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人員長期在粉塵污染的環境場所內作業,容易導致呼吸道、皮膚炎癥,嚴重的會引發塵肺病,且難以治愈。雖然大部分工廠中產生揚塵的工序只是一部分,但若任由粉塵在空氣中自由擴散,粉塵的危害將蔓延全廠,甚至達到廠外很遠的地方。因此,在揚塵工序安裝有效的除塵系統,對維護職工權益、提高生產效率、改善生態環境、提高企業形象等,都具有重要的經濟效益、社會效益和環保效益。
2粉塵的主要特性及除塵器選用
2.1粉塵主要特性
粉塵特性參數是除塵系統設計和選用的主要依據,參數主要包括密度、粒徑分布、比電阻、爆炸性等。
(1)粉塵密度有真密度和容積密度
對重力沉降、旋風分離、袋式除塵等都有一定影響。
(2)粒徑分布一般采用質量粒徑分布
是影響除塵的主要因素之一。粉塵粒徑分布在一定程度上決定了除塵器的選用與系統設計。
(3)粉塵濕潤性
是指粉塵被水濕潤的難易程度,是選擇除塵方式的依據之一。對親水性粉塵選用濕式除塵方法效果較好,對憎水性粉塵,則不宜選擇濕式除塵。
(4)比電阻
比電阻對電除塵效果有重要影響,通常的電除塵適用范圍在104~1011Ω.cm。電阻過低容易產生二次揚塵,過高容易形成局部電場,導致除塵效率急速下降。
(5)對于有爆炸性的粉塵
設計除塵系統時應高度重視防爆工作。在除塵器選用、管道系統設計、安裝場所選擇、電器設備選用等各環節都應注意防爆方面的要求。
2.2常用除塵器的選用
選用除塵器要綜合考慮效率、負荷、能耗及經濟性等多方面因素。不同的除塵器因工作原理、產品結構的差異,設計時需掌握各自的特點,以達到理想的除塵效果。
(1)重力沉降室具有結構簡單、造價低的優點
不足之處是體積大、效率低,主要用于顆粒較大,尤其是一些磨損性強的粉塵。提高重力沉降室效率的途徑有:降低氣流通過速度;降低沉降室高度;加大長度等。
(2)旋風除塵器在很大程度上克服了重力沉降室的不足
具有結構簡單、造價低、體積小、效率較高等優點,在初級除塵方面應用非常廣泛;在設計使用時應注意:優化設計結構,適當縮小出口管和加長錐體;保持較高入口流速,一般為12~25m/s;尤其要嚴格控制底部排灰處結構的嚴密性,采用固定灰斗漏、雙翻板、回轉式鎖氣器等方式,防止漏風二次揚塵。
(3)袋式除塵器具有效率高、粉料回收方便、適應性強等優點
在工業生產中應用廣泛,但在溫度高、粘性粉塵等工況下不宜采用。設計過程應明確:處理風量、運行溫度、清灰方式和濾料種類、過濾速度和過濾面積、清灰制度等。清灰方式是不同袋式除塵器的主要特征,脈沖噴吹式除塵器清灰能力強、允許高風速、壓損較小,應用廣泛,選用時還應計算其清灰氣源消耗量。
(4)噴霧旋風洗滌器、填料塔等濕式除塵器的最大優勢
是在于除塵的同時除去有害氣體,降低氣體溫度,因此特別適用于高溫、易燃、易爆和有害氣體場所。缺點是粉塵會形成淤泥,回收處理較困難。
(5)電除塵器效率高、處理量大、壓損小、能耗低
但投資高、設備復雜、占地面積大,使用和維護技術要求較高,限制了它的使用范圍。電除塵器受粉塵特性影響大,不適用于微細粉塵,與袋式除塵器有很強的優勢互補,采用電袋復合除塵技術,先經過電除塵,再經袋式除塵,可實現低阻、高效、長周期運行,并可達標排放,因此,目前電袋復合除塵器使用越來越廣泛。
3除塵系統設計步驟
3.1產塵廠房的布置
廠房布置時應考慮減少粉塵擴散和影響程度,宜將其布置在廠區最小頻率風向的上風側;工藝設備布置時,應盡量將產塵設備集中布置,縮小粉塵擴散區域,便于集中考慮控塵除塵措施。
3.2優化生產工藝,減少產塵量
應避免采用現場破碎原料,盡量選用濕法作業;采用不易揚塵的設備,如密閉輸送設備、氣力輸送系統、密閉粉倉、罐車等;縮短輸送距離,減少粉體輸送泄漏點。
3.3粉料抑塵處理
尤其是需要進一步破碎、裝載、運輸的粉料,要對粉料進行抑塵處理。常用的方法有:物料噴水濕潤促進粉塵粘結;采用機械設備壓球、造粒;噴霧降塵;可根據工程特點選用濕潤劑減塵降塵、泡沫降塵、荷電噴霧降塵、靜電控塵等方法。
3.4除塵通風系統設計要點除塵通風系統設計主要包括風罩、風管、除塵器、風機等部分
(1)風罩設計
在主要揚塵點設置密閉局部風罩,是減少揚塵的關鍵措施,若揚塵設備無法全密閉,應盡可能縮小開口面積,并盡量只在單側開孔。同時罩內維持微負壓,確保縫隙及無法密閉的開孔有一定吸入風速。吸風口的設置應盡量減少粉塵吸入系統,不應設在含塵高或飛濺區內,根據粉塵粗細與揚塵特點,選用合適的吸風速度,不應過大。
(2)風管設計
風管應設定合理的風量、風速并采用有利于排塵的敷設方式。風量應統計全部同時工作風口的風量,附加15%~20%非同時工作風口的風量;除塵器前的風管應盡可能縮短,采用垂直或大于45°角傾斜布置,直管段應盡量短并設清掃口,同時不低于最小風速;支管的三通盡量以15~30°角斜接,確保順風流暢無積塵死角;支管管徑應考慮風口的壓力平衡,必要時可設置調節閥以平衡風量,在粉塵容易沉積的地方設置清掃口。
(3)除塵器的選用
應根據粉塵特性選用,同時考慮經濟性、環保等因素;一個系統可選用幾個不同類型的除塵器,提高效率,降低成本,如可先經過簡單的重力、慣性除塵部件或設備,再經過旋風除塵器,最后由填料塔、袋式除塵、電除塵等高效除塵器把關。
(4)儀表與自控
要保證系統的高效運行,還應為系統調試和長期運行設置必要的檢測條件,如測壓測溫點、測速口。除塵設備重要參數的在線監測、袋式除塵器自動反吹控制等。
(5)其他
關鍵詞:玩具廠消防給水設計流量報警閥壓力開關噴頭
OnDesignofFireSystemforToyManufactory
Abstract:Byapracticalcase,thefiresystemofatoymanufactory,thedesignofautomaticsprinklingfiresystem(ASF)forindustrialbuildingsaccordingtoforeigndesignnormarepresented.SomeguidelinesdifferingfromthedomesticnormsuchasthedecisionofwaterdischargeofASFsystem;thesetupofalarmandpressurevalves,thelayoutofpipelinenetworkandthedistributionofsprinklersaredescribed.
1情況概述
南海市美泰玩具廠(簡稱玩具廠)始建于80年代初期,是一間大型的中外合資企業。主要產品是塑料玩具,且全部外銷。全廠主要車間有:配料車間、注塑車間、噴漆車間、組裝車間、維修車間和模具車間等,此外還有寫字樓、高架倉庫等用房。
建筑高度超過24m的高層工業建筑A、B、C、D廠房4座。在消防設施方面,部分廠房有簡單的室內消火栓滅火系統和電力報警系統。
該廠向境外火災保險公司購買了火災保險,因此必須重新設置安裝消防給水系統。由于境外保險公司的參與,玩具廠消防給水系統的設計與我國國內現有的常規設計有很大的不同。具體的說,具有以下幾個特點:一是要符合中華人民共和國的消防規范;二是要滿足火災保險公司的要求;三是所采用的設備和材料要有FM/UL認證。
筆者作為玩具廠消防給水工程的設計者,在此對其進行分析介紹,與大家共同探討。
2消防給水系統設計水量的確定
經過與消防部門、保險公司協商,消防給水系統水量作如下規定。
2.1室內消火栓用水量的確定
室內消火栓用水量按照《建筑設計防火規范》的標準執行,由于廠房高度介于24m至50m之間,所以消火栓用水量選用25L/s。同時使用水槍5支,每支水槍最小流量5L/s,每根豎管最小流量15L/s,火災延續時間為2h。
2.2自動噴水滅火系統設計水量的確定
自動噴水滅火系統設計水量按照美國NFPA13和NFPA231C標準確定。由于玩具廠各廠房、車間的生產性質不同,火災危險性等級也不相同,所以各車間自動噴水滅火系統的噴水強度和作用面積也不同,具體情況見表1。
表1玩具廠噴淋系統設置基本數據
噴淋系統
設置地點噴水強度
/L/(min.m2)
(GPM.ft2)作用面積
/m2(ft2)每只噴頭最
大保護面積
/m2(ft2)設計流量
/L/s(GPS)
組裝、維修、模
具車間,寫字樓6.91(0.17)279(3000)12.05(130)32.13(8.5)
配料、注塑車間11.4(0.28)279(3000)9.3(100)53.01(14)
噴漆車間16.3(0.4)233(2500)9.3(100)63.30(16.7)
高架倉庫18.32(0.45)186(2000)9.3(100)56.79(15)
在表1的4組數據當中,兩組是中危險級,兩組是嚴重危險級。與我國自動噴水滅火系統常規設計相比有較大差別:一是分類較細,每一等級的噴水量不是固定值,而是根據不同的建筑劃分成一個范圍;二是噴水量較大;三是嚴重危險級的噴淋系統仍可采用濕式報警系統。其中,倉庫的噴水量是按照NFPA231C標準確定的,其特點是:噴水強度大,作用面積小。
至于系統設計流量的確定,應選擇最不利情況時所需的消防流量(即可能發生最大的消防流量)作為自動噴水滅火系統的設計流量。從表1中可以看出,噴漆車間所需的消防噴水量最大,可作為自動噴水滅火系統設計流量。經采用NFPA13規定的計算機方法計算,水量約為68L/s。該車間位于A、B座廠房4樓。火災延續時間按照NFPA13標準為2h。
3消防給水系統的布置
3.1系統設置
玩具廠的消火栓給水系統和自動噴水滅火系統采用分開設置,消火栓給水系統采用臨時高壓給水系統,自動噴水滅火系統采用穩壓裝置。
根據玩具廠的廠區分布特點,全廠設有兩座消防泵房和水池。消防水池儲量分別為500m3和600m3。消防給水也是兩套系統,各自獨立(見圖1)。分別供應全廠南半區和北半區的消防用水。兩個泵房各設2臺消火栓泵和自動噴水泵,均為1用1備,穩壓泵只設1臺。消火栓泵流量28L/s(445GPS),揚程86m(280ft),功率37kW。自動噴水泵流量70L/s(1100GPS),揚程70m(235ft),功率75kW。穩壓泵流量1.6L/s(25GPS),揚程86m(280ft),功率4kW。上述所有設備均為國外成套產品,即主泵、穩壓泵、啟動柜都是成組配套的。
圖1玩具廠總平面圖
3.2濕式報警閥的設置
按照我國常規作法,嚴重危險級的建筑物,自動噴水滅火系統的設置應采用雨淋系統。而玩具廠的建筑物危險等級,既有中危險級,又有嚴重危險級。但自動噴水滅火系統全部采用的是濕式報警系統。
《自動噴水滅火系統設計規范》規定,濕式報警閥的控制范圍是采用控制噴頭數目來確定的。但玩具廠如果采用此規定,濕式報警閥的布置將比較困難。所以,在玩具廠自動噴水滅火系統設計中,濕式報警閥的控制范圍是采用控制面積來確定的。每組濕式報警閥的控制面積不超過4833m2(52000ft2)。全廠共設置8組濕式報警閥,全都布置在廠區內廠房外墻邊醒目的地方。
3.3壓力開關的設置
消防給水系統中,凡是采用穩壓裝置的,自動啟泵都是靠壓力開關來控制。一般常規作法是設置兩個壓力開關,一個控制穩壓泵的啟、停,一個控制消防主泵的啟動。而在玩具廠消防給水設計中,選擇的是另外一種方法。即玩具廠兩套系統各設置3個壓力開關,一個控制穩壓泵啟、停,其余兩個分別控制兩臺自動噴水主泵啟動。具體作法是:當壓力低于0.8MPa時,穩壓泵啟動,當壓力高于0.89MPa時,穩壓泵停泵;當壓力低于0.75MPa時,啟動第一臺自動噴水主泵;當壓力低于0.7MPa時,啟動第二臺自動噴水主泵。在這里,第二臺自動噴水泵不只是作為備用泵,而是第一臺泵水量的補充。
4消防給水管網及噴頭的布置
4.1室內消火栓管網的布置
室內消火栓管網呈立體環網布置。消防箱設有普通消火栓和消防軟管卷盤,布置間距30m,消防門為玻璃門,按鈕開啟。4座主廠房屋頂,除了設有試驗用的消火栓外還配有壓力表。報警警鈴及遠程啟泵信號線全部用鍍鋅線管保護。
4.2自動噴水給水管網的布置
由于玩具廠目前正在生產,廠房內風槽、線槽、工業管道交叉縱橫。使自動噴水給水管道布置十分不便。設計時,多次到現場查看,測量管道的位置,確定管道的走向。施工時,基本上避免了自動噴水管道與其他管道的碰撞及管道走向上的豎向起伏。
根據現場的實際情況,玩具廠自動噴水管網布置成枝狀管,屬于一種不等壓系統。這種系統容易造成噴水不均勻。在管徑的選擇上,由于玩具廠采用NFPA標準,與《自動噴水滅火系統設計規范》的標準不同,各個廠房、車間的噴水強度也不統一。所以,只能按照NFPA規定的方法,對各車間、分區的自動噴水管網逐段計算。配管時,一要滿足噴頭的工作壓力,二要考慮作用面積內的平均噴水強度。從驗算結果看,兩條要求都得到滿足。
玩具廠自動噴水滅火系統的分布是很廣的,各個建筑都布置了自動噴水系統。為了解決距離泵房比較近、樓層比較低的噴淋管網壓力過高,流量過大的問題,在低層各分區水流指示器前,設置了減壓閥。
4.3放空管的布置
自動噴水給水管網的沖洗和放空措施是非常必要的。對玩具廠來說,自動噴水滅火系統分布廣,如何考慮系統放空,這是消防給水設計中面臨的一個具體問題。一般的自動噴水設計,是將每層樓自動噴水管網的末端設置一個檢驗放空閥,然后管網坡向放空閥以利整個系統放空。但是,玩具廠現場情況復雜多變,各種風槽、工藝管道早已安裝就位,而且縱橫交錯。為了避免系統放水不完全,在玩具廠設計中采用了多處放空的方法。除了末端設置檢驗放空閥外,還在每層噴淋管網配水管的末端設置了放空閥、放空管(見圖2)。放空管管徑DN100且層層連通,到底層排入雨水井,同時解決了系統管網沖洗放空的問題。
圖2噴淋系統放空管示意圖
此外,為了使噴淋系統更加安全、保險。除了按規定設置的水泵結合器外,在放空管的底部也設置了水泵結合器。
4.4泵房管道的布置
噴淋系統設計流量的校核,是每個設計者都關心的問題。用末端試水裝置檢驗,只能檢驗出系統正常與否。因水量太小,不能確定系統設計流量是否符合設計要求。燒爆幾只噴頭檢驗也是如此,又不可能讓整個作用面積內的噴頭一齊噴水來檢驗。在玩具廠設計中,采用了如下方法來檢驗。在泵房自動噴水系統總出水管處,設回流試水管至消防水池。在回流試水管上設置了流量計和泄壓閥(見圖3)。泄壓閥是用來防止管道超壓,泄壓用的。而流量計則是用來檢驗系統流量大小的。用控制系統壓力的方法,檢驗系統流量是否符合設計要求。流量計帶液晶顯示和遠傳功能,不僅現場能看得到,消防中心也能觀察到。同時,在泵房內消火栓系統管網和自動噴水系統管網之間,設一連通管。平時用閥門關閉,必要時可打開閥門,互為補充。這也是一種出于安全保險的考慮。
圖3消防泵房示意圖
4.5噴頭的布置
由于玩具廠各廠房、車間的噴水量各不相同。要根據其特點選擇不同種類的噴頭應用于不同的場合,做到各類噴頭各盡所能、各盡其責。噴水量小的選擇12.7mm口徑的噴頭,噴水量大的選擇13.5mm口徑的噴頭。個別地方,如調色間、調漆間,上空布滿抽風口,則選擇了13.5mm口徑的側向噴頭。根據玩具廠生產現場腐蝕性較大、生產操作容易發生碰撞的特點,選擇了快速反應、易熔合金噴頭,動作溫度74℃。具體情況見表2。
表2玩具廠噴頭種類一覽
噴頭設置地點出水口徑
/mm螺紋口徑
/mm動作溫度
/℃K值
組裝、維修、模具
車間,寫字樓12.7(1/2”)15(1/2”)7480
配料,注塑車間12.7(1/2”)15(1/2”)7480
噴漆車間13.5(17/32”)20(3/4”)74115
高架倉庫13.5(17/32”)20(3/4”)74115
在噴頭的布置上,根據場合不同,選擇不同的噴頭布置方式。對所有建筑(廠房)均采用建筑噴淋的方式來布置噴頭。建筑噴淋采用了全方位保護方式布置,噴頭間距為3.0m×3.0m和2.5m×2.2m,這當中考慮了建筑的開間布局和橫梁的位置因素。在設備比較高大和密集的車間,以及高架倉庫除了采用常規建筑噴淋外,還采用了加密建筑噴淋和設備噴淋雙重保護的方法來布置噴頭。設備噴淋采用分層布置。在中、下層噴淋,為防止碰撞,造成噴頭誤噴,噴頭上都加了保護罩,個別地方則采用邊墻型噴頭。
5完善的消防管理措施
要確保玩具廠消防萬無一失,完善的消防硬件設施是十分必要的。但如何做到硬件好用、管用,隨時發揮作用,消防的軟件設施就顯得十分重要了。在這方面外資廠的一些作法值得我們借鑒,筆者在這里簡單介紹一下。
5.1施工材料的保證
為保證消防設施的安全、可靠,玩具廠所有設備、材料都必須有FM/UL認證。所以,所有噴頭、水流指示器、濕式報警閥、閥門、水泵等設備、材料均為國外產品。消火栓、管道采用國內產品。小于等于DN100的管道采用國標加厚鍍鋅管,大于DN100的管道采用鍍鋅無縫鋼管。
5.2管理制度的保證
玩具廠的防火制度是非常嚴格的,除了平時的防火宣傳、防火教育外,生產過程中的日常操作都有嚴格的規定。同時規定了廠房內嚴禁吸煙,嚴禁動用電氣焊。廠房內這一類的警告牌隨處可見,而且防火巡視員經常巡視檢查。在消防工程施工中,也不允許在廠房內動用電氣焊,鍍鋅無縫鋼管的連接都是在廠外焊好法蘭,現場裝配。施工中,配帶手提滅火器的防火巡視員現場監視。
關于消防設施的保養,在消防工程的招標文件中,就明確提出了施工單位要負責以后的日常維護保養工作。而且要有詳細的維修保養計劃。要求一個季度檢查維護一次,一年對設備檢查維修一次。施工計劃中,要有防火制度,否則算廢標。
至于消防設施的管理,玩具廠明確規定:保安部負責消防設施的管理和巡視。保安值班室掛有消防系統圖和巡視路線圖。為防止無關人員隨便操作消防設施上的閥門,各處閥門平常都上鎖,鑰匙就掛在消防系統圖上閥門的位置上,以免搞錯。需要操作時,必須經過保安值班人員。
6有關問題的思考
6.1自動噴水滅火系統設計流量的商榷
自動噴水滅火系統的設計流量關系到對建筑物火災的控制程度,也關系到滅火的效果。針對火災危險性等級不同的建筑物制定出不同的設計流量標準十分重要。
我國《自動噴水滅火系統設計規范》將建筑物和構筑物的火災危險性等級分為三個等級,即嚴重危險級、中危險級和輕危險級。但規范并沒有一個明確標準來劃分這三個等級。因此,在設計時只能將所設計的建筑物與規范附錄二中所列舉的各種建筑進行比較來確定其危險性等級。而且,對各危險性等級的建筑物,設計流量標準只有一個固定值。尤其是工業建筑,生產類別各不相同,應該針對不同的生產類別,制定出一個比較詳細的設計流量分類標準。
筆者在玩具廠消防給水設計過程中,接觸了一些國外規范,像英國的FOC標準。其中,對于工業建筑,也是根據不同的生產類別,制定出不同的設計流量分類標準。
我國應根據國內長期實踐的經驗,同時參照國外的先進經驗,盡快制定出既安全又經濟合理的設計流量數據。
在玩具廠消防工程設計過程中,有一點感受就是規范、標準要定期修訂。事物是在飛速發展的,新技術、新方法、新概念不斷出現。一種標準長期不進行修訂,就跟不上事物的發展,就是落后的標準。
6.2報警閥的控制范圍
濕式報警閥是自動噴水滅火系統的重要部件。《自動噴水滅火系統設計規范》中將濕式報警閥的控制范圍確定為不超過800個噴頭。這是從系統檢修停用的角度來考慮的,是非常對的。不能允許噴淋系統停用的范圍過大,影響到建筑物安全,控制范圍應有所限制。但是,這樣規定在設計過程中實行起來問題較多。實際上控制噴頭數目也就是確定濕式系統的控制面積。由于噴頭布置的疏密不同,同樣多的噴頭,保護面積是不相同的。相反,同樣的面積,噴頭數目也是不相同的。例如:1萬m2的面積,噴頭按3.6m×3.6m布置,噴頭數目就少于800個,用1個濕式報警閥就行了。而按3.0m×3.6m布置,噴頭數目就超過了800個,要用2個濕式報警閥。尤其是需要布置上、下噴頭的地方,上、下噴頭按1個噴頭計算,還是按2個噴頭計算,就有不同的意見。所以,濕式報警閥的控制范圍用面積來控制較為合適。像玩具廠這樣大范圍布置自動噴水滅火系統的地方,采用控制面積的方式布置濕式報警閥,基本上做到了報警閥分布均勻,報警時不僅告訴人們有火災發生,同時知道發生在何處。
6.3消防器材的問題
玩具廠消防給水工程上的主要設備、材料,基本上都是國外產品。設計時,曾提出采用國內產品,對方表示同意,但是提出必須要有FM/UL認證。我們在市場上調查了一下國內產品,幾乎沒有FM/UL認證的,因此只好放棄。所以,希望中國的消防設備生產廠家,能夠盡快填補這塊空白。
6.4消防標準的銜接
目前,越來越多的外資企業到中國辦廠,他們的到來必然也帶來了國外的消防標準,這些標準如何與國內標準銜接呢?目前,沒有明確規定。像玩具廠這種作法就是設計者、火災保險公司、消防部門3家協商的結果。
關鍵詞: 輕鋼結構 工業廠房 材料選擇 設計 注意事項
隨著我國鋼結構建筑的迅速發展,輕鋼結構的發展也是如火如荼,特別在工業廠房的建設中則更為迅猛。其特點有:其整體剛度和抗震性能好、施工速度快、自重輕、承載力高,在大跨度及超高層建筑中代替了鋼筋混凝土結構,本文擬就輕鋼結構的優點、材料選擇和設計中的注意點、在設計中根據其特點揚長避短才能更好地發揮鋼結構的作用,就鋼結構工業廠房在設計中的幾個問題作簡單闡述。
一、輕鋼結構及其適用范圍
所謂輕鋼結構通常是指由下列鋼材所構成的結構:①冷彎薄壁型鋼結構;②熱軋輕型鋼結構;③焊接或高頻焊接輕型鋼結構;④輕型鋼管結構;⑤板壁較薄的焊接組合梁及焊接組合柱而構成的結構。
1. 適用范圍
根據我國目前情況來看,這種結構由于其用度廣、優勢明顯,已大量應用于單層工業廠房、多層工業廠房、辦公樓以及高層建筑中的非承重構件等。對單層工業廠房而言,通常以H型鋼,采用焊接連接作為梁柱,以C形或Z形輕鋼板作檁條,屋蓋系統或樓面系統用壓型彩色鋼板作面層,上面可澆混凝土,壓型鋼板既可作為鋼筋,必要時也可以再配鋼筋。墻面圍護也可采用單層或夾層壓型鋼板,夾層板內部可充填各種保溫層。
2. 主要優點
⑴施工周期短:輕鋼結構的最大優點是所有構件均可以由工廠制作現場拼接安裝,對一般規模較小的工業廠房僅需2個月左右。
⑵綜合經濟效益好:由于施工周期短,可以提前投入使用,提前獲取投資效益;更由于采用色彩鮮艷的彩色壓型鋼板,美觀華麗,改善了周邊環境的動態感;因為建筑物本身的自重輕,一般情況下不需要做樁基,可以節省投資;由于采用了聚苯已烯泡沫夾心板或單板加保溫棉等措施后,使保溫、隔熱和隔章等效果良好。彩色鋼板是以鍍鋅為基板又用硅酮作為表面,經兩除兩烘加工而成,耐久性也較好,根據目前我國的市場價格,輕鋼結構的造價已經低于鋼筋混凝土結構,當廠房的跨度越大時,其優勢更為明顯,這也是它賴以競爭的一大優勢。
⑶抗震性能好:由于鋼結構屬于柔性結構、自重輕,因而能有效地降低地震響應及災害影響程度,極有利于抗震。我國是一個多地震區國家,在地震區建筑中應多多推廣應用鋼結構,必可大大減少地震災害和人員傷亡。唐山地震的慘痛教訓應予記起。目前,天津市已正式啟動輕鋼結構住宅。
⑷宜于拆卸搬遷:一旦業主對所造廠址不滿意或外界環境發生意想不到的變化,則整個建筑可在很短時間內拆遷,損失極小,而所有這些是鋼筋混凝土建筑所無法具備的。
正是由于輕鋼結構的諸多優點,而且隨著近年來防火、防腐新產品的不斷出現,已較好地解決了輕鋼結構抗腐蝕性差的缺點,使得它在工業廠房以及民用設施中獲得了廣泛的應用。
二、材料選擇和設計中的注意事項
輕鋼結構作為普通鋼結構的衍生結構,以提高構件的截面剛度和整體穩定承載力,為此,不得不突破鋼結構設計規范中對板件寬厚比限值的規定,允許板件產生局部失穩,進而利用屈曲后強度的提高。
輕鋼結構門式剛架是主要的承重結構,一般是采用實腹型變截面的柱和梁組成。門式剛架的形成可以單坡、雙坡和多坡,多跨建筑的中間柱多采用較接的搖擺柱。門式剛架工字截面鋼構件中腹板以受剪為主,抗彎作用不如翼緣有效,增大腹板的高度,可使翼緣抗彎能力發揮得更為充分。但是,在增大腹板高度的同時,如果厚度增之過大,則腹板耗鋼量太多,也是不經濟的。因此,先進的設計方法是采用高而薄的腹板,而是還有相當可觀的屈曲后強度可以利用。在主要為均布荷載起控制作用的結構中,在允沖擊、疲勞、振動等荷載的條件下,可充分利用結構受力板件的屈曲有效截面來分析壓彎桿件腹板的穩定性,從而使其腹極高厚比限值可以大幅度提高。根據天津大學所作的試驗證明,當荷載超過理論計算的屈曲臨界載限多時腹板才呈現凸曲變形,且凸曲變形都不大,故適當利用屈曲后強度是可行的。
當前,我國鋼結構(含輕鋼結構)發展的形勢很好, 21世紀是鋼結構快速發展時期,長期以來,由混凝土結構、砌體結構一統天下的格局將被打破,從事鋼結構制造、施工企業前景寬闊,建筑設計技術人員也面臨著新的機遇和挑戰。筆者認為,以下幾點仍需我們加以重視。
1.鋼材的保溫隔熱與防火
鋼材具有很高的導熱性能,其導熱系數為50w(m.℃),當受熱達到100℃以上時,其抗拉強度就會降低,塑性增大;溫度達到250℃時,鋼材抗拉強度會稍提高,但塑性卻降低,出現藍脆現象;溫度達到500℃時,鋼材強度降至很低,會致使鋼結構塌落。所以當鋼結構所處環境溫度達到150℃以上時,就必須做隔熱防火設計。其做法一般為:鋼結構外側包耐火磚、混凝土或硬質防火板材。或者鋼結構刷厚涂型防火涂料,厚度按《鋼結構防火涂料技術規程》計算。
2.屋面支撐系統及屋面設計
屋蓋支撐系統的布置應根據廠房跨度、高度、柱網布置、屋蓋結構形式、吊車噸位和所在地區的抗震設防烈度等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結構均應設置垂直支撐;在無檁體系中,大型屋面板有三點和屋架焊接,可起到上弦支撐作用,但考慮到施工條件的限制和安裝需要。無論有檁或無檁體系屋蓋均應在屋架上弦和天窗架上弦設置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12m的廠房或廠房內設有特重級橋式吊車或廠房內有較大振動設備的均應設置縱向水平支撐。
屋面的排水及防水設計在屋面設計中需重點考慮,根據《屋面工程技術規范》的規定,屋面坡度最小為5%,在積雪較大的地區,坡度應適當加大。單坡屋面的長度主要取決于所在地區的溫差以及降雨所形成的最大水頭高度。根據工程設計經驗,單坡屋面長度宜控制在70m以內。目前,市場上鋼結構屋面的做法常用的有兩種:①剛性屋面:雙層彩色壓型鋼板內夾保溫棉;②復合柔性屋面:由屋面彩鋼板內板、隔氣層、保溫層、卷材防水層組成。
3.溫度伸縮縫的設置
溫度變化將引起鋼結構廠房的變形,使結構產生溫度應力,當廠房平面尺度較大時,為避免產生較大的溫度應力,應在廠房縱橫兩個方向設置溫度伸縮縫,區段的長度可以根據鋼結構規范來執行。溫度伸縮縫一般采用設置雙柱的方法來處理,對縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設置滾動支座。
4.防銹處理
鋼結構表面直接暴露在大氣中就會銹蝕,當鋼結構廠房空氣中有侵蝕性介質或鋼結構處在潮濕環境中時,鋼結構廠房銹蝕就會更加明顯和嚴重。鋼結構的銹蝕不僅會使構件截面減小,還會使鋼構件表層局部產生銹坑,當構件受力時將引起應力集中現象,使結構過早破壞。因此,對鋼結構廠房構件的防銹蝕問題應予以足夠的重視,并應根據廠房侵蝕介質情況和環境條件在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面采取相應對策和措施,以確保廠房結構的安全。一般鋼結構的防腐常采用防銹底漆和面漆,涂裝層數及厚度常根據其使用環境和涂層性質來決定。一般室內鋼結構在自然大氣介質作用下,要求涂層厚度100μm,即底漆兩道,面漆兩道。露天鋼結構或在工業大氣介質作用下的鋼結構,要求漆膜總厚度為150μm~200μm。且在酸環境中的鋼結構要求使用氯磺化防酸漆。鋼柱柱腳在地面以下部分要用不低于C20的混凝土包裹,其保護層厚度不小于50mm。
5.立面設計
輕鋼結構的建筑主要有把握以下4個方面的特征:規模、線條、色彩、變化。鋼結構廠房的立面主要由工藝布置來決定,在滿足工藝的要求下力求立面簡潔恢宏同時使節點盡量簡單統一。彩色壓型鋼板使得輕鋼廠房的建筑表現得體形輕盈色彩豐富,明顯優于傳統鋼筋混凝土結構的沉重單一。在輕鋼廠房的設計中常采用跳躍性色彩和冷色調,重點突出主要出入口、外天溝、收邊泛水等地方,既體現了現代化廠房的恢宏氣勢,又豐富了立面效果。
關鍵詞:結構設計;問題分析;措施對策
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:B 文章編號:1674-3954(2013)21-0140-02
引言
建筑結構設計的質量會受到如工程環境、項目特殊使用要求及設計員的水平等多方面的因素的影響。為防止建筑結構設計過程中出現錯誤,我們應認真研究建筑結構設計中的常見問題并研究出相關解決措施。
1 測量精度
隨著城市化進程不斷向前邁進,建筑的設計是為了滿足人們的生活需求,因此在設計和施工方面都對施工測量精度提出了更高要求。結構受力受施工測量精度的影響是很大的,這主要是因為建筑結構超高,如果施工測量誤差很大,那么就會嚴重影響建筑功能的發揮,除此以外還會損害建筑的總體結構受力,所以,處于對群眾生命的考慮以及對施工單位的尊重,必須將施工測量的誤差降到最低可以承受范圍以內,要符合國家相關部門對此類項目的規范。另一方面,階梯狀流水施工流程在工程建設中運用廣泛。建筑一般都用階梯狀流水施工流程的辦法來提高施工速度,所以在提高速度的同時工業化批量生產也對施工測量的精度提出了更高的要求。
2 測量技術
平面控制網的信息傳遞距離太長,導致信息監測出現誤差,雖然設置了多個測站,但是測站轉換太多,信息容易丟失,所以會出現測量累計誤差出現很大偏差。以上這些因素都直接或是間接地導致了測量技術難度大。此外,建筑側向剛度過小,尤其是那些建筑外形很奇怪的建筑,此類建筑在施工過程中容易受環境以及地理位置的影響,而且影響的效果很明顯。最后,建筑工程的空間位置會發生變化,這就直接導致了高空測量控制網的穩定性正常情況的比較下相對較差。
3 控制建筑施工測量質量的措施包括
3.1 合理布置施工控制網
建立施工控制網是建筑施工測量的首要任務。新建的大中型建筑場地上,施工控制網都被設置成正方形當然也會有的工程設置成矩形的格網。我們在工程測量的過程中必須從整個施工過程考慮建立建筑方格網。澆筑基礎墊層和其它施工工序中的軸線測設等,都要滿足都能應用工程布設的施工控制網這一條件。
布置方格網時,其主軸線為了平行于總平面上所設計的主要建筑物的基本軸線,往往都要布設在場地的中部。方格網的轉折角一般都設置在90°相對應的,方格網邊長的相對精度一般情況下設置在一萬分之一到兩萬分之一;為了不受施工影響,控制點用樁的方位應選在夠長期保存的地方,設置好了之后還要采取一些措施,防止被破壞。根據測量控制點來對主軸線定位并進行相關的科學測設。我們應該把主軸線點的坐標用科學的計算方法變成測量坐標。完成主軸線的測定之后,就可以測設并在測試之后進行復核,復核方格網。
3.2 建筑物主要軸線的定位和放線
預制樁和灌注樁是建筑常用的兩種樁基。這些樁基的特點主要有:地點位于市區,基坑較深。但另外一方面也值得注意就是施工場地不寬敞。
依據建筑施工方格網和建筑紅線是建筑物定位的主要方法。因為建筑上部荷載是由樁承受,因此對樁位的定位就要求有很高的精確度。根據建筑物主軸線測設樁基和板樁軸線位置的允許偏差值一般維持在20mm上下,單排樁所能允許的范圍在10mm。還有一種情況是,工程建設測量,當沿軸線測設樁位時,縱向偏差應保持在3cm以下,橫向偏差應該保持在2cm以下。測設偏差不能超過樁徑或樁邊長的1/10是對群樁外周邊上的樁的要求。
3.3 對建筑物進行軸線投測
在完成建筑物的一系列基礎工程后,為了使相應軸線能處在同一豎直面中,我們所要做的就是進行建筑物各軸線的投測工作。在基礎面上相應的位置標出各軸線標志,然后進行軸線投測。現實中會遇到這樣一種情況:如果處在非常密集的建筑區而且施工場地非常的狹小,根本就沒有辦法在建筑物以外的其它軸線上放置測量儀器時,現實經驗告訴我們,此時一般采用內控法。這種方法的主要應用過程是,首先測設主軸線。在基礎平面上如果有可能就要借助地面上測設的建筑物軸線控制樁,之后我們要觀察周圍的環境選擇一個適當的位置測設出我們后面要用的輔助軸線,在得到輔助軸線之后要做的工作就是建立一系列室內輔助軸線控制點。這些控制點不是唯一的。主要依據建筑物的平面形狀而定的所以,存在很大的變動空間。在面對一些形狀不復雜的建筑物時,我們可以采用布設成“L”形或者是矩形的辦法來操作。
內控制點主要設置在角點的柱子周圍,這就要求各控點連線要和柱子設計軸線處在一個平面內,并且是平行的。間距一般保持在0.5~0.8m之間,除了考慮這一個因素,我們還要考慮到的是:測量應選擇在一個能保持垂直通視和水平通視的最佳位置。
4 砌體結構設計中存在的問題及處理措施
4.1 剪力墻砌體結構挑梁裂縫問題
該類房屋多見于沿街的辦公樓,底層為商店,餐廳、郵局等空間房屋,上部為小開問的多層砌體結構。懸挑梁上部墻體均為整體砌筑,且下部墻體均兼上層挑梁的底模,這樣挑梁上部的墻體及樓蓋的荷載實際上是由上往下傳遞,上述挑梁的設計計算與實際工程中受力及傳力路線不符是導致底層挑梁承載力不足并出現受力裂縫的主要原因,解決的辦法要么改變計算簡圖及受力路線,要么注意施工順序和施工工序。
部分設計者為追求單一的建筑立面造型來增加使用面積,各層設計有挑梁,但實際結構的底層挑梁承載普遍出現裂縫,該類挑梁的設計與出現裂縫在臨街砌體結構房屋中比較常見。這類建筑是解決底層需要一種比較經濟的空間房屋的結構形式。
4.2 砌體結構布置方式及抗震分析
(1)縱墻承重的結構布置方案,橫墻間距大、數量小,且軸壓力較小,故對抗震不利;縱墻多易引起彎曲破壞,應慎重選用;
(2)混合承重結構布置可有多種布置方式,這種結構體系由兩種結構材料彈性模量結構體系組成,因而不是一種良好的抗震結構形式。
總之,選擇哪種砌體結構是抗震結構設計中的關鍵環節,應從抗震的概念設計出發,綜合建筑使用功能、技術、經濟和施工等方面進行選擇。
5 樓層平面剛度的問題
一些設計在缺乏基本的結構觀念的基礎上采用樓板變形的計算程序,盡管程序的編程在數學力學模型上是成立的甚至是準確無誤的,但在確定樓板變形程度上卻很難做到準確。那么在洞口邊加設暗梁邊梁、采用斜向配筋或雙層配筋形式等方法,盡量滿足剛性樓板的基本假設。
6 屋面梁與配筋的問題
6.1 屋面梁配筋太少
由于屋面梁荷載較小,這樣屋面梁在溫度變化等作用下因配筋率過低而裂縫寬度較大。結構建模時,設計人員圖方便,屋面梁直接拷貝下層梁的尺寸。
6.2 清孔
針對殘積于孔內的灰塵需在鉆孔成型后進行清理,首先掃出大部分的粉塵,使用圓形長條毛刷進行反復刷掃,然后專用吹風機或壓縮空氣吹凈余下的灰塵。處理完畢,為了避免水流入孔內或其它雜物落入其中,還需用絲棉將洞口塞緊,保持孔洞干燥。
6.3 鋼筋下料,鋼筋除銹
按設計要求的搭接長度,植筋錨固長度選用20d,相鄰兩根錯開35d。鋼筋加工完畢,應進行除銹處理。應鋼絲刷將普通沒有嚴重銹蝕的鋼筋的埋植部分的浮銹清刷干凈,應用丙酮進行粘有油污的鋼筋清洗。鋼筋下料的過程中嚴禁使用嚴重銹蝕的鋼筋。拌膠前,按結構膠所需用量用天平稱量,重量比為100:0.5~100:2.0,提取粘度劑和固化劑進行稱量,然后攪拌均勻,將其裝進手動泵漿機或直接用送膠棒,膠量應占孔體積80%以上,將膠灌進孔內。
6.4 鋼筋埋植
結構膠初凝時間很快,應在30min內完成拌膠到植筋完畢整個工序,下道工序施工在植筋完成24h后進行,結果如圖2所示。結構膠初凝結硬后,不可再用于植筋。固化劑料用量的多少對錨固強度沒有明顯影響,但是初凝時間是根據使用時的環境溫度及所需的錨固件使用要求所決定的。通過增減固化劑的用量來控制膠的初凝時間,可以實現對初凝時間的特殊要求。
7 結束語
建筑結構設計的質量會受到如工程環境、項目特殊使用要求及設計員的水平等多方面的因素的影響。為防止建筑結構設計過程中出現錯誤,我們應認真研究建筑結構設計中的常見問題并研究出相關解決措施。希望本文的分析能夠給相關的工作人員以啟示和借鑒。
參考文獻
[1]韓紹娟,建筑結構設計中的幾個問的觀點,遼寧建材,2008(3)
一、整體思維方法
整體思維又稱系統思維,它認為整體是由各個局部按照一定的秩序組織起來的,要求以整體和全面的視角把握對象。在進行虛擬古跡漫游動畫的場景設計時,始終要樹立整體的、全面的、系統的創作觀念,要處理好整體與局部的關系。
縱觀場景設計在整個虛擬古跡漫游動畫片制作過程中所扮演的角色是局部,是個體,它與整體之間具備了整體思維的本質特點。在實際工作中,場景設計師在設計場景之前,要與導演以及主創人員進行溝通、交流,達成統一的創作意圖。要求場景設計師不僅要從宏觀上把握整個影片的場景造型、基調以及時空關系,還要有駕馭整個作品的主體意思,因為場景在虛擬古跡漫游動畫中占據主要位置。換句話說,場景設計師在正式設計之初必須先做一次導演,以全局的、整體的思維方法作指導,處理好整體與局部、局部與整體的關系,使其達到協調統一。WWw.lw881.com因此,場景設計師要以整體和全面的視角把握場景設計。
橫看虛擬古跡漫游動畫場景設計本身,也具備整體(系統)思維的特性。場景設計師在進行場景設計時,必須按一定的程序、系統進行,一般為收集素材、整理素材、場景設計三個步驟。第一,收集素材。虛擬古跡漫游動畫場景設計素材的收集一般包括:史籍資料、考古資料、實物素材等,圖文皆有,量大且零散。因此,收集素材時要力求全面。有些古跡本身的素材資料比較齊全、可信,收集起來方便快捷,也有部分古跡自身資料有限,又有很多爭議,收集起來就必較困難,但無論如何,都必須要全面收集。比如,我們要虛擬阿房宮,就會遇到這樣的困難。史籍上對阿房宮的文字記載并不多,且大同小異,不同歷史時期對其面積的描述都不同,最新的考古結論證明阿房宮沒有建成,推翻了詩人杜牧《阿房宮賦》里描寫的壯麗景象。所以要求我們不僅僅收集與阿房宮有直接聯系的素材,我們還要收集秦代時期的有關素材,如秦建筑文化等相關的資料,才能設計出比較符合歷史時期的場景。第二,整理素材。對收集的第一手資料按整體需要進行歸納整理,其目的就是讓素材系統化、合理化、簡潔化,為場景設計提供直接的數據及相關資料。第三,場景設計。根據整理的素材,先要設計出整體規劃的平面圖,再根據導演意圖確定整體風格、基調等,才能進行單個建筑、物件等的設計。最后還要把個體放在整體當中進行調整,這其實是一個整體構思——局部設計——調整歸納的過程。由此可見,虛擬古跡漫游動畫場景設計本身就具備整體思維方法的特性。
無論是從虛擬古跡漫游動畫創作過程看場景設計,還是從場景設計本身的設計過程看,都遵循了整體思維的本質規律。因此,虛擬古跡漫游動畫的場景設計要以整體思維方法作指導。
二、辯證思維方法
辯證思維,也稱矛盾思維,是指按照辯證邏輯的規律,即按唯物辯證法的規律進行的思維活動。它最主要的特征是:事物普遍聯系的觀點,發展變化的觀點和對立統一的觀點;具有科學性、開放性、實踐性和能動性的特點。辯證思維方法是從唯物主義辯證法思想中直接脫胎而來的。從哲學認識論來理解,辯證法是人們關于這個世界的客觀真理,從思維學來講,辯證法又是一種思維方法,作為思想形態的辯證法和作為思維形態的辯證思維方法,是一個問題的兩個方面,一個事物的兩種表現形態。因此,它在其具體的思維方法上,處處體現著唯物辯證法的思想觀點和精神實質,它是唯物主義辯證法思想、觀點、規律在思維方法上的具體貫徹和表現。包括兩分法、矛盾法、過程法、聯系法和實踐法五種基本方法。
古跡有保存較完好的,有破壞嚴重的,有歷史、考古資料齊全的,有歷史、考古資料稀少的,有人們公認的,有飽受爭議的等。考古、歷史研究、保護以及開發等領域對古跡產生濃厚的興趣,但同時也面臨很多困難。對那些保存完好、資料齊全的古跡進行研究比較容易,但是對于資料稀少、破壞嚴重、存在爭議的古跡進行研究、開發就很困難。面臨困難,必須尋求解決的方法,特別是進行虛擬古跡漫游動畫場景設計的時候,為了保證虛擬場景的真實性、科學性,就要充分、科學、合理地運用辯證思維方法作指導。
例如,在虛擬阿房宮的時候,存在很多問題和困難。2002年10月至2004年12月,由中國社會科學院考古研究所和西安市文物保護考古研究所組建的阿房宮考古工作隊,對阿房宮前殿遺址進行了密集考古勘探和重點發掘,得出的最新考古結論顯示,阿房宮并沒有完全建成,是一半拉子工程,順其自然地推翻了唐代詩人杜牧的《阿房宮賦》這一文學作品中所描述的阿房宮,接著又推翻了項羽火燒阿房宮的歷史傳說等。1994年,聯合國教科文組織實地考察后,確認其遺址建筑規模和保護完整程度在世界古建筑中名列第一,接著投資1.3億元人民幣,在秦阿房宮遺址上藝術地再現了阿房宮前殿、磁石門、上天臺等眾多建筑,這為大眾提供了一個真實的觀賞場景,但這一建筑群也倍受爭議。我們在虛擬這樣的古跡漫游動畫的場景設計時,應該采取什么樣的思維方法作指導?我們應運用辯證的思維方法,要用兩分法、矛盾法等方法去解決。
通過考古證明了沒有建成,沒有被燒的事實,我們還要用兩分法的觀點看待這一問題,這些并不代表就沒有這樣一建筑遺跡,不能全盤否認,有可能由于種種原因只完成了一部分工程。在今天,人們腦海里仍然有一個美麗壯觀的阿房宮,以辯證思維方法中發展變化的觀點為指導。我們可以通過現代科技藝術的虛擬這樣的古跡,以漫游動畫的形式帶領大家共賞美景。在虛擬古跡進行場景設計的時候,我們要以開放性的眼光進行設計,用事物普遍聯系的觀點完善資料,不僅限制阿房宮本身的一些資料,還可以參照同一個歷史時期的建筑風格、建筑美學、園林規劃學的資料。當然,為了場景虛擬的更加真實,我們不能拋棄阿房宮自身真實的歷史資料,在變化、對立中尋求統一。所以,要用辯證的思維方法去理解、去指導虛擬古跡漫游動畫的場景設計。
三、創意思維方法
創意,在英語中以“creative、creativity、ideas”表示,是創作、創制的意思,有時也可以用“production”表示。我們認為:所謂創意思維就是設計師對創作對象所進行的創造性的思維活動,是通過想象、組合和創造,對主題、內容和表現形式所進行的觀念性的新穎性文化構思,創造新的意念或系統,使創作對象的潛在現實屬性升華為社會公眾所能感受到的具象。一般有抽象、形象、直覺、靈感、發散、收斂、逆向、聯想等思維形式,具有獨特性、趣味性的特點,是一創造性活動的過程。
虛擬古跡漫游動畫的場景設計中,也需要強有力的創意思維來增強作品的藝術感染力和趣味性。前面我們說過要注重場景的科學性、真實性,這是必須的,我們可以通過科考資料得到合理的數據、有力的證據,從而設計出逼真的場景、道具等。那么沒有得到考證的空白,我們就要運用創意思維方法作指引,發散思維,充分發揮聯想,形象地虛擬古跡,才能完成既符合主題要求,又有聯系的逼真場景設計。
例如我們在虛擬阿房宮遺跡的時候,就可以合理地運用創意思維方法。阿房宮是一個沒有完成的半拉子工程,今天,只留下夯土臺基,這是唯一的可考資源,在這個基礎上我們要想完整地虛擬阿房宮,就不得不通過歷史記載資料、考古資料、實地考察資料,充分發揮聯想,來藝術地虛擬出壯美的場景。所以在進行虛擬古跡漫游動畫場景設計時,要合理發揮創意思維活動。
【關鍵字】潔凈廠房防火設計
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
近年來,我國的潔凈廠房發展不斷加快,它廣泛應用于電子、生物制藥、宇航、精密儀器制造及科研各個行業中,其重要性越來越被人們所認識。潔凈廠房在建筑設計上具有一定的特殊性,大多采用鋼筋混凝土結構, 根據生產性質和工藝一般以單、多層建筑為主。潔凈廠房主要結構由人員凈化室、物料凈化室、空氣吹淋室、氣閘室、空調凈化機房、輔助用房、技術管道組成。它與其它工業廠房的區別在于潔凈廠房內的生產工藝有空氣潔凈度要求, 建筑技術措施方面,防火設計上必須做到技術先進、經濟適用、安全可靠、確保質量,并應符合節能環保衛生的要求。
二、潔凈廠房的主要火災危險因素
1、裝修過程中往往使用大量可燃材料和不符合規定的材料 潔凈廠房內部裝修使用的材料有的比較易燃,如風管保溫使用聚苯乙烯等可燃材料,增加了建筑物的火災荷載,一旦發生火災,燃燒猛烈,火勢難以控制。對于潔凈廠房來說,都要在原有的生產車間內部進行二次裝修,但由于絕大多數企業缺少必要的防火安全知識,在裝修中大量的使用易燃和可燃的復合材料。現在市場上使用比較普遍的有雙層聚苯乙烯泡沫彩鋼板,這種材料在發生火災后中間的聚苯乙烯泡沫會很快燃燒,散發出大量對人體有毒的氣體,使人窒息死亡,同時廠房的承載力也會迅速下降,極易導致整體坍塌事故。
2、密閉性強,蔓延速度快,疏散和撲救難度大
對于工業潔凈廠房來說,由于其進戶過程必須經過清洗、更衣、消毒等程序,內部又必須保證高度的密閉要求,因此必然會導致其內部布局復雜,出現一些門中門、房中房的現象。一旦發生火災,室內溫度迅速升高,熱量難以散發,會使可燃物很快達到燃點而促使火勢擴大,產生的煙霧又會通過內部的風管快速蔓延,導致有限的空間內能見度降低,人員疏散和火災撲救難度加大,極大地威脅著火場中人員的生命安全。 3、生產工藝涉及易燃易爆類、可燃類物質
潔凈廠房中不少生產工藝使用易燃易爆液體、氣體,如汽油、甲苯、丙酮等作為清潔劑清洗微型軸承、磁帶抹布等,特別是半導體器件工藝中還涉及使用氫氣、氧氣、硅烷等氣體,極易引發火災、爆炸。而醫藥類產品包裝材料以及一些輔料也常常是可燃物,同樣存在火災危險性。更值得一提的是某些潔凈廠房生產工藝中需要加熱操作、且普遍使用電阻絲加熱器或高頻加熱器,此類加熱器件一旦接觸可燃物也極易引發火災。
三、加強潔凈廠房消防設計的措施
1、嚴格控制消防用電設備配電線路及配電裝置設計 。《建筑設計防火規范》要求: “消防用電設備應采用專用的供電回路”,是指從低壓總配電室或分配電室至消防設備最末級配電箱的配電線路,均應與其他配電線路分開,不能與其他動力設備、照明設備等共用回路。其配電線路應穿管保護,暗敷時應敷設在不燃燒體結構內,保護層厚度不小于 30 mm。明敷時 ( 包括敷設在吊頂內) 需穿金屬管或封閉式金屬線槽,并在表面涂防火涂料或采用隔熱材料覆蓋,導線應選用耐火型。 消防用電設備配電系統的分支線路不應跨越防火分區,分支干線不宜跨越防火分區。末級消防配電箱至其配電消防設備之間的距離不宜大于 30 m。消防用電設備的配電設備應有明顯標志,盤面加注“消防”字樣標志。
2、專業設計,合理布局。首先,對于潔凈廠房的設計,除了滿足一般工業廠房的消防要求外,還應對內部裝修進行統籌的二次設計。其中所涉及的危險品庫房應設置在相對獨立的安全部位,與周圍的區域之間應采用防火墻、防火門等措施進行隔斷。而對于規模較大、功能復雜的廠房來說,內部所涉及到使用甲、乙類危險物品的重點工段、包裝組裝等人員密集的生產部位應設置在靠近外墻的部位,并應作為單獨的防火分區考慮。其次,對于潔凈廠房內部人員疏散路線的設計,應遵循簡捷明了的原則,由于通常進入廠房必須經過清洗、更衣、消毒等多重復雜的程序,時間長、空間小,所以人員進入凈化路線一般不作為安全出口使用。在設計中,往往是在走道靠外墻或樓梯間處設置一鋼化玻璃門作為緊急安全出口,同時應在旁邊配有橡皮錘和安全出口燈,且每個潔凈區安全出口應保證不得少于兩個。當安全出口的數量不能滿足疏散要求時,也可以用專門的消防逃生口代替。另外,在疏散走道上,應多配備疏散指示標志及應急照明設施。
3、消防聯動控制。當火災自動報警系統收到火災信號并確認后,通過聯動控制設備和輸出模塊發出指令關閉空調系統及防火閥,起動消防泵。火災發生后,打開排煙風口、排煙閥同時起動排煙風機。當火災溫度上升到 280 ℃ 時,排煙閥關閉,同時停止排煙風機運行。當可燃氣體發生泄漏且其濃度達到爆炸下限值的 20%時,在電氣防爆區內的可燃氣體探測器發出報警信號; 當可燃氣體濃度達到爆炸下限值的 50% 時,發出報警信號,起動事故排風系統,并顯示返回信號。
《火災自動報警系統設計規范》第 6. 3. 1. 8 條要求: “消防控制室在確認火災后,應能切斷有關部位的非消防電源”。很多地區消防部門要求自動切斷非消防電源,但 《醫藥工業潔凈廠房設計規范》對此有明確要求: “應手動切斷有關部位的非消防電源”。對此,針對潔凈廠房這種特殊的建筑,設計人員應積極與工程項目當地消防部門溝通,并嚴格按照相關規范的要求設計。
4、嚴格控制探測器設計質量。
(1)在探測器的設計中,其中報警探測器和控制器必須嚴格遵守相關的規定,進行選擇,必須保證二者是同一個廠家生產。在探測器的選擇中,由于不同的廠家所出售的探測器都具有各自的特點,雖然都能夠通過相關部門的質量和功能檢測,但在使用的時候,質量依然存在著一定的差距,在對多家產品進行綜合分析的基礎上,結合用戶對該產品的質量反饋,做好探測器的選型。
(2)在潔凈廠房電氣消防設計中 ,一般使用智能型探測器,不僅僅可以滿足正常的功能,也能夠根據環境的變化而自動協調,能夠隨時保持很好的靈敏性。同時,在不同的時間段,不同的功能部位都可以設定最合理最科學的靈敏度。
5、防微杜漸,科學管理。好的管理體現出一個企業的整體水平和檔次,而消防管理更是其中非常重要的一個環節。首先,要注重對員工的培訓,針對每個崗位的特點,尤其是對那些火災概率較高工段的操作人員應進行預先教育,加強他們的防火意識。其次,加強危險性工藝消防安全管理。潔凈廠房內,易燃易爆物品應只限于當班用量,下班后對剩余的易燃易爆物品應存放入安全場所。最后,應制定消防安全責任制度,落實到人、貫徹到位,對于生產規模較大的單位,還應設有專人進行管理,并按照相關的消防法律法規實行目標責任制度,做到獎懲分明。
四、結束語
潔凈廠房由于其特殊的建筑結構和用途,使其在消防方面要格外的注意,做好各方面的消防措施,為工業生產做好安全保障。
參考文獻:
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關鍵詞:輕鋼結構,防損,措施
近年來,輕鋼結構建筑設施因為遇到強風,暴雨、暴雪而遭受損失的情況時有發生,盡管這是天災,但面對天災,我們應該采取什么樣的辦法來解決這一問題,盡可能的減少損失呢?
強風、暴雨、暴雪造成輕型鋼結構建筑損壞,從大多數實例來看都是從北坡屋面、設有女兒墻、有高差積雪堆積處的屋面壓型鋼板開始。受損較輕的是屋面壓型鋼板局部壓折、C型鋼檁條變形,保溫屋面底板壓折或接縫處拉開;受損較重的是屋面壓型鋼板凹陷,C型鋼檁條失穩,門式剛架橫梁變形;受損最重的是屋面壓型鋼板和檁條塌陷,把門式剛架梁柱拉倒,整個廠房倒塌。針對這些特點在今后的設計與應用中需要注意以下幾個方面的問題.
第一,確定好鋼架間距.鋼架的間距與剛架的跨度、屋面荷載、檁條形式等因素有關。當鋼架跨度較小時,選用較大的間距會增加檁條的用鋼量,是不經濟的。鋼結構規范規定,鋼架柱距宜為6m,7.5m,9m,不宜過大。
第二,應用好鋼結構體系.有的輕鋼結構建筑將門式鋼架的鋼柱更改為鋼筋混凝土柱,并簡單的把鋼斜梁靠放在鋼筋混凝土柱上。鋼筋混凝土排架結構,其屋面主要構件可以鋼梁或鋼屋架,并且與鋼筋混凝土柱頂鉸接,鋼筋混凝土柱腳與基礎剛接。很明顯,門式鋼架和鋼筋混凝土排架結構是兩種完全不同的結構體系,在材料、剛度和承載力上都有很大的不同,不能簡單的代替;而且鋼斜梁與鋼筋混凝土柱難以實現剛接。因此,不能隨意將鋼柱改為鋼筋混凝土柱,簡單地模仿鋼剛架的連接方法。這樣做既不能節省工程投資,構造也不簡單,還可能造成整個工程倒塌。
第三,做好柱腳抗風.在工程實例中,有的鋼架在大風時柱子被拔起,其主要原因不是鋼架計算失誤,而是設計柱間支撐時未考慮支撐傳給柱腳的力,尤其是房屋縱向尺寸較小時,只設置少量柱間支撐來抵抗縱向風荷載,支撐傳給柱腳的拉力很大,若柱腳沒有采取可靠的抗拔措施,很可能將柱子拔起,因此,在風荷載較大的地區剛架柱受拉時,在柱腳應考慮抗拔構造,如錨栓端部設錨板等。論文參考網。
第四,加強構造措施.強風、暴雨、暴雪造成建筑設施受損大多從女兒墻處開始,今后設女兒墻時必須限制高度且采取加強措施。輕鋼結構中的檁條除用于承擔梁的功能外往往兼作支撐體系中的壓桿,同時還通過隅撐對門式剛架的梁和柱提供側向支承,檁條通常由薄鋼板冷彎成型,在風吸力作用下,檁條的自由翼緣受壓,因此,當檁條下翼緣無面板側向支撐時,必須對檁條的下翼緣進行穩定性驗算。對于檐口處檁條要加密,壓型鋼板與檁條的連接要加強。隅撐可以用來提高屋面梁式柱的受壓翼緣穩定能力,因此在檐口位置,剛架斜梁與柱內翼緣交接點附近的檁條和墻梁處,各設置一對隅撐。有吊車的廠房支撐的設置非常關鍵,在廠房的頭、尾跨設置柱間支撐,在設置柱間支撐的同一跨并設屋面支撐。
第五,處理好設計、施工中的常見問題.輕鋼結構如果有維護磚墻,一定要提前與建設單位及土建施工單位對接好,因為這涉及到土建和鋼結構兩個方面的問題,因為土建的磚墻很可能搞不平直,可彩鋼板的泛水又不可能做得忽大忽小,結果是彩鋼板與磚墻的縫隙忽大忽小,彩鋼板與磚墻的泛水處理時很難搞好,讓建設單位有心里準備。論文參考網。節點板無加勁肋,有的是設計者也沒設計,導致后續焊時,節點板變形。門口上層條形窗與門口上框太近,沒有雨蓬的位置。窗框上下相鄰檁距間的拉條沒布置好,拉條端頭與窗框發生沖突。屋面檁條布置圖和鋼梁的詳圖要認真核對,常有發現屋面檁條布置圖與鋼梁詳圖的檁條數量不合。做大型工程時,深化圖編號一定要考慮到生產、發貨、安裝的便捷。水平支撐上花籃螺栓位置的布置要合理,不要過于偏離主梁,應該考慮方便安裝,否則工人在安裝時必須探出身子來擰緊花籃螺栓或者用爬梯上去,要么等檁條安裝結束后爬上檁條擰緊花籃螺栓這樣非常不安全。論文參考網。另外也要考慮一下隅撐的布置位置,不要在布置水平支撐時與隅撐打架。屋面板采用夾芯平板,那么估計半年內就要漏水。
結束語
輕型門式剛架結構具有造價低、重量輕、安裝方便、施工周期短等優點,在工業廠房中得到較為廣泛的應用。只要設計人員轉變設計觀念解決存在問題,就能確保工程的設計質量,推動門式剛架輕型鋼結構的進一步發展。
【參考文獻】
[1]鋼結構設計規范.
[2]門式剛架輕型技術規程.
[3]建筑結構.
論文摘要:鋼結構工業廠房因其施工速度快、自重輕、抗震性能好、環保等特點在建筑工程中已被廣泛認可,在工業廠房設計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結構而得到了普遍應用,文章就鋼結構工業廠房的設計與施工中存在的相應問題進行論述。
鋼結構工業廠房在我國應用的時間并不長,其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結構工業廠房有很多優點,但作為一種材料,它也有很多缺點,例如防火性能差、易銹蝕等,在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將分為設計與施工兩個部分來進行論述。
一、鋼結構工業廠房的優越性歸納
在摘要部分已經提到過鋼結構工業廠房的主要優點在于:首先,在施工速度方面:鋼結構構件可以工廠化批量生產,施工簡單,安裝快捷,大大縮短施工周期;其次,鋼結構工業廠房在自重方面:可減輕建筑物結構質量約30%,特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方,其綜合經濟優于鋼筋混凝土結構體系;最后,從環保方面考慮:鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系,鋼材本身是一種高強度高效能的材料,具有很高的再循環價值,并且不需要制模施工。
二、鋼結構工業廠房圖紙設計的重要性
無論在什么樣的工程中,圖紙是工程施工的依據。在鋼結構工業廠房的設計期間,要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審,檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計,其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求,以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施。
三、對鋼結構工業廠房支撐系統的設計原則
為了保證鋼結構廠房的空間工作,提高其整體剛度,承受和傳遞縱向水平力,防止桿件產生過大的變形,避免壓桿失穩,以及保證結構的整體穩定性,應根據廠房結構的形式,車間吊車的設置,振動設備以及廠房的跨度、高度,溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統,并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協調。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素,并影響溫度應力的大小,下柱支撐應盡可能設在溫度區段的中部,使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區段兩端伸縮。當溫度區段的長度不大時,一般在溫度區段的中部設置一道下段柱支撐,但溫度區段的長度大于150 米時,為了保證廠房的縱向剛度,應在溫度區段內設置兩道下段柱支撐,其位置應盡可能布置在溫度區段中間三分之一的范圍內,為了避免過大的溫度應力,兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。
四、對鋼結構工業廠房抗震性設計的重點
在對鋼結構工業廠房做抗震設計時應注意:首先,在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布,使廠房受力均勻,變形協調,盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響,廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架,以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形;其次,鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩而造成,所以合理布置支撐系統,保證廠房結構整體穩定性,對鋼結構廠房尤為重要;最后,在地震作用下,存在著低周疲勞作用,設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計,應保證節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服,應使結構構件能進入塑性工作,充分吸收地震能量發揮其抗震能力。
五、鋼結構工業廠房耐熱能力設計的重要性
在第1小節中我們提到過,鋼結構工業廠房防火能力很差,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,當鋼結構表面溫度處于150℃以上時,必須做隔熱及防火設計(通常是涂耐熱涂料來解決)。
而鋼結構工業廠房的施工中,存在的問題非常的繁冗,在這里我們只對比較突出的幾個問題進行分析研究。
六、關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題分析
可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業廠房建筑穩定性的根本所在,地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位,地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度,地腳螺栓的埋設精度:軸線位移:±2.0 mm,標高:±5.0 mm。在柱地腳螺栓安裝前,將平面控制網的每一條軸線投測到柱基礎面上,全部閉合,以保證螺栓的安裝精度,然后根據軸線放出柱子外邊線,待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后,將所需標高抄測到鋼管架子上。
七、在鋼結構進行吊裝的過程中的注意事項歸納
具體的注意事項包括:首先,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;其次,吊裝完一個區域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩定性,使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形;最后,吊裝鋼梁,兩對鋼梁空中對接,并把高強螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
八、吊車梁系統的安裝難點解析
在鋼結構工業廠房的施工過程中,吊車梁的安裝必須嚴格按規范從柱間支撐跨進行,柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩定的空間剛度單元,從此處安裝一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板,該墊板在吊車梁系統調整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接,和輔桁架焊接連接時,為防止連續施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接,并進行初擰,然后調整輔桁架,并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓,最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接,均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行,以減小板內應力。
九、關于鋼結構構件的碼放問題
為便于結構構件的安裝,構件進廠后應進行合理的堆放.原則為:現場急需安裝的應直接堆放到現場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構件暫時存放在現場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.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。
參考文獻:
[1]鋼結構工程施工及驗收規范,2002.
[2]路克寬.鋼結構工程便攜手冊[M].北京機械工業出版社,2003.
[3]張晨.鋼結構設計的簡單步驟和設計思路[J].山西建筑,2005.
關鍵詞:改造、擴建工程,基礎設計
前言:一些工廠由于工藝流程的需要或是生產規模的擴大,需要對原有廠房進行改建或擴建。由于場地的局限,加上改擴建建筑要滿足工藝流程的需要,因此改擴建建筑通常會在一個較為狹小的空間內建成。然而,改擴建工程的結構設計最難以駕馭的并不是上部結構,而是該工程的基礎設計。因為改擴建建筑的基礎既要滿足支承上部結構的荷載又要躲避原有廠房的基礎,還要避免新建基礎開挖對原有廠房結構造成影響。因此改擴建建筑的基礎成為了設計的難點。本文通過幾個工程實例,提供幾種改擴建基礎的設計形式,便于同行在今后的工程設計中借鑒使用。
1.實例一:XX鋁廠石灰爐廠區改造。
工程概況:XX鋁廠石灰爐廠區為上世紀五十年代建成并投入使用。隨著該廠生產規模的擴大以及新設備的引進,原有石灰爐廠區已不能滿足現有生產要求。經建設方研究決定,在原有石灰爐廠區內重建滿足現有工藝要求的石灰爐及配套建筑。土建專業需要設計爐體基礎及配套建筑。設計依據:工藝、建筑專業提供資料,現場實測原有基礎平面圖。石灰爐爐體高55m,爐體自重加上料重共計2400噸,爐體直徑為7m。土建設計的爐體支座采用鋼筋混凝土結構,高10m,直徑為7.4m。場地平面布置圖如下:
經計算,爐體支座基礎可供選擇的形式有大板基礎、群樁(小直徑樁)承臺基礎、環形群樁(大直徑樁)承臺基礎。由場地平面布置圖可知,石灰爐爐體支座在一個十分狹小的空間里。左側有新建轉運站,右側有新建吊裝間,下側有新建鼓風機室。經分析,大板基礎有如下特點:基礎持力層為紅粘土(距地面4m),基槽開挖淺、施工方便、施工工期相對較短、較為經濟;但基礎底面積大,在場地有限的條件下會占用很大平面面積,這樣左側的轉運站和右側吊裝間基礎就沒有放置的位置,并且在施工過程中要將原有石灰爐基礎進行廢除,這樣增加了施工難度,還會對周邊原有建筑造成影響,可行性不大。
群樁(小直徑樁)承臺基礎有如下特點:基礎持力層為巖石(距地面8m~10m),基礎底面積小,不擠占周圍建筑基礎空間。樁采用機械成孔樁,由于場地狹小,施工機械進場較為麻煩,施工成本高;并且樁數量多,施工工期相對較長,可行性較大。
環形群樁(大直徑樁)承臺基礎有如下特點:基礎持力層為巖石(距地面8m~10m),基礎底面積小,樁采用人工挖孔樁,施工工期較長(由于要滿足樁間距要求,采用隔樁跳挖施工工藝),施工較為容易,造價較高,基礎開挖對相鄰建筑影響小,不擠占周圍建筑基礎空間,可行性最大。通過上述分析并經過利弊比較,最終選擇環形群樁(大直徑樁)承臺基礎。科技論文。見下圖:
2.實例二:XX鋁廠在原有石灰爐基礎處新建轉運站。
工程概況:見上例場地平面布置圖中,XX鋁廠將原有石灰爐爐體支座廢除,在原有石灰爐基礎處新建轉運站來滿足工藝流程需要。設計依據:工藝、建筑專業提供資料,現場實測原有基礎平面圖。轉運站共3層,框架結構,高12.5m。轉運站的八根框架柱平面位置在原有石灰爐基礎上。這給設計帶來了困難,原有石灰爐基礎為大板基礎,埋深4.1m,底板厚2.1m。若廢除原有大板基礎來新建柱子基礎,將會花費不少的人力和財力,工期也會加長;而且場地狹小,廢除原有基礎施工過程勢必會對周圍建筑物造成一定影響。經過分析,利用原有石灰爐大板基礎來作轉運站框架柱基礎是最優方案。通過計算,原有石灰爐基礎承載力能滿足現有轉運站框架柱所施加的荷載。但是如何才能讓轉運站的框架柱把根生到原有石灰爐基礎上呢?我們想到了杯口基礎,在原有石灰爐基礎上鑿出杯口,然后將柱子鋼筋插入杯口,現場澆入混凝土,這樣轉運站的柱子就和原有石灰爐基礎聯接到一起了。如下圖:
利用原有的石灰爐大板基礎作為新建轉運站柱子的基礎,這樣使得現場施工難度小,工期短、對鄰近建筑影響小,節約了人力和財力,為最優方案。
3.實例三:XX鋁廠余熱導熱油加熱站擴建。
工程概況:XX鋁廠產量增大,需要增加一套余熱導熱油系統,由于場地有限,該系統將在一個很狹小的范圍內建成,尤其是熱工專業的一部分煙管支架。設計依據:熱工、建筑專業提供資料,原有余熱鍋爐房施工圖,原有煅燒車間施工圖。根據熱工專業提資以及現場實際情況,有一段煙管位于已建成余熱鍋爐房與煅燒車間廠房之間寬2m的夾縫之間。此段煙管需要土建專業設計3個支架,支架高5m,受垂直荷載25噸,水平荷載7.5噸。若采用獨立基礎,基礎底面積大,在2m寬的縫隙之間是放不下的。因此只能放棄采用。若采用樁基礎,樁的深開挖過程中勢必會影響到縫隙兩邊的廠房柱子基礎。這時我們想到了墩基礎,通過計算確定出墩基礎大小,并在墩頂用拉梁連接,由于墩基礎的持力層與縫隙兩邊柱子基礎持力層相同,也就是埋深大概一致,因此墩基礎的開挖對縫隙兩邊廠房的柱子基礎影響較小。而且在墩頂設置的拉梁與支架頂的連梁形成了一個框架體系,很好的化解了水平力對基礎造成的不利影響。如下圖:
采用墩基礎使得現場施工較為方便,基礎的施工對鄰近建筑影響小,是一種不錯的基礎形式。
4.實例四:XX鋁廠原料磨廠房5.000操作平臺下要增設主軸承油站。
工程概況:由于原料磨磨機主軸承需要不斷補充油,但原設計未設置專用的油站,這樣在生產過程中油容易被堿液污染,致其品質下降。因此甲方要求在5.000操作平臺下要增設主軸承油站。科技論文。根據現場實際情況定出該油站長5.8m,寬4.8m層高3m。由于場地有限有一段墻體要座于原料磨磨機基礎上。若采用框架結構,場地內沒有足夠的空間放置框架柱基礎。因此只能采用磚混結構,但是有一段墻體座于原料磨磨機基礎上,磨機基礎的振動必定會對油站的墻體造成影響,嚴重時甚至令墻體開裂。這時我們想到了在磨機基礎與墻體條基基礎之間增設褥墊,讓褥墊來吸收磨機基礎振動產生的力,并在條形基礎內設置鋼筋,設置地圈梁和構造柱。如下圖:
采用增加褥墊的條形基礎,使得磨機基礎的振動對結構的不利影響減少,保證了建筑物的安全性。科技論文。
5、結論:在改造、擴建工程的基礎設計中應注意以下幾點:
5.1. 改造、擴建工程的基礎設計應對整個場地有整體認識,制定合理的結構體系,設計基礎時應盡量考慮綜合因素,基礎尺寸宜小,這樣可以節約場地,為其它建筑騰出空間。
5.2. 改造、擴建工程的基礎設計,上部結構與基礎設計應相互協調。在承載能力滿足的情況下應盡量利用原有建筑物基礎,這樣可以變廢為寶,減少了投資和施工工程量。
5.3. 改造、擴建工程的基礎設計,應根據現場實際情況制定基礎方案,在有限的場地范圍內可以采用一些不常用的基礎形式這樣對周邊建筑影響最小,結構最合理。
5.4. 改造、擴建工程的基礎設計,可以對現場地基進行一定處理,再進行基礎設計,這樣可以最大限度的利用現場空間。
參考文獻
[1]混凝土結構設計規范(GB 50010—2002)[S]中國建筑工業出版社
[2]建筑地基基礎設計規范(GB 50007—2002)[S]中國建筑工業出版社
[3]建筑地基處理技術規范(JGJ 79—2002、J 220—2002)[S]中國建筑工業出版社
[4]建筑樁基技術規范(JGJ 94—2008)[S]中國建筑工業出版社