Kilenc kulcsfontosságú pont az acélszerkezetű gyárépületek tervezéséhez és kivitelezéséhez

Acélszerkezetű gyárépületekszéles körben elismertek az építőmérnökökben, mivel gyorsan felépíthetők, könnyűek az önsúlyukban, jó szeizmikus teljesítményük van és környezetbarátak. Az ipari épületek tervezésénél fokozatosan felváltották a nehezebb vasbeton szerkezetet.

Kínában régóta nem használnak acélszerkezeteket, részletes tervezési és kivitelezési technikáik még mindig fejlesztés alatt állnak. Bár az acélszerkezetű ipari épületek számos előnnyel járnak, az acélnak mint anyagnak vannak hátrányai is – például gyenge tűzállóság és korrodálódásra való hajlam. Ezeket a tényezőket mind a tervezési, mind az építési szakaszban figyelembe kell venni.

I. Az acélszerkezetű gyárépületek fő előnyei

Mint az összefoglalóban említettük, a fő előnyeiacélszerkezetű ipari épületeka következők. Először is, ami az építési sebességet illeti: az acél alkatrészeket tömegesen lehet gyártani egy gyárban; az építés egyszerű és a felállítás gyors, ami jelentősen lerövidíti az építési időt. Másodszor, az önsúly tekintetében: az épület szerkezeti tömege körülbelül 30%-kal csökkenthető; ez különösen gazdaságos az alacsony alapozási teherbírású vagy magas szeizmikus erődítési intenzitású területeken, ahol a teljes gazdaságosság jobb, mint a vasbeton szerkezeti rendszereké. Végül a környezetvédelem szempontjából: az acélszerkezetek a környezetbarát zöld épületrendszerek családjába tartoznak; Maga az acél nagy szilárdságú, nagy hatásfokú anyag, nagy újrahasznosítási értékkel, és az építés során nem igényel zsaluzást.

II. A rajztervezés jelentősége

A rajzok minden projektben az építkezés alapját képezik. Az acélszerkezetű ipari épület tervezési szakaszában az építőipari egység szakembereit meg kell szervezni a közös rajzvizsgálat elvégzésére, a rajzok „hibáinak, hiányosságainak, ütközéseinek, hiányosságainak” ellenőrzésére, hogy az építkezés megkezdése előtt megoldódjanak a problémák, és a rajzi problémák minőségre és ütemezésre gyakorolt ​​hatása a minimálisra csökkenjen. Acélszerkezeti projekt esetén külön építési szervezeti terveket kell készíteni a gyártási és a szerelési szakaszra; a gyártási folyamat dokumentumának ki kell terjednie a gyártási szakaszban lévő egyes folyamatok és altételek minőségi szabványaira és műszaki követelményeire, valamint a termékminőség biztosítására alkalmazott konkrét intézkedésekre.

III. A merevítőrendszer tervezési alapelvei

Az épület térbeli viselkedésének biztosítására, általános merevségének javítására, a hosszirányú vízszintes erőknek ellenálló és átvitelre, az elemek túlzott deformációjának megakadályozására, a nyomóelemek kihajlásának elkerülésére, valamint a szerkezet általános stabilitásának garantálására megbízható merevítő rendszert kell kialakítani az épület szerkezeti formájának, a daru elrendezésének, a vibrációs berendezéseknek, a műhely fesztávjának és magasságának megfelelően. Minden hőmérsékleti zónát stabil oszlopközi merevítési rendszerrel kell ellátni, amelyet a tető oldalsó vízszintes merevítésével összhangban kell elhelyezni. Az alsó oszlop merevítésének helyzete kulcsfontosságú tényező, amely meghatározza a hosszirányú deformáció irányát és befolyásolja a hőfeszültség mértékét; az alsó oszlop merevítését a lehető legközelebb kell elhelyezni a hőmérsékleti zóna közepéhez, hogy a hosszanti elemek, például a daru gerendák szabadon kitáguljanak és összehúzódhassanak mindkét vége felé a hőmérséklet változásával. Ha a hőmérsékleti zóna rövid, akkor általában egyetlen alsó oszlop merevítőkészlet kerül a közepére. Ha azonban a hőmérsékleti zóna 150 m-nél hosszabb, a zónán belül két alsó oszlopos merevítést kell felszerelni a hosszirányú merevség biztosítása érdekében; a hőmérsékleti zóna középső harmadán belül kell elhelyezni őket, amennyire csak lehetséges, és a két készlet közepe közötti távolság nem haladhatja meg a 72 m-t a túlzott hőterhelés elkerülése érdekében.

IV. Kulcspontok a szeizmikus tervezéshez

Acélszerkezetű ipari épület szeizmikus tervezése során a következő szempontokat kell figyelembe venni. Először is az általános elrendezést tekintve a szerkezet tömegét és merevségét egyenletesen kell elosztani, hogy az épület egyenletesen terhelődjön és összehangoltan deformálódjon; az egyenetlen merevséget kerülni kell, mivel az kedvezőtlenül befolyásolja a szeizmikus teljesítményt. A keresztirányú szerkezethez merev keretet kell alkalmazni, vagy olyan keretet, amelyben a tetőrács mereven csatlakozik az oszlopokhoz, hogy teljes mértékben kihasználható legyen az acél teherbírása és csökkentse a keresztirányú deformációt. Másodszor, az acélszerkezetű épületek általában nem azért mennek tönkre, mert az elemek szilárdsága nem megfelelő, hanem azért, mert az elemek behajlanak; ezért különösen fontos egy jól átgondolt merevítési rendszer, amely garantálja az épület általános stabilitását. Végül földrengés hatására alacsony ciklusú fáradás lép fel, és ennek az épületre gyakorolt ​​hatását a tervezésnél figyelembe kell venni. A szerkezeti kötések tervezése során biztosítani kell, hogy az illesztések tönkremenetele ne következzen be a szerkezeti elemek teljes metszetének kimerülése előtt; az elemeket meg kell engedni, hogy belépjenek a műanyag szakaszba, hogy teljes mértékben elnyeljék a szeizmikus energiát és fejlesszék szeizmikus kapacitásukat.

V. A hő- és tűzállósági tervezés jelentősége

Acélszerkezetű ipari épületekgyenge tűzállósággal rendelkeznek. Ha az acélt 100 °C fölé hevítik, szakítószilárdsága csökken, plaszticitása pedig nő a hőmérséklet emelkedésével. 250 °C körül az acél szakítószilárdsága kissé növekszik, miközben plaszticitása csökken – ezt a jelenséget kék ridegségnek nevezik. 250 °C felett az acél kúszni kezd. Körülbelül 500 °C-on az acél szilárdsága olyan alacsonyra esik, hogy az acélszerkezet összeomolhat. Ezért minden alkalommal, amikor egy acélszerkezet felületi hőmérséklete meghaladja a 150 °C-ot, hőszigetelést és tűzvédelmi tervezést kell biztosítani (általában hőálló, tűzvédő bevonatok felhordásával).

Az építésbenacélszerkezetű ipari épületek, sok gyakorlati probléma merül fel; itt csak a legkiemelkedőbbeket elemezzük.

VI. Horgonycsavarok beágyazása az építkezés során

Elmondható, hogy egy acélszerkezetes ipari épület stabilitása szempontjából alapvető fontosságú, hogy a horgonycsavarok szilárdan rögzítve vannak-e. A horgonycsavarok pontossága közvetlenül befolyásolja az acélszerkezet elhelyezését. A rögzítőcsavarokat szigorú pontossággal kell beágyazni: tengelyeltérés ±2,0 mm, magasság ±5,0 mm. Az oszloprögzítő csavarok felszerelése előtt a vízszintes vezérlőhálózat minden tengelyét vetítse az oszlop alapzatának felső felületére, és zárja le a hurkot, hogy garantálja a csavarok beszerelési pontosságát; majd jelölje be az oszlopok külső széleit a tengelyek szerint. Miután felállították az oszlophorgonycsavarok tartókeretét (támasztékát), vigye át a kívánt magasságot az acélcsöves keretre. 

VII. Óvintézkedések emelés közben

A fő óvintézkedések a következők. Először jelölje meg a kereszt középvonalakat az oszloptalp alaplemezén és a horgonycsavarok középvonalait, és tisztítsa meg az oszlop alján lévő nyírófuratokat; miután az acéloszlop a helyére került, állítsa be a magasságát és húzza meg az anyákat. Másodszor, miután az egyik területen felállították az acéloszlopokat, szerelje fel a kötőrudakat (összekötő elemeket), hogy biztosítsa az oszlopok általános stabilitását, és megakadályozza azok deformálódását az acélgerendák felemelésekor. Végül emelje fel az acélgerendákat: kösse össze a gerendapárokat a levegőben, és végezze el a nagy szilárdságú csavarok kezdeti meghúzását; az első gerendát négy huzallal kell rögzíteni, nehogy félrebillenjen.

VIII. A daru gerendarendszer telepítésének nehézségei

A kivitelezés során a darugerendákat szigorúan az oszlopmerevítős öbléből kell beépíteni, az előírásoknak megfelelően. Az oszlopközi merevítés felszerelése és csatlakoztatása után viszonylag stabil térbeli merevségi egységet képez; ebből az öbölből történő telepítés biztonságosabb, és azt is biztosítja, hogy a daru gerendák felállítása ne befolyásolja az oszlopok függőleges helyzetét. A beszerelés során az alátétlemezeket a darugerendák alá kell helyezni, nagy végmetszet-eltérésekkel; ezeket az alátéteket a daru gerendarendszer beállítása után a helyükre kell hegeszteni, és a gerendákat pontosan az előre beállított pozicionáló vonalakhoz kell igazítani. A fékrendszert csak a daru gerendáinak beállítása és rögzítése után szabad formálisan csatlakoztatni. Ha a féklemezt nagy szilárdságú csavarokkal a daru gerendához, a segédrácshoz pedig hegesztéssel csatlakoztatják, a sorrend számít: először csatlakoztassa a féklemezt a daru gerendához nagy szilárdságú csavarokkal, és végezze el a kezdeti meghúzást; majd állítsa be a segédrácsot, hegessze rá a féklemezre, és végezze el a nagy szilárdságú csavarok végső meghúzását; végül a féklemezt hegesztjük a segédrácsra. Mind a nagy szilárdságú csavarok meghúzása, mind a féklemez hegesztése az egyes lemezek közepétől mindkét széle felé haladjon, a lemez belső feszültségének csökkentése érdekében.

IX. Acél alkatrészek egymásra rakása

Az összeszerelés megkönnyítése érdekében az acél alkatrészeket ésszerű módon egymásra kell rakni, miután megérkeztek a helyszínre. Az alapelvek a következők: a felállításhoz sürgősen szükséges alkatrészeket közvetlenül a helyszínen kell egymásra rakni, az emelési sorrendet követve – az előbb felemelendők a tetejére, a később felemelendők pedig lefelé kerülnek; azokat az alkatrészeket, amelyekre nincs sürgősen szükség, ideiglenesen a telephelyen kívül kell tárolni. Egymásra rakáskor tartsa külön az oszlopokat és a gerendákat, és rakja egymásra őket tengelyenként. A tárolóudvart erre kijelölt személyzet kezelje; Az alkatrészeket be kell számítani a beszerzési követelményekbe és a szállítási listába, és a nyilvántartásokat iktatni kell. A H-szelvény elemeit függőlegesen kell tárolni, soha nem síkban. Minden komponenst legalább két ponton alá kell támasztani; a támasztópontoknak a fesztáv körülbelül egyhetedénél kell elhelyezkedniük a tagok végétől számítva. Rétegekbe rakáskor legfeljebb három réteg megengedett; A fahasábokat helyesen kell elhelyezni a rétegek között, hogy azok vízszintben maradjanak, és a támasztópontoknak függőlegesen kell elhelyezkedniük.