зору швидкості будівництва: сталеві компоненти можна масово виробляти на заводі; проста конструкція і швидкий монтаж, що значно скорочує термін будівництва. По-друге, з точки зору власної ваги: ​​вага конструкції будівлі може бути зменшена приблизно на 30%; це особливо економічно на ділянках з низькою несучою здатністю фундаменту або високою сейсмічної інтенсивністю укріплення, де загальна економія краща, ніж у залізобетонних конструкційних систем. Нарешті, з точки зору захисту навколишнього середовища: сталеві конструкції належать до сімейства екологічно чистих систем зеленого будівництва; сталь сама по собі є високоміцним, високоефективним матеріалом з високою цінністю вторинної переробки, і для неї не потрібна опалубка під час будівництва.

II. Важливість дизайну малюнків

Креслення є основою конструкції будь-якого проекту. На етапі проектування промислової будівлі зі сталевими конструкціями професійні технічні спеціалісти будівельного підрозділу повинні бути організовані для спільного перегляду креслення, перевіряючи креслення на «помилки, упущення, зіткнення та недоліки», щоб проблеми були вирішені до початку будівництва, а вплив проблем із кресленням на якість і графік був зведений до мінімуму. Для проекту сталевої конструкції слід підготувати окремі проекти організації будівництва для етапу виготовлення та етапу монтажу; документ процесу виготовлення повинен охоплювати стандарти якості та технічні вимоги до кожного процесу та підпункту на етапі виготовлення, а також конкретні заходи, прийняті для забезпечення якості продукції.

III. Принципи проектування кріпильної системи

Щоб забезпечити просторову поведінку будівлі, покращити її загальну жорсткість, протистояти та передавати поздовжні горизонтальні сили, запобігати надмірній деформації елементів, уникати вигину елементів стиснення та гарантувати загальну стійкість конструкції, надійна система кріплень повинна бути організована відповідно до структурної форми будівлі, розташування крана, вібраційного обладнання, прольоту та висоти цеху та довжини кожної температурної зони. Кожна температурна зона повинна бути забезпечена стійкою системою міжколонних зв’язків, розташованих узгоджено з бічними горизонтальними зв’язками даху. Положення розкосів нижньої колони є ключовим фактором, який визначає напрямок поздовжньої деформації та впливає на величину термічної напруги; кріплення нижньої колони слід розміщувати якомога ближче до середини температурної зони, щоб поздовжні елементи, такі як підкранові балки, могли вільно розширюватися та стискатися до обох кінців у міру зміни температури. Коли температурна зона коротка, один набір кріплень нижньої колони зазвичай розміщують посередині. Однак, якщо температурна зона довша за 150 м, у межах зони слід встановити два комплекти кріплень нижньої колони, щоб забезпечити поздовжню жорсткість; їх слід розташовувати в межах середньої третини температурної зони, наскільки це можливо, а міжцентрова відстань між двома комплектами не повинна перевищувати 72 м, щоб уникнути надмірного теплового навантаження.

IV. Ключові моменти сейсмічного проектування

Виконуючи сейсмічний проект сталевої конструкції промислової будівлі, слід звернути увагу на наступні моменти. По-перше, з точки зору загального планування, маса і жорсткість конструкції повинні бути рівномірно розподілені, щоб будівля рівномірно навантажувалася і деформувалася узгоджено; слід уникати нерівномірної жорсткості, оскільки це негативно впливає на сейсмічні властивості. Для поперечної конструкції слід прийняти жорстку раму або раму, в якій ферма даху жорстко з’єднана з колонами, щоб повністю використовувати несучу здатність сталі та зменшити поперечну деформацію. По-друге, будівлі зі сталевими конструкціями зазвичай руйнуються не тому, що міцність елементів є недостатньою, а через те, що елементи вигинаються; тому особливо важлива добре організована система кріплень, яка гарантує загальну стійкість будівлі. Нарешті, під дією землетрусу виникає малоциклова втома, і її вплив на будівлю необхідно враховувати при проектуванні. Конструкція структурних з'єднань повинна гарантувати, що руйнування з'єднань не станеться до того, як повний переріз конструктивних елементів поступиться; членам слід дозволити увійти в пластичну стадію, щоб вони могли повністю поглинати сейсмічну енергію та розвивати свою сейсмічність.

V. Важливість тепло- та вогнестійкості конструкції

Сталеві конструкції промислових будівельмають низьку вогнестійкість. При нагріванні сталі вище 100 °C її міцність на розрив зменшується, а пластичність підвищується з підвищенням температури. Близько 250 °C межа міцності сталі дещо зростає, а її пластичність зменшується — явище, відоме як блакитна крихкість. Вище 250 °C сталь починає повзучи. Приблизно при 500 °C міцність сталі падає настільки низько, що сталева конструкція може зруйнуватися. Тому, коли температура поверхні сталевої конструкції перевищує 150 °C, необхідно забезпечити теплоізоляцію та вогнезахисну конструкцію (зазвичай це досягається нанесенням жароміцних вогнезахисних покриттів).

У будівництві ссталеві конструкції промислових будівель, виникає багато практичних проблем; тут ми аналізуємо лише найвидатніші з них.

VI. Вставлення анкерних болтів під час будівництва

Можна сказати, що міцність анкерних болтів має фундаментальне значення для стабільності сталевої конструкції промислової будівлі. Точність анкерних болтів безпосередньо впливає на позиціонування сталевої конструкції. Анкерні болти повинні бути закладені з високою точністю: відхилення осі ±2,0 мм, а підйом ±5,0 мм. Перед встановленням анкерних болтів колони спроектуйте кожну вісь горизонтальної контрольної мережі на верхню поверхню фундаменту колони та замкніть петлю, щоб гарантувати точність встановлення болтів; потім розмічаємо зовнішні ребра стовпів відповідно до осей. Після встановлення опорної рами (опори) для анкерних болтів колони перенесіть необхідну висоту на раму зі сталевих труб. 

VII. Запобіжні заходи під час підйому

Основні запобіжні заходи полягають у наступному. Спочатку позначте поперечні осьові лінії на опорній плиті опори колони та осьові лінії анкерних болтів і очистіть отвори для зрізу в основі колони; після того, як сталева колона буде встановлена, відрегулюйте її висоту та затягніть гайки. По-друге, після встановлення сталевих колон в одній зоні встановіть зв’язувальні стрижні (з’єднувальні елементи), щоб забезпечити загальну стійкість колон і запобігти їх деформації під час підйому сталевих балок. Нарешті, підніміть сталеві балки: з’єднайте пари балок у повітрі та виконайте початкове затягування високоміцних болтів; першу балку слід закріпити чотирма відтяжками, щоб запобігти її нахилу вбік.

VIII. Труднощі монтажу системи кран-балки

При будівництві підкранові балки повинні встановлюватися строго від колонно-розтяжного прольоту, відповідно до ТУ. Після того, як міжколонна зв’язка встановлена ​​та з’єднана, вона утворює відносно стабільну просторову одиницю жорсткості; встановлення з цієї бухти безпечніше, а також гарантує, що зведення підкранових балок не впливає на вертикальність колон. Під кранові балки з великими ухиляннями торцевих перерізів при монтажі слід укладати прокладні пластини; ці прокладки повинні бути приварені на місце після того, як система кранової балки була відрегульована, і балки повинні бути точно вирівняні щодо попередньо встановлених ліній позиціонування. Формальне підключення гальмівної системи повинно здійснюватися тільки після регулювання та фіксації кран-балок. При з’єднанні гальмівної плити з підкрановою балкою високоміцними болтами і з допоміжною фермою зварюванням має значення послідовність: спочатку з’єднати гальмівну плиту з підкрановою балкою високоміцними болтами і виконати первинну затяжку; потім підганяти допоміжну ферму, приварити її до гальмівної плити і виконати остаточну затяжку високоміцних болтів; нарешті, приваріть гальмівний диск до допоміжної ферми. Як затягування високоміцних болтів, так і зварювання гальмівної пластини мають відбуватися від центру кожної пластини до обох країв, щоб зменшити внутрішню напругу в пластині.

IX. Укладання сталевих компонентів

Щоб спростити монтаж, сталеві компоненти слід складати розумним чином після їх надходження на місце. Принципи такі: компоненти, терміново необхідні для монтажу, повинні бути складені безпосередньо на місці, дотримуючись послідовності підйому: ті, які потрібно підняти спочатку, йдуть зверху, а ті, які потрібно підняти пізніше, - внизу; компоненти, які не потрібні терміново, слід тимчасово зберігати за межами підприємства. Під час укладання тримайте колони та балки окремо та укладайте їх по осі. Складським майданчиком повинен керувати призначений персонал; компоненти повинні бути зараховані до вимог постачання та списку поставки, а записи повинні бути збережені. Елементи H-профілю повинні зберігатися у вертикальному положенні, а не в горизонтальному положенні. Кожен компонент повинен спиратися принаймні на дві точки; опорні точки повинні розташовуватися приблизно на одній сьомій частині прольоту від кінців елементів. При укладанні шарами допускається не більше трьох шарів; дерев'яні блоки повинні бути правильно розміщені між шарами, щоб вони були рівними, а точки опори повинні бути вирівняні вертикально.