框架结构工业厂房（精选12篇）
框架结构工业厂房 第1篇
随着经济建设的不断发展, 人们对工业厂房大跨度框架大跨度框架结构设计的要求也越来越高。然而在大跨度框架结构设计的过程中, 还存在着一些问题急需解决, 这些问题会严重影响到工业厂房的施工质量。因此, 需要对其进行设计上的优化, 从而提升其施工的质量, 使工业厂房大跨度框架大跨度框架结构设计更加适用、可靠与经济。
二、工业厂房大跨度框架结构设计的现状
1、大跨度框架结构设计理论和方法的研究
在保证大跨度框架结构安全的前提下, 为了充分发挥材的作用, 更合理的使用材, 还应该深人研究大跨度框架结构设计理论与方法, 使大跨度框架结构和构件的计算方法更能反映实际工作情况。有待研究的问题有:压弯构件的弯扭屈曲问题、薄板屈曲后强度的利用问题、大跨度框架结构的塑性设计问题、残余应力对大跨度框架结构强度和稳定性影响问题及门式刚架轻型大跨度框架结构体系的整体稳定和大跨度框架结构的空间工作问题等。
2、空间大跨度框架结构的研究和应用
网架大跨度框架结构、网壳大跨度框架结构、张拉大跨度框架结构体系等均属于空间大跨度框架结构, 这些新技术的应用, 在减轻大跨度框架结构自重、提高大跨度框架结构的承载力, 节约材等方面效果十分明显。
另外, 在普通大跨度框架结构中施加预应力后形成的预应力大跨度框架结构, 能增强大跨度框架结构的刚度, 提高承载能力, 从而节约材。预应力大跨度框架结构可应用于析架、梁及框架等大跨度框架结构或构件, 但目前应用较少, 有待研究和发展。
三、工业厂房大跨度框架结构设计分析
在我国建筑施工中, 大跨度框架结构的应用具有一定的标准与要求, 根据建筑不同的功能要求, 要选择不同的结构类型, 常见的框架结构类型有:
1、转换梁结构
这种框架结构在应用的过程中通常都是在檐口高度布置一个系统而又全面工作模式, 通过在设计的过程中以一个大量作为核心环节, 从而在梁跨结构进行有效的支撑。这种结构的分析中通常都是由斜板将应力传递给斜坡和工作模式, 再由斜坡传递给框架柱和结构柱和工作模式, 且在工作的过程中而梁上柱荷载, 进而给框架结构柱。该方案的应用通常都是以数学模型为基础, 是一种计算简单, 且在工作的过程中不曾考虑整体工程截面问题。这种结构在设计的过程中不仅可以利用力学模型进行相应的分析, 且计算非常的简单, 但是存在着经济性差的缺点。
2、折梁结构
在目前的建筑结构工程中, 对折梁结构的选择仍然较为常见, 其通常都是在横向上布置一个跨度较大的折梁结构, 这种结构在方案的选择中直接能够通过折梁将应力传递给上方屋面。但是由于在折梁的跨度中应用较大的截面模式, 其中仍然存在着一定的不经济、不科学现象, 而且还具有荷载传递交叉的工作模式。
四、工业厂房大跨度框架结构优化设计
1、设计处理
相较于框架结构来说, 无论是在设计上还是在施工上都具有一定的难度, 尤其是在设计上。因此, 针对框架结构进行设计的过程中, 一定要注意考虑到受力的问题, 对其受力进行全面分析的基础上, 进行有效的人工调整, 只有这样才能够使得框架结构可以应用到建筑设计中。而在设计的过程中, 需要对框架结构受力进行分析的方面主要包括以下几点:
首先, 针对框架结构的配筋在进行计算的过程中, 需要依据投影方式的不同对其荷载力进行有效的计算, 而框架结构在设计的时候, 也会受到来自空间以及平面内外的各种压力的影响, 如果处理不好, 就会使得框架结构发生轴向力的问题, 因此, 在对框架结构进行配筋的过程中, 应该采用双层配置, 同时向两个方向同时进行拉伸, 并依据实际的设计需求, 对钢筋的间距进行合理的控制和加密处理。
其次, 在对框架结构进行受力分析的过程中, 所要考虑到的压力除了弯矩压力外, 还有轴向压力, 然而, 很多的软件在对配筋进行计算的过程中, 对于弯矩压力的考虑较为全面, 而忽视了对轴向压力的计算, 这样就会使得框架结构的设计存在受力上的问题。框架结构上所设置的楼板翼缘在应用上, 其所能够发挥的作用相对来说有限, 因此, 在对其进行设计的过程中, 不能够按照T形结构的形式对配筋进行计算, 最好是采用矩形结构来进行设计, 而针对这一形式的框架结构, 需要采用手动方式进行核算。
最后, 在对框架结构进行设计的过程中, 也需要依据空间的整体作用进行具体的分析, 在框架结构中所存在的各个构件, 其所发挥的作用具有联系性, 在施工中, 需要依据这一原理对框架结构进行合理的整体施工, 尤其是在对下弦结构进行施工的时候更应该考虑到空间的整体作用, 同时要合理的进行浇筑工作, 这样能够使得框架结构施工质量可以得到有效的提升, 从而使得框架结构的整体作用可以得到最大限度的发挥。
2、优化结论
在对上述的框架结构进行分析和计算后, 可以得到以下的几点优化结论:
首先, 由于框架结构在受力上有其自身的特点, 因此, 在对框架结构进行设计的过程中, 需要结合建筑的具体施工条件以及要求, 来选择适宜的设计结构形式, 并且采用有效的方式对框架结构的设计进行合理的优化, 这样不仅能够有效的保障结构的整体稳定性, 而且还能够有效缩减设计成本, 从而推动框架结构设计的开展。
其次, 针对大跨度框架结构来说, 要想使得其屋面斜梁的压力可以降低, 就需要利用下弦拉梁来对传力的途径进行有效的改变, 而这样不仅能够有效的减少配筋的应用量, 也能够使得相应的截面相对的减少, 从而使得该结构可以得到最佳的优化。
最后, 大跨度框架结构的坡屋面有很多种类型, 在对其进行设计计算的过程中, 可以先对模型进行计算, 这样可以使得结构设计更加具有灵活性。同时还需要利用相关软件对其进行分析, 在分析的过程中, 需要充分的结合具体施工的情况以及建筑的建设类型, 相关的设计人员要依据前人的经验来开展结构设计, 并且对自身设计中不合理的部分进行合理的调整, 从而达到优化设计的目的。
五、结束语
总而言之, 在目前的工业厂房设计中, 应用最为广泛的结构就是大跨度框架结构, 其在实际的应用中具有突出的优势, 由于其所具有的设计优势, 使得建筑设计者对其尤为青睐。该结构占据了整个工业厂房的屋面, 能够有效的减少接缝的出现, 使得屋面的防水性能增强, 从而进一步的提升了建筑的整体质量。但是社会在不断发展, 建筑企业也需要不断优化设计的方案, 这样才能保证建筑的性能与功能越来越好, 才能满足人们对建筑性要求。因此相关人员一定要不断进行学习和总结, 从而推动我国建筑行业更好的发展。
参考文献
[1]袁雪峰, 李效梅.迁徙大跨房屋钢结构建筑的结构体系[J].四川建筑科学研究, 2011
[2]李思思.延性钢筋混凝土大跨度框架结构的设计要点及其意义.建材世界.2013年3月, 第2期, 166-168.
工业设计合作框架协议书 第2篇
甲方：大学工业设计中心（以下简称甲方）乙方：南京欧爱工业产品设计有限公司（以下简称乙方）
为促进高等教育的发展，促进高校以科研成果促进生产力，参与服务企业，推动校企合作，实现以需促学、学以致用的目的，培养全面发展、综合素质高、应用能力强、为企业所用的高级应用型人才，经甲乙两方协商一致，达成如下协议：
一、合作方式
甲乙双方在工业设计项目、工业设计教学两方面展开合作。
二、合作期限
自 2012 年 9 月1日起至 2015 年 9 月1日止。
三、权利与义务
在工业设计项目合作上：
1.甲乙双方在合作工业设计项目中共享工业设计研发设备、模型制作设备等。双方不得滥用设备。
2.由甲乙双方负责合作工业设计项目的具体商务谈判、合同签订、流程管控、客户跟踪和财务事宜；
3.双方共同对具体设计工作和设计管理工作负责，由双方承担相关设计项目所涉及的民事责任。
4.甲乙双方共同负责工业设计合作项目的创意策划、数据分析、设计评价、理论研究等研究性工作；
5.甲乙双方共同对工业设计合作项目提供技术、科研支持，提供必要的设计所需的人机数据、调研数据等；
6.根据项目需要，甲乙双方共同提供设备仪器和使用场地，在合作项目中，甲乙双方共同在使用过程中安排专人对操作进行指导、对设备进行维护。
在工业设计教学合作上：
1.乙方为甲方推荐的实习生提供实习场地、实习岗位，并安排指导人对其进行技能及实践方面的指导。
2.乙方对取得毕业资格并在实习结束后通过乙方岗位考核的“实习生”优先录用。
3.甲方实习生有下列情形的，乙方有权终止其实习：品行不良；不能胜任本职工作；严重违反甲方规章制度；严重失职，营私舞弊，对甲方利益造成重大损害。
4.乙方根据实际情况为甲方实习生提供一定实习补助。
5.乙方为甲方实习生购买商业意外伤害保险。
6.甲乙双方确保实习生参加乙方实习时间不少于6个月；
7.乙方指定专人就“实习生”的教学、实习、就业等事项与甲方进行对接，负责实习期间学生的跟踪管理；
8.乙方负责根据双方共同协商的实习时间进行教学计划的调整与落实，便于甲方有计划的开展工作；负责对实习学生进行实习前的纪律教育和安全教育及毕业前的就业教育工作。
四、其他
1.本协议由于受到不可抗力或国家政策变化等原因使协议无法继续履行，由甲乙双方按法律程序协商解决。
2.甲乙双方各指定专人负责日常联络、交换意见，如遇工作变动需调整联系人，双方需提前一日书面告之对方，便于双方合作正常推进。
3.本协议须经甲乙双方加盖公章即行生效，协议壹式贰份，甲乙双方各执壹份。
甲方：大学工业设计中心乙方：南京欧爱工业产品设计有限公司
代理人：代理人：
联系电话：联系电话：
浅议框架厂房施工控制 第3篇
关键词框架厂房；施工；控制
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0117-01
1工程概况
本工程位于西安市某工业园区内，为园区的标准厂房，结构为框架二层（局部三层），建筑面积为10000m2左右。厂房长106m，宽度为50m，总高为15.50m。基础为桩接承台型式，桩端持力层为粉砂夹粉层土，单桩竖向承载力标准值为530KN，桩基安全等级为二级。所有混凝土全部采用商品混凝土，除垫层为C10外，其余均为C30，±0.000以下墙体为M10水泥砂浆砌MU15标准砖，±0.000以上墙体为M5混合砂浆砌MU10KP1型多孔砖。
2施工准备
1）技术准备。施工伊始，组织了项目部各成员熟悉了解现场的实际情况，组织测量人员检查验收红线桩，做好现场平面布置、高程的控制桩的设置，以及自然地坪高程网络测量记录等准备工作。组织施工管理人员学习好相关的图纸、施工规范以及工程施工中主要技术要领，做好图纸的设计交底、会审工作。
2）现场准备。进场后，及时进行了现场平面的布置和临时设施、道路、排水明沟的搭设和开通工作。在永久性围墙的位置搭设了彩钢板临时围墙，并根据现场的管网，布设了水、电管网。按计划及时进行机械设备、周转材料的进场工作和测量定位工作。
3）现场临时用水、电。从甲方提供的水源引至生产区、生活区，经计算，现场需要管径40mm的自来水管才可以满足现场供水要求，共设置了二支路总管，在每支路管同时布设了消防水管，施工时，从水源至施工现场段的水管均埋设在地面以下，每隔30m左右设一接水口并安装止水阀用于施工接水。利用甲方提供的电源，设置了配电房和配电柜，布设了现场供电电缆，电线、电缆全部架空。生活区及建筑物内灯光照明一律使用36V安全电压，现场用电量正常负荷为110KW，动力线路一级送电采用三相五线制，二级送电和现场照明采用三相四线制送电，塔吊、井架安装按国家规定接通防雷装置。
3施工现场布置
根据本工程施工场地的实际情况，并按照施工总平面，既要布置合理又要贯彻标化管理，体现文明施工的原则，现场布置时无论生产、生活区，除绿化带外，场地均采用碎石垫层100mm厚上铺80mm厚C15砼面层进行了硬化，主要通道为200mm厚碎石垫层上铺100mm厚C20砼面层。现场四周做了排水明沟，地面水经排水沟再由沉淀池沉淀后汇集至一集水井中，由潜水泵泵送入场外的市政管网中。现场出入口设了值班门卫，并坚持出入制度、场容管理条例、工程简介、安全管理制度，以教育职工树立遵守纪律和维护良好工作秩序的意识。无关人员一律禁止入内，禁止打架、斗殴等流氓行为的发生。凡进入现场的材料、设备全部按平面布置图堆放整齐，挂牌标识。施工现场的水准点，轴线控制点等有醒目的标志并加以保护，任何人不得损坏、移动。生活区的卫生间、浴室，外墙刷外墙涂料，内墙贴磁砖，清洁采用水冲式，地面贴防滑地砖。办公室为彩钢板，职工宿舍为活动房。生活区设置了浴室，食堂及茶水锅炉房，食堂严格按照卫生部门的有关规定进行了设置和管理，宿舍用电一律按36V设置。现场入口处布置有标志性旗杆，象征着各部门之间互相协作紧密配合齐心协力地建设好本工程，设有九牌一图及宣传栏。
4工机组织措施
本项目之所以能“优质高速”按时完成，主要是根据工期要求、各施工阶段的作业量和工种状况，各工种之间可以平行流水，立体交叉施工，而且有足够的劳动力调配。根据工艺要求配备的专业施工人员，工种齐全，技术资质满足要求，确保工程可以保证质量和进度的前提下完成施工。根据工程实际情况，在施工过程中，本工程设置了项目经理1人，项目副经理1人，技术负责人1人，施工员1人，质量员1人，安全员1人，核算员1人，资料员1人，材料员1人。施工中共组织钢筋工60人，木工120人，砼工70人，泥工80人，抹灰工100人，电焊工、机修工5人，普工30人，油漆工30人，安装工25人，值班电工3人，门卫6人，完全满足了工程施工的需要。根据本工程的实际情况以及多年的施工经验，为了更好地提高工作效率，本工程在施工时采用两台QTZ63A塔吊，四只井架作垂直运输工具。
5施工进度控制措施
本工程施工工期为180天，开工日期2010年12月2日，计划竣工日期2011年5月29日。其中：基础工程2011年1月15号完工，主体在2011年3月20日完工，其余时间进行装修、地面、屋面、门窗等工程。
施工中建立了施工总进度保证体系，运用了网络计划技术来控制进度，采用了现代化管理技术编制网络进度计划，并进行优化、完善，很好地控制了各部分项进度，并达到了总工期的目标，严格控制关键节点完工日期确保不拖工期。在现场设立了计划管理中心，每天收集进度执行情况，及时反馈并调整网络计划，加强了有效可行的措施。同时，落实了对专业队伍的进度管理，对各队伍实行进度考核制与奖罚制，运用经济手段进行管理，形成了竞争机制。适时安排各专业队伍进出场，很好地衔接与协调了各专业队伍的工作。更重要的是保障了物资的供给，制订了资源供应计划，及时进行资源优化做到均衡供求，及时到场。做好机械设备的进场工作，维修保养工作，进场设备完好率100%。大宗材料库存充足，零星材料提前进场，满足了一线生产需要。
为了顺利完成本工程的施工，在施工过程中，我们还积极与设计单位作好工作协调配合，向设计单位提交施工总进度计划，便于设计人员跟踪配合和深化工作，在施工中发现设计图与实际不符，除向业主、监理反映外，还积极会同设计人员处理好设计失误，减少了很大的经济损失。与监理工程师进行工作协调配合，严格按照经业主及监理师批准的“施工大纲”、“施工组织设计”进行质量管理，接受监理工程师的验收和检查，所有进入现场的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证、质保书及试验报告单，按部位或分项工序检验的质量没有得到监理工程师认可或签证，决不进行下道工序施工。与业主积极协调配合，每个月向业主提供了工程进度报告，对于合同允许的工程进度延误或超合同范围的施工，及时请示了业主或监理书面认可。
6结束语
該工程实行创优目标管理制，全体施工人员牢固树立质量意识，实行项目经理质量负责制，施工技术员岗位责任制，重要分项工程和关键部位推行样板制的施工管理方法，对工程全面施工、顺利展开十分有利。正是通过以上的控制措施，使得工程在施工过程中，进展顺利，为今后同类项目的施工积累了经验。
参考文献
[1]唐建林.浅谈建设监理对钢结构的控制[J].四川建材,2008,06.
作者简介
工业厂房钢筋混凝土框架结构设计 第4篇
目前, 钢筋混凝土框架结构在工业厂房建筑工程中起着非常重要的作用。在这种框架结构中, 它不仅能传递和分配内力, 还能保障工程结构的整体性和完整性。所以这就在工业厂房钢筋混凝土框架结构设计中有更高的要求。
1. 工业厂房钢筋混凝土框架结构构成
工业厂房钢结构 (single-story industrial steel structures) 一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁或制动桁架、各种支撑以及墙架等构件组成的一种大空间体系, 具体如下图所示。这些构件按其作用我们可以把它分为下面几类:
1.1 横向框架。
这个框架是由柱和它所支撑的屋架或屋盖横梁组成, 是单层厂房钢结构的主要承重体系, 它主要承受结构的自重、风、雪荷载和吊车的竖向与横向荷载, 并把这些荷载传递到基础。
1.2 屋盖结构。
这主要是承担屋盖荷载的结构的体系, 包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。
1.3 支撑体系。
这部分包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等, 它一方面与柱、吊车梁等组成单层厂房钢结构的纵向框架, 承担纵向水平荷载;另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构, 它可以有效保证单层厂房钢结构所必需的刚度和稳定。
1.4 吊车梁和制动梁或制动桁架。
这些主要承受吊车竖向及水平荷载, 并将这些荷载传到横向框架和纵向框架上。
1.5 墙架.
这个主要是承受墙体的自重和风荷载。
2. 工业厂房钢筋混凝土框架结构设计体系
2.1 框架一支撑体系。
这里所说的框架一支撑体系, 就是横向设计成刚接框架, 纵向设计成柱一支撑体系, 用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约, 但柱问支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长, 横向较短的厂房。
2.2 纯框架体系。
这个体系是把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架, 不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响, 缺点是柱不宜采用工字型柱, 而要采用两个方向惯性矩差别不大的截面形式, 使用钢量增加。
2.3 钢架加支撑的混合体系。
这种混合体系的形式可以有效地减少柱的纵向弯矩, 但要求楼面刚度大, 否则柱子间的变形不协调, 无法充分发挥柱间支撑的作用。
3. 工业厂房钢筋混凝土框架结构设计原则、注意事项
3.1 设计原则。
一般来说, 在实际框架的结构设计中横向框架由柱和它所支承的屋架或屋盖横梁组成, 是单层厂房钢结构的主要承重体系, 承受结构的自重、风、雪荷载和吊车的竖向与横向荷载, 并把这些荷载传递到基础。而屋盖结构承担屋盖荷载的结构体系, 包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。支撑体系包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等, 它一方面与柱、吊车梁等组成单层厂房钢结构的纵向框架, 承担纵向水平荷载;另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构, 从而保证了单层厂房钢结构所必需的刚度和稳定。
吊车梁和制动梁或制动桁架主要承受吊车竖向及水平荷载, 并将这些荷载传到横向框架和纵向框架上。
3.2 注意事项。
我们知道, 工业厂房都是为生产服务的, 在结构设计与工艺设计时, 要考虑它的协调性。在笔者看来, 这方面主要体现在两个方面, 第一应满足工艺要求, 结构设计也只能服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时, 经常与结构设计发生矛盾, 要开洞的地方是框架梁, 设备本来可以沿梁布置却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大, 有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。第二, 在方案设计阶段, 结构设计人员应多与工艺协调, 这样尽量了解工艺布置, 使设计和施工都减少了许多不必要的麻烦。
4. 工业厂房钢筋混凝土框架结构设计方法
工业厂房钢筋混凝土框架结构设计体系应遵循其自有的规律, 才能在具体施工工程中保障安全和耐用性。现在根据作者相关工作经验, 浅谈下这方面的设计心得与体会。
4.1 直接加固法。
笔者单拿它里面的置换混凝土加固法和粘贴纤维增强塑料加固法两种来说。笔者认为置换混凝土加固法这种方法和加大截面面积的方法非常的类似, 但缺点也很明显, 就是施工的湿作业的时间过长, 这种方法比较适用于混凝土的强度不高或者梁柱有严重的缺陷的施工现场的承重构件上的加固。而粘贴纤维增强塑料加固法, 除具有粘贴钢板相似的优点外, 还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点, 但需要专门的防火处理, 适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
4.2 间接加固法。
这种方法是预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件, 由于预应力和新增外部荷载的共同作用, 拉杆内产生轴向拉力, 该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上, 在构件中产生偏心受压作用, 该作用克服了部分外荷载产生的弯矩, 减少了外荷载效应, 从而提高了构件的抗弯能力。同时, 由于拉杆传给构件的压力作用, 构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。
摘要：结合笔者实际工作, 文章就工业厂房钢筋混凝土框架结构构成、设计体系, 设计原则及注意事项进行了论述, 对其结构设计方法进行了探讨, 仅供参考。
关键词：工业厂房,建筑施工,钢筋混凝土,框架结构
参考文献
[1]潘从建.考虑二次受力的FRP约束混凝土圆柱轴压性能的试验研究[D].北京:中国建筑科学研究院.2007.
[2]李林.剪切型框架结构损伤检测的数值与试验研究[D].北京:华中科技大学.2005.
英语教案-框架结构 第5篇
Teaching Aims and Demands（三维目标）：
Knowledge Objects：
1.Vocabularies（词汇）……
2.Sentences（句子）……
Ability Object：_____skill、____competence…… Moral Object：
Focus points（教学重点）： Difficult points（教学难点）： Teaching method（教学方法）：Discussion（讨论法）、Pair work（两两练习）、group work,（小组练习）Task-Based Language Teaching（任务型教学）、Listening and speaking（听和说）、Interactive approach（相互交流法）…… Teaching aids（教学准备）：the textbook（练习本）、courseware（课件）、A tape recorder（录音机）……
Teaching Procedures（教学过程）：（三选一）
五步教学法：
五指教学法:RPCPP
3P教学法：
Step 1 Warming up
Step 1Review
Step 1 Warming-up Step 2 Presentation and practice Step 2 Presentation
Step 2 Presentation Step 3 Presentation
Step 3 Consolidation
Step 3 Practice Step 4 Practice
Step 4 Practice
Step 4 Production Step 5 Post Task
Step 5 Project
Step 5 Homework Blackboard Design（板书设计）：
框架结构抗震鉴定与加固方法 第6篇
房屋的原设计单位为建筑设计室（工程编号90－2－9，设计时间为1990年），房屋建造后主要作为教学楼、食堂及锅炉房使用。房屋的建筑平面大体呈L形，框架结构六層，总建筑面积为15600m2，由主体教学楼、食堂及锅炉房3部分组成，各部分之间均设有沉降缝。
1.1主体部分
该建筑主体部分地上6层，局部5层，建筑总高为20.7m，室内外高差为0.600m，其中底层层高为3.600m，二层～六层层高均为3.300m。目前，主要作为教室及办公室使用。
1.2食堂
食堂地上2层，建筑总高为8.700m，室内外高差为0.300m，其中底层层高为3.900m，二层层高为4.500m。目前，底层为厨房及餐厅，二层为会场。
1.3锅炉房
锅炉房地上2层，局部1层，建筑总高为6.550m，室内外高差为0.150m，其中底层层高为4.050m，二层层高为2.800m。目前主要作为锅炉房及浴室使用。
2.抗震鉴定与设计
2.1主体部分
抗震鉴定结果表明：房屋在层数和高度、外观和内在质量、材料强度等基本满足规范要求，但在结构体系、梁柱构造、填充墙及其连接构造中存在不满足规范的方面。主要表现为：框架为单向布置且局部为单跨框架，立面呈不规则，梁端加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），底层全部、二层大部分、三、四层个别框架柱的轴压比大于0.8，柱的加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），填充墙与框架柱之间未设置沿墙全长拉通的拉筋等。因此，房屋的抗震措施不满足规范要求。
2.2食堂
抗震措施鉴定结果表明：房屋在层数和高度、外观和内在质量、材料强度等基本满足规范要求，但在结构体系、梁柱构造、填充墙及其连接构造等中存在不满足规范的方面，主要为：框架为单向布置，梁端加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），柱的加密区箍筋直径为6mm（小于8mm），填充墙与框架柱之间未设置沿墙全长拉通的拉筋等。因此，房屋的抗震措施不满足规范要求。
2.3锅炉房
抗震措施鉴定结果表明：房屋在层数和高度、外观和内在质量、结构体系、材料强度等基本满足规范要求，但在整体性连接构造、砌体墙段的局部尺寸中存在不满足规范的方面，主要为：西侧无墙体、墙体布置在平面内不能闭合，未在外墙四角等部位设置钢筋混凝土构造柱，墙段的实际局部尺寸偏小等。因此，房屋的抗震措施不满足规范要求。
3.抗震加固
（1）针对教学楼主体结构检测结果，对于轴压比超限、截面尺寸不足以及配筋不足相差较大的框架梁柱，应采取加大截面的方法进行加固处理。
施工措施：
1）严格按照规范及设计要求对原柱子混凝土表面进行凿毛施工时，应按规范及设计要求将表面打成沟槽，沟槽深度为10mm，间距不大于200mm，原混凝土柱的棱角打掉，同时除去浮渣、尘土。
2）采用界面剂是为了使结合面混凝土的黏结抗剪强度和黏结抗拉强度接近或高于混凝土本身强度，避免结合面过早开裂破坏，在浇筑新混凝土前，淋洒1层30%白乳胶水泥浆界面结合剂。
3）在混凝土中加入AEA微膨胀剂可以提高结合面的黏结性能，保证新旧两部分混凝土能整体工作，共同受力，需控制好加固混凝土的收缩性。
4）在混凝土中加入减水剂。由于后浇混凝土仅为150mm（300mm）厚，并且在该范围内配有大量的钢筋。为保证混凝土的浇筑质量，混凝土的坍落度不能太小，加固混凝土设计强度为C35，水灰比不能太大。
（2）对于配筋不足相差较小或抗震构造措施不满足要求的结构构件，可采用粘贴碳纤维布的加固方法进行加固。
施工措施：
基本施工工艺为：施工准备→结构表面处理→底胶配制并涂刷→找平胶配制并修复、平整→粘贴胶配制并涂刷→粘贴纤维布→表面喷砂防护
1）基底处理。2）混凝土表层出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大的面积的劣质层在凿除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。3）对表面有裂缝的部分如有必要应首先进行封闭灌浆处理。4）用混凝土角磨机、砂纸等工具去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥25mm）。5）用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。6）涂底胶。按规定的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。
（3）锅炉房二层个别墙段的承载力不能满足要求，可采用在原墙体两侧粉钢筋网水泥砂浆面层进行补强加固。
施工措施：
原墙面清底——钻孔——清洗原墙面——刷素水泥砂浆——铺设钢筋，安设锚筋——浇水湿润墙面——逐层抹水泥砂浆——结硬后进行养护——装饰施工。
用夹板墙加固砖墙后，墙体的抗剪能力有较大程度的提高，在试件开裂前夹板墙的刚度较普通墙有一定的提高，但开裂后，提高程度减小，当试件达到极限荷载时，加固对刚度的影响不明显：加固后墙体的变形能力及延性将有明显提高。
4.加固施工中需注意的问题
加固工程中施工要解决的主要问题在施工过程必须有针对性地解决以下三个问题：
（1）对正在学校使用中的房屋进行加固施工，如何减少施工干扰是施工中需要解决基本问题。采取的措施：一是利用两个月暑假的集中时间，组织甲、乙双方全员强化施工管理，合理安排施工组织，采用高密度流水搭接施工；二是施工区域与教学区域尽可能分隔明显，建筑材料与垃圾的进出场通道与师生通道分离。
（2）夏季高温时节，要着重保证混凝土工程、镶面工程及屋面防水工程的质量。凡涉及水泥为主要材料的工程，都采取了阴藏、预冷和日内低温时段施工，注意留好施工缝和必要的后浇（制）缝等措施。而屋面防水工程为确保质量采取了两条措施：1）先补好屋面每一条裂缝，再作为1:6水泥炉渣找坡隔热层，最后作焦油聚氨酯涂膜厚2mm，作面层用水泥砂浆保护层屋面以耐热性、物化稳定性。2）按设计要求作好屋面分格（变形）缝和油膏嵌缝工艺。
（3）钻孔填锚筋技术。对墙外或墙内附建的构造柱，每高500~600mm；对圈梁每隔梁轴长500~800mm，都设置此项锚筋与原墙体牢固联结。1）锚筋埋入深度，视墙厚而定，最小不少于120~800mm；用II级钢筋制作。2）充填用的砂浆，采用水灰比0.3~0.45，灰砂比1:1~2；选用普通425号新鲜普通硅酸盐水泥或膨胀水泥。3）锚筋孔道用压力水冲洗净，充分湿润；4）拉拔试验检查：充填完毕的锚筋，稍候即以3Kg的拉力作拔出试验，以不松动为合格。否则应再加干硬砂浆夯实，当仍不合格时，则应在附近重新钻孔、安装锚筋。
5.结论
通过以上加固措施后，该教学楼可以满足应有的抗震要求，同时对建筑的使用功能未造成影响，通过此案例，可普及至其他原结构不满足抗震要求的教学楼，不影响使用功能的同时也增加了结构的安全系数。
混凝土框架厂房结构设计 第7篇
韶关某钢结构厂房采用轻型门式钢架结构体系, 厂房跨度20 m, 长度60 m, 柱距6 m, 屋面坡度1:10, 屋面墙面均采用镀锌钢板。厂房主体钢结构设计合理使用年限为50年, 抗震设防烈度为6度, 设计地震分组为第一组。建筑物抗震设防类别为丙类, 结构安全等级为二级, 场地类别为Ⅱ类。地基基础设计为丙级, 地面粗糙度为B类, 风荷载为0.35KN/m2。钢架采用Q235钢材, 焊条采用E43。它的空间利用率很高, 因此对结构的要求也比较高。这就需要我们掌握好混凝土框架结构设计的一些方法, 才能减少在结构上和功能上的诸多问题, 做出最合理的设计。
二、混凝土框架厂房结构特点
工业厂房钢结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁或制动桁架、各种支撑以及墙架等构件组成的一种大空间体系。混凝土框架结构的方案确定时, 要明确结构力的传递路线, 这样就可以更好地发挥结构的工作效能, 大大的减少所耗费的建筑材料。在厂房结构选择时, 厂房的承重结构通常采用框架体系, 框架结构不仅横向刚度大, 而且能够在内部形成矩形空间, 便于吊车的运行, 能满足使用上的要求。而且对于厂房采用框架结构有着诸多的优点, 如结构轻巧、便于布置;能形成较大的使用空间;整体性好;施工方便且较为经济, 因此在工程建设中被广泛采用。
三、结构设计方案的选择
单层厂房的框架结构主要由柱、横梁组成, 组成各个小框架, 框架之间有屋面板、屋盖支撑、托架等纵向结构相互连接在一起, 所以框架结构实际上是空间工作体系, 因此按照空间工作来计算更加经济合理。在韶关该钢结构的厂房中, 就是按照空间工作来进行计算的。
厂房的框架结构, 必须考虑作用在横向框架结构上的荷载, 荷载分为永久荷载和可变荷载两种。明确各种荷载, 才能更好的分析框架结构内力, 有利于框架结构设计的优化。框架结构的厂房, 其平面屋架的刚度和稳定性比较差, 承受不了水平的荷载。所以, 为了使屋架结构有足够的空间刚度和稳定性, 必须在屋架间设置支撑系统, 用以承受水平方向的荷载。在设计厂房时, 柱是厂房重要的承重构件。厂房的产品、生产车间的性质、生产规模、生产线安排以及吊车的位置、吊车的吨位大小和数量直接决定了柱、梁的材料和截面尺寸。混凝土框架结构在柱的设计上, 原则是纵向钢筋的直径大、柱间距大, 但间距不应大于200。为了满足限制轴压比的要求, 柱应尽量采用高强度混凝土, 减少断面尺寸。
在框架结构的设计中, 要注意交通组织及疏散设计。对于多层厂房, 各个楼层应两端设有楼梯, 两端均有走廊, 同时还要配有客货电梯。走廊的宽度应符合建筑防火和人流畅通要求, 考虑到人员畅通和生产需要的原则, 走廊宽度应满足最小宽度的要求。再者就是厂房的采光通风, 对于多层厂房, 宽度比较小, 因此采用自然通风和采光。又因为是框架结构, 在外墙上可以开较大的窗洞口, 因此除了在第一层恒温室的一侧外, 其余外墙上均可以安装高度较高、宽度较大的窗, 这样有利于工作车间通风良好, 采光均匀。只有遵守一定的规范要求、技术标准, 才能做出一个好的设计, 厂房设计亦是。在韶关该钢结构厂房中, 就是遵守这一规则进行设计的。这不仅能使厂房的利用率达到最大化, 还能节约建筑材料, 保证结构和构件的安全。
四、混凝土框架结构设计
结构设计的主要内容包括:结构选型、结构布置、选择合理简单的设计方法进行各种荷载作用下的内力计算、确定计算简图、截面配筋设计、绘制施工图等。因为篇幅有限, 以下只对其中的几点进行分析。
1. 结构布置
结构布置工作主要是合理的确定柱、梁的位置及跨度。其基本原则是:结构立面体型和平面形状宜规则、简单、使刚度均匀对称, 减少偏心和扭矩;控制结构高跨比, 以减少水平荷载作用的侧移;最大的统一层高和柱网, 以减少构件种类以及尺寸;简化柱与梁的设计及施工;房屋的总长宜控制在最大温度伸缩缝间距内, 因为一旦长度超过规定值, 伸缩缝就会将房屋划分为几个温度区段, 导致房屋产生裂缝。框架结构的厂房主要由板、梁、柱承受上部传来的荷载, 所以在结构的平面布置时, 柱网的确定尤为重要。柱网确定以后, 承重柱的位置、屋架、屋面板、基础梁和吊车梁等构件的位置和跨度也随之确定。在选择方案时, 必须合理的安排柱网, 柱网要满足一定的要求: (1) 满足结构方面的要求; (2) 满足生产工艺的要求; (3) 符合经济合理要求; (4) 符合柱距规定要求。所以, 柱网的布置是否合理, 直接影响到厂房结构的技术先进性和经济性, 对生产使用也有着重要的影响。因此, 在柱网布置时要遵守一定的原则。即在满足生产工艺及使用的前提下, 力求结构方案和建筑平面合理;还应遵守厂房建筑统一化基本规则的规定, 为厂房设计生产工厂化、设计标准化和施工机械化创造条件。在韶关该钢结构厂房中, 就是采用此原则对柱网进行设计的。
2. 结构的受力分析
当结构的选型和布置工作完成以后, 接下来是计算出框架结构中柱和梁所受的内力。因为在实际中内力的计算很复杂, 所以我们用计算简图来替代实际的受力过程, 即确定框架结构的计算单元、框架的跨度、构件的截面尺寸、层高、结构承受的荷载等。计算时, 我们一般取中间具有代表性的一榀框架进行分析。框架结构的梁与柱之间的节点简化为刚性连接, 框架柱与基础的连接简化为固接。接下来是截面的配筋设计, 框架结构柱的配筋一般都不高, 有时计算的结果仅需要满足构造上的要求, 但必须注意一些薄弱的环节。在韶关该钢结构厂房中, 配置构造筋时满足了以下的规定:纵向钢筋的配筋率不宜大于5%;柱的纵筋不应与拉筋、箍筋及预埋件等焊接;纵向钢筋的间距不应大于350 mm, 净距不应小于50 mm;柱中周边的箍筋应为封闭式, 箍筋的直径不应小于6 mm。混凝土框架结构的设计必须要保证框架结构的抗震安全, 结构应具有必要的强度、刚度、稳定性、延展性及耗能等性能。设计中应合理布置抗侧力构件, 减少地震时产生的扭转作用。结构的侧向刚度宜变化均匀, 竖向抗侧力构件的材料强度和截面尺寸宜从上而下逐渐增大 (禁止在同一层同时改变构件的材料强度和截面尺寸) 。框架结构宜设计成双向梁柱体系, 这样可以承受纵横两个方向的风荷载和地震作用, 保证结构的安全。
3. 框架结构设计方法
工业厂房钢筋混凝土框架结构设计体系应遵循其自有的规律, 才能在具体施工工程中保障安全和耐用性。现在根据笔者相关工作经验, 浅谈下这方面的设计心得与体会。
(1) 直接加固法
笔者单拿它里面的置换混凝土加固法和粘贴纤维增强塑料加固法两种来说。笔者认为置换混凝土加固法这种方法和加大截面面积的方法非常类似, 但缺点也很明显。就是施工的湿作业时间过长, 这种方法比较适用于混凝土的强度不高或者梁柱有严重缺陷的施工现场的承重构件上的加固。
而粘贴纤维增强塑料加固法, 除具有粘贴钢板相似的优点外, 还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点。但需要专门的防火处理, 适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
(2) 间接加固法
这种方法是预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件, 由于预应力和新增外部荷载的共同作用, 拉杆内产生轴向拉力, 该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上, 在构件中产生偏心受压作用。该作用克服了部分外荷载产生的弯矩, 减少了外荷载效应, 从而提高了构件的抗弯能力。同时, 由于拉杆传给构件的压力作用, 构件裂缝发展得以缓解和控制, 斜截面抗剪承载力也随之提高。
五、结语
混凝土框架结构的设计, 宜先着眼于整体, 然后分析细节问题。遵守一定的规范要求和技术标准, 对结构的概念有良好的掌握, 这样才能优化结构的设计方案。韶关的钢结构厂房就是按照此方法进行设计的, 既安全又经济, 受到了各界的一致好评。
参考文献
[1]龚思礼.建筑抗震设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[2]徐秀丽.混凝土框架结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
框架结构工业厂房 第8篇
某电站厂房为地面式厂房, 副厂房布置在主厂房上游, 主副厂房长40 m, 整体宽14.21 m;副厂房宽8.1 m, 高557.951 m。
2有限元模型
将水轮机的最底层作为厂房模型设计过程中的主要依据, 以下面的位置为标准将厂房延伸1.5倍。将厂房周边的环境作为分析依据, 限制厂房的高度。按照水流流动的方向来确定厂房模型设计的坐标, 流向是正方向X轴, 垂直水流方向为Y轴。
在计算的过程中有效利用线性公式, 不管是地基的选择, 还是混凝土标准的选择, 都应该根据具体要求标准。计算模型对下部结构进行了简化, 整个模型单元总数为85 446个, 节点数为116 408个。
3厂房在地震作用下的动力分析
荷载主要有结构自重、活荷载、设备自重、吊车荷载和地震荷载。本工程的防震烈度大概为7度, 在水平方向上的加速度数值为ah=0.35 g, 垂直方向的数值为av=0.175 g。
由于结构模型很大, 所以用到的设计板型要根据具体情况来选择, 总体的运力图无法反映出实际的情况。调整厂房结构可以从不同的角度对其进行分层设计 (▽561.70~▽562.50 m、▽566.90~▽567.70 m及▽570.90~▽571.70 m、▽573.65~▽575.70 m) , 不同的厂房之间墙板面会发生很大的变化, 对相互之间的结构产生很大的影响, 对此, 可以有针对性地进行分析。不同板层之间的承载力有所不同, 具体的结构图形和部分云图如图1和图2所示 (▽570.90~▽571.70 m) 。
从应力应变结果云图可知:1房顶梁结构的最大应力是5.32 MPa (▽566.90~▽567.70 m的X向) , 板结构之间的最大应力是3.65 MPa (▽566.90~▽567.70 m的Y向) ;副厂房水平向位移都很小, 最大值为-0.6 mm (X向) , 竖向最大位移为-4.0 mm。2主厂房结构之间的最大应接力为9.75 MPa (发电机层的Y向) , 最大承载力为4.56 MPa;而对于整体厂房结构, 其他电机组房间结构的承载力大多集中的墙角处, 该种受力情况比较容易看见。厂房之间的移动程度比较大, 最大变化范围是1.0 mm, 发生位移的可能性在-5.6 mm的标准范围以内。3最大的应力结构从6.44 MPa (▽566.90~▽567.70 m的X向) 向其他方向上变化。最主要的位移程度是最大值为1.1 mm (X向) , 竖向最大位移值为-1.4 mm。4一些个别的应力能够反映在规定的范围内, 同时它们出现的具体位置也各不相同。对于第一主应力, 其顶梁结构的范围在7.17~9.89 MPa之间, 其主要的跨梁位置在4.45~5.81 MPa之间, 其他部位主应力值多分布在-0.99~3.09 MPa之间, 墙体结构应力集中部位的值在4.59~6.57 MPa之间。
参考文献
[1]王世夏.水工设计的理论和方法[M].北京:中国电力出版社, 2000.
框架结构工业厂房 第9篇
1 工程概况
某水电站工程为引水式电站, 装机容量2×60.5MW。主要建筑物有溢流堰 (坝) 、进水口、引水压力隧洞、电站厂房及开关站等。水库最大运行水位1239.00m, 引水压力隧洞长约2400m, 最大设计水头780m (含水击压力) , 电站厂房为地面式厂房, 安装两台6喷嘴立轴冲击式水轮发电机, 机组安装高程554.00m。副厂房布置在主厂房上游, 主副厂房间未设置永久结构缝, 主副厂房长40m, 主厂房宽14.2m, 副厂房宽8.0m, 发电机层高程557.95m, 主机层高程562.45m, 在主机层562.45m以上, 副厂房高13.2m, 共设3层;主厂房高12.45m。
材料参数:钢筋混凝土的重度:c=25k N/m3;水泥砂浆的重度:=20k N/m3;混凝土的强度等级:C30, 抗压强度标准值20.1MPa, 抗拉强度标准值为2.01MPa;混凝土的弹性模量:Es=30000GPa;混凝土的泊松比:μ=0.167;钢筋的强度等级:HRB400;钢筋的强度标准值:fy=400MPa;钢筋的弹性模量:Es=20000MPa;钢筋的泊松比:μ=0.27。
结构荷载:结构及设备自重;各层楼板装修层固定荷载:发电机层为2k N/m2, 其它层为1k N/m2;活荷载:屋面活荷载为5k N/m2, 发电机层活荷载为50k N/m2, 其它层活荷载为10k N/m2;吊车荷载:在满载情况下的最大轮压为Pmax=330k N;在满载情况下的最小轮压为Pmin=293k N。
有限元模型.厂房模型计算范围以水轮机层为基础, 向下延伸1.5倍厂房高度;以厂房四周边墙为界限, 向四周延伸一倍厂房高度。模型坐标系选取为顺水流为x向, 指向下游为正方向, 垂直水流方向为y向, 指向左侧为正方向, 竖直方向为z向, 向上为正方向。
模型采用线性计算, 故地基与混凝土单元都选Solid45单元[3]。线性计算中假定混凝土和地基材料为均质弹性、各向同性的连续体。该有限元模型中, 单元多数采用8节点六面体单元, 只有极个别不规则单元采用6节点五面体单元。单元大小在不同部位有所不同, 在混凝土结构中, 控制单元大小尺寸一般不大于100cm×100cm×100cm, 距离混凝土结构较远的地基单元尺寸则逐渐放大。计算模型因主要研究厂房上部结构, 所以在选取模型范围时, 对下部结构在确保计算精度的同时, 简化结构模型。整个模型单元总数85446个, 节点数116408个, 有限元计算模型。
2 计算结果分析
因为模型较大, 结构的板梁很多, 结构整体应力云图不能直观反映内部应力应变情况, 为了清楚表达厂房内部各结构的具体情况, 将厂房板梁从高程上分三个层 (▽561.70m~▽562.50m、▽566.90m~▽567.70m及▽570.90m~▽571.70m、▽573.65m~▽575.70m) , 而厂房上下游边墙、左右侧边墙及主副厂房间的隔墙也独立出来, 具体分析。因副厂房中间两层板梁的结构、配筋和荷载相同, 所以板梁结构的结果云图中只给出其中一层结构的结果云图 (▽570.90m~▽571.70m) 。
从应力应变结果及云图分析可知:
(1) 副厂房结构.副厂房梁结构最大拉应力为4.15MPa (▽566.90m~▽567.70m的X向) , 板结构最大拉应力为3.18MPa (▽566.90m~▽567.70m的Y向) ;副厂房水平向位移都很小, 最大值为-0.6mm (X向) , 竖向最大位移-2.9mm (副厂房顶板跨中部位) 。 (2) 主厂房结构.主厂房梁结构出现最大拉应力为7.34MPa (发电机层的Y向) , 板结构出现最大拉应力为3.45MPa (发电机层的Y向) ;而对于整体厂房结构, 出现的7.34MPa拉应力的部位在发电机层1#机组右侧孔洞拐角, 应力集中比较明显。主厂房水平向位移都很小, 最大值为-0.7mm, 竖向最大位移-4.9mm (屋顶板中部的跨中) 。 (3) 边墙结构.厂房边墙结构的最大拉应力为4.90MPa (▽566.90m~▽567.70m的X向) , 而其它部位未有超过1.42MPa的拉应力。其水平位移最大值为0.9mm (屋顶主梁与下游中部边墙结合处, X向) , 竖向最大位移值为-1.6mm。 (4) 结构的第一、第三主应力.第一、第三主应力都存在个别应力集中现象, 这些部位多出现在主次梁结合处、梁与边墙结合处、板与边墙的结合处。
对第一主应力:板梁结构应力集中部位的值在5.35MPa~7.45MPa区间, 个别梁的跨中主应力值在2.19MPa~4.30MPa区间, 其它部位主应力值多分布在-0.96MPa~2.19MPa区间;墙体结构应力集中部位的值在3.24MPa~4.93MPa区间, 其它部位主应力值多分布在-0.35MPa~1.93MPa区间。
对第三主应力:整个结构的应力集中部位的主应力值在-10.07MPa~-12.65MPa, 其它部位主应力值多分布在-3.70MPa~0.77MPa区间。
3 结论
厂房部分结构产生的最大拉应力都超过了混凝土的允许抗拉强度, 需要配置受拉钢筋, 未超过混凝土的允许抗拉强度的部位只需要按照结构配筋即可;主厂房出现7.34MPa拉应力的发电机层处, 有应力集中存在, 其它类似部位也存在不同程度集中应力, 但都相对较小。
对于该结构的位移变形情况, 水平向最大位移值为0.7mm, 相对于竖向位移要小, 所以该工况水平向位移对结构影响不大。其竖向位移最大绝对值4.9mm<l0/250=18.7mm。符合《水工混凝土结构设计规范》中关于屋盖设计的允许挠度值的要求。
参考文献
[1]李大军, 晋向平.剪力墙的研究现状[J].大同职业技术学院学报, 2001.6.
[2]王世夏.水工设计的理论和方法[M].北京:中国电力出版社, 2000, P288~P306.
[3]王勖成.有限单元法[M].北京:清华大学出版社, 2003.
[4]王国强.实用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的实践[M].西安:西北工业大学出版社, 1999, P49~P68.
框架结构工业厂房 第10篇
钢结构分轻钢和重钢。一般轻钢应用于轻型的工业厂房、仓库、3层以下住宅以及货场、站棚等,此类钢结构建筑每年需求量大约在500万m2以上,并逐年高速增长。重钢主要应用于如:石化厂房设施、电厂厂房、以及大跨度的工程、高层或超高层钢结构都应用较多的重钢。因轻钢和重钢目前业界判定尚没有一个统一的标准,很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白,业界一般以一些数据综合考虑并加以判断。一般认为:厂房行车起吊重量大于或等于25吨,就可以认为为重钢结构了。还有按照用钢量比来看:每平米用钢量大于或等于50KG/m2,也可被认为是重钢结构。再者是根据结构主要构件的钢板厚度来区别:大于或者等于10mm的厚度也被认为是重钢,这个厚度轻钢结构应用较少。轻钢与重钢之分不在结构本身的轻重,而在所承受的围护材料的轻重,而在结构设计概念上还是一致的。(本文此间不做多的解释)应工业厂房应用较广泛的是轻钢结构也被称为普钢,本文以下主要针对轻钢结构进行论述。
2 钢结构在工业建筑应用中的基本设计原则
钢结构设计中一般均采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。结构的极限状态是指结构或构件能满足设计规定的某一功能要求的临界状态,超过这一状态结构或构件便不再能满足设计要求。
承重结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计:一是,承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态;二是,正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极限状态。设计钢结构时,应根据结构破坏可能产生的后果,采用不同的安全等级。特殊建筑钢结构的安全等级可根据具体情况另行确定。另外,按承载能力极限状态设计钢结构时,应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。按正常使用极限状态设计钢结构时,除钢与混凝土组合梁外,应只考虑荷载短期效应组合。计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时,应采用荷载设计值(荷载标准值乘以荷载分项系数);设计钢结构时,荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合系数、动力荷载的动力系数以及结构安全等级的确定是依据的重要性参数,应按《建筑结构荷载规范》的规定采用。
3 设计方案的优选以及设计理念更新
工业厂房的钢结构优化设计首先要考虑成本与工业厂房本身功能实际使用的需求为准,针对两点对其进行结构构件化的优化,从而进行钢结构设计的最优化方案的选择进行设计。
3.1 设计方案的反思与优选
随着我国近年来的重大工程中钢结构的应用越来越多,很多重大工程均采用国外建筑师设计的“奇特方案”,而这些方案中标与否完全决取于评审人对建筑造型的审美,因而从建筑结构之根本上不考虑建筑功能、结构、施工、造价、环境、节能等更多重要因素,这种方案的中标评选机制存在严重的缺陷,导致我国产生了一大批世界上都罕见的工业“浪费建筑”。毋庸置疑,要建设“轻、快、好、省”的钢结构,必须要完善目前的方案评选机制,才能杜绝“浪费建筑”的产生。方案的评审,应该由有实际工程经验的建筑、结构、施工、造价、能耗等主要专业领域里的专家组成,分专业进行评价,最后综合这些指标选取最优方案,而不能简单地以建筑造型取胜。如果在某一专业方面严重不合理,应该“一票否决”。中标的方案还应接受社会的监督,增加透明度。
3.2 设计理念的限制与更新
改革开放前,受钢产量的限制,在节约用钢基本国策的指导下,建筑钢结构仅在重型工业厂房、大跨度公共建筑以及塔桅结构中采用。改革开放后,随着钢产量的大幅度增加,国家鼓励合理用钢、积极用钢,由于诸多方面的原因,钢结构仍然集中在高层、大跨度公共建筑和工业建筑上,由此造成一些设计人员认为钢结构是工程造价高、设计和施工复杂的建筑结构体系,除重要的大型工程外,普通建筑很少采用。由于一些设计人员对钢结构的认识不全面,对钢结构的耐火、防腐、刚性水平等方面存在疑虑,设计时首先不会想到采用钢结构,导致理念与实践形成了差异。在此,希望有关设计人员通过了解各种钢结构体系的发展,及其钢结构应用的本质特点,积极转变设计理念,在方案设计时优先考虑采用钢结构。
3.3 结构体系构件优化
目前,我国国内设计院的众多建筑师和结构师对钢筋混凝土结构的设计较为熟悉,但对钢结构设计并不是很熟悉,特别是在钢结构体系的选择、节点构造处理和构件优化的问题上。结构体系选择的优劣是影响结构性能和结构造价的关键。钢结构的节点在整个结构中的作用非常重要,节点的用钢量也在结构用钢量中占很大比例。节点构造处理得好,会改善结构性能,也能降低结构造价。对于构件优化这个问题,设计院几乎都不承担这个工作,设计师也不考虑这个问题,应当采用激励的机制发挥设计师的能动性来改变这一现状。
4 总结
建筑造型本身富有很强的力学原理,在工业厂房的应用中造型本身可能不会是制约其应用的制约因素,但抗风性能和抗震性能的优劣越来越被关注。因此,在工业厂房实际应用中进行初步设计阶段就应该通过科学、理性的一体化设计将那些“先天不足”的风险因素剔除掉,避免后期被动地在结构上“创新”,下功夫来弥补这些“先天不足”,从而造成资金和资源的巨大浪费。一体化的设计需要建筑师、结构工程师和其他相关学科的技术人员全力合作,从而实现建筑应用与结构技术的完美结合。
参考文献
[1]欧蔓丽.火灾条件下钢结构力学性能的研究及应用.湖南大学:建筑与土木工程,2007.
浅谈钢框架结构节点设计 第11篇
关键词多层钢；框架结构；梁柱；节点
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)042-0219-01
钢框架是由钢梁和钢柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构，是多层钢结构建筑中常用的结构体系之一，其中梁柱节点连接是保证钢结构安全的重要部位。据多次震害表明：钢框架结构在地震中容易受到破坏的是刚性梁柱节点，而发生钢梁、柱构件破坏的情况很少，可见目前的梁柱刚性连接方式存在一定的不足，下面我们就如何更好的做好节点设计进行进一步探讨。
1钢框架结构中梁柱节点连接分析
按照梁柱连接的转动刚度与连接构造之间的关系可将梁柱连接节点分为三类：
1）铰接（柔性连接）：分析、设计中假定这种构造承受重力荷载时不传递弯距，仅传递剪力。这种连接实际上是为了实现简支梁的支撑条件，即梁端没有线位移，但可以转动。
2）刚性连接：刚性连接包括全焊连接，栓焊连接，全栓连接等，这种构造假定梁柱连接有足够的刚性，梁柱间无相对转动，连接能承受弯矩。一般情况下，只要用于抵抗侧力的框架，均采用刚性连接。刚性连接从理论上来说，承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力，亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。
3）半刚性连接：是一种转动刚度介于铰接和刚接之间的节点连接形式（在实际工程中为简化计算，通常假定梁与柱的连接节点为完全刚接或完全铰接）。
采用铰接时构造简单，但刚度和耗能性能差，结构的抗风性和抗震性不佳；采用刚性连接时受力性能好，但构造复杂，施工难度大，难以保证施工质量；而采用半刚性连接时，则兼有刚接和铰接的长处，它可以降低梁跨中弯矩，提高结构的侧向刚度，承载性能好。另外从施工角度讲，构造简单，施工快捷，质量比较容易得到保证。而且从经济方面考虑，在钢结构建筑中采用半刚性连接，和传统的需要大量焊接的刚性连接相比，制作和安装简易而迅速，从而能够节约用钢量，降低工程的造价。
2梁柱节点连接的形式
1）刚接节点通常有下列几种形式:①梁与柱采用丁字形连接，柱上焊有安装用支托，柱的腹板用横向加劲肋加强。这种连接的优点是刚度较大，缺点在于梁的长度必须制造精确，施工操作难度大，焊接质量不易保证。②通过宽翼缘T形钢（可用工字钢在腹板上裁开而得）连接。接头长度需大于横梁高度，优点是可使柱的抗扭刚度得到加强，不足是节点耗钢量加大。③梁与柱通过盖板和角钢连接，在柱的东西方向，通过盖板与梁翼缘连接，以传递弯矩。通过竖直角钢与梁腹板连接，以传递剪力。柱上焊有安装用支托，为避免仰焊，上部水平板应小于梁翼缘，下部水平板应大于梁翼缘。在柱的南北方向，盖板兼肋板与柱翼缘和腹板焊接，为避免仰焊，可在上部水平板中间开槽进行焊接。下部水平板下有竖向肋板作为支托承受剪力。梁与柱焊接前均有安装螺栓定位。
2）梁柱铰接节点连接形式见图1。
3）梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板，用高强螺栓连接，或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下：①端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶，拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递，压力区螺栓可少量设置，并和受拉螺栓一起传递剪力。②上下角钢连接用上下角钢连接的节点中，受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下，不仅竖肢变形，水平肢也变形。因此，角钢连接的刚度比端板者稍低。
图1梁柱铰接节点连接
3加强节点设计
1）采用梁端削弱式节点，即对靠近梁柱节点的梁截面进行局部削弱，使得地震中削弱处先于梁柱节点出现塑性铰，从而起到保护梁柱刚性连接节点的作用，如狗骨式节点。其特点是在梁的上下翼缘靠近节点处进行削弱，通过削弱梁来保护节点，迫使强震作用下塑性铰偏离脆弱的节点焊缝，出现在具有很大延性的梁上。设计时需考虑刚度变化对整体分析的影响。试验研究表明：当梁冀缘被削弱掉50%时，结构刚度降低6%~7%左右；当梁翼缘被削弱掉40%时，结构刚度降低4%~5%左右。狗骨式是以削弱梁的翼缘截面来降低梁的承载力作为代价，换取在大地震时梁的塑性发展，使节点具有很好的延性。
2）梁端增强式节点，与狗骨式节点的原理相似，只是在梁端局部采用加大梁截面的方式，以加大节点的抗弯承载力，同样也可以达到使节点具有良好延性的目的。在地震作用下，接近梁端的正常钢梁截面因截面较小，使加强的梁端及梁柱节点尚未进入塑性受力状态时，便先形成塑性铰，从而保护了梁柱刚性连接节点。加强的形式有这两种：①改进的加盖板节点。盖板式连接的设计思想就是加强连接承载力。设计时使梁翼缘不直接与柱连接，消除了盖板与梁翼缘间的人工缝，所以其性能要优于盖板连接。②加腋节点。即在节点部位梁的下面加上三角形的梁腋，以增加节点处截面的有效高度，从而迫使塑性铰外移，降低了梁下翼缘处焊缝的应力。钢梁中的塑性铰典型长度约为梁高的一半，当对节点局部加强时，可取塑性铰位置为距加强部分的边缘处梁高的1/3，应注意不要因此出现弱柱，有背强柱弱梁的原则。
3）改变焊接工艺。柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，腹板与翼缘间的连接焊缝应采用坡口全熔透焊缝。为保证梁上下翼缘与柱焊接采用的垫板和柱翼缘之间充分焊透，可在焊接时采用去掉焊接垫板的做法，同时采取其他减少焊接缺陷的焊接工艺，这样还可减少应力集中。
4结语
节点设计是整个结构设计的关键环节。粱一柱连接节点起到传递弯距和剪力的作用，其设计是否恰当，不仅影响到结构承载力的可靠性和安全性，还会对结构构件的加工制作与工地安装的质量造成影响，设计人员应在工程实践中不断探索和总结，提高设计水平。
参考文献
[1]陈绍蕃.钢结构设计原理[M].北京:科学出版社,2005.
[2]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].
浅析某核电主厂房框架设计 第12篇
关键词：核电厂,主厂房框架,结构布置,常规岛,抗震
改革开放以来, 随着我国经济的飞速发展, 电力需求越来越大, “传统的火电厂过度依赖煤炭, 不但对环境污染大, 而且对能源需求也大, 将会使我国面对国际国内双重压力:中国已经向国际社会郑重承诺了温室气体减排目标, 二氧化碳排放将会受到国际上越来越大的压力。本世纪20年, 核电将成为我国解决能源短缺和环境问题的重要途径之一。国务院刚刚审议通过的《核电中长期发展规划》预计, 到2020年, 我国的核电装机容量将从现在的870万千瓦达到4000万千瓦。4000万千瓦的容量意味着还需要新开工建设30台左右的百万千瓦级核电机组, 核电建设将在这15年的时间里翻一番。核电的建设速度首先依赖于施工图的设计速度, 只有保证施工图设计质量和设计进度, 才能为实现我国核电又好又快发展提供技术支持和安全保障。以下主要谈谈某核电主厂房框架设计的经验, 以供同类核电主厂房框架设计参考。
1 工程概况
该核电厂是一个百万千瓦级核电项目, 工程采用目前国内自主化水平、安全性、经济性等各方面综合比较最佳的CPR1000技术方案。主厂房横向总长78.7m, 其中MV通风间跨度6.8m, MA汽机间跨度44m, MB辅助间跨度15m, MO润滑油传送间、凝结水处理控制室跨度12.9m;纵向总长100m, 共10跨, 柱距分别为8m和12m。MA汽机间楼层分为6.20m、11.2m、16.2m层 (运转层) 和屋面;MB辅助间楼层分为6.20m (走道) 、11.2m (走道) 、16.2m (电缆夹层) 、20.2m (低压配电室等) 、28.2m (除氧器层) 和屋面。主厂房中间层平面图见图1。
2 主厂房结构布置
我国的核电厂大多都位于地震区, 一般都要进行抗震设计。由于设备布置的复杂性, 其主厂房无论是横向还是纵向框架的整体刚度均难以均匀布置, 刚度中心与质量中心往往偏心较大;且因为工艺管道及设备布置的影响, 结构形式一般都属于平面不规则结构, 地震时主厂房产生扭转变形不可避免, 所以应尽量对称布置主厂房平面, 并减少出现不具备良好延性的短柱、强梁弱柱等构件和节点, 对增强主厂房的抗震性能起到至关重要的作用。常规岛一端为核岛, 因两者距离较近, 在设计常规岛主厂房时必须考虑有关核安全设计的部分规定, 如与核岛相邻的常规岛主厂房山墙进行抗震设计、通过此山墙上的高能管道 (主蒸汽管道与主给水管道) 发生爆裂事故工况下的防甩设计等。
3 主厂房结构整体模型分析
3.1 计算参数
本工程厂址场地的地震基本烈度为6度, 设计基本地震加速度为0.05g, 常规岛结构设计基准期为50年, 建筑结构的安全等级为一级, 结构重要性系数为1.1, 建筑场地类别为Ⅰ类, 地面粗糙度为A类, 基本风压为1.0kN/m2。
3.2 模型输入
本工程采用SAP2000软件进行空间整体建模分析计算, 并进行中国规范检验, 用MIDAS Gen软件进行验算。在整体模型中包含主厂房框架、汽机房各层平台、MB辅助间、MA通风间、MO润滑油传送间、MP凝结水精处理间、润滑油室、钢结构屋面及防甩结构等, 充分模拟结构的实际情况进行空间整体建模分析。模型中考虑的荷载主要有: (1) 永久荷载:结构自重; (2) 可变荷载:设备和工艺管道荷载、楼 (屋) 面荷载、吊车荷载、风荷载; (3) 偶然荷载:爆炸荷载; (4) 地震作用。
3.3 结构计算
现阶段我国抗震设防思想是:“三水准的设防目标”和为实现这个目标而采取的“两阶段设计步骤”。本工程主厂房在进行空间整体建模分析计算时, 中震作用下采用弹性反应谱法进行内力计算, 并考虑双向地震作用下的扭转影响。大震作用时采用弹塑性时程分析, 检验结构层间弹塑性变形是否满足规范容许限值要求。经过SAP2000软件分析计算, 主厂房框架混凝土柱轴压比在小震与中震作用下均不大于0.7, 满足规范要求;水平地震作用下楼层最大层间位移角满足《建筑抗震设计规范》第5.5.1条要求。且满足《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) 第3.4.3条, 扭转不规则结构, 应计入扭转影响, 且楼层竖向构件最大的弹性水平位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍的要求。说明主厂房框架结构布置合理, 刚度分布比较均匀, 能很好满足结构抗震要求。SAP2000软件三维计算模型见图2。
4 施工图设计
主厂房计算完后, 紧接着是施工图设计, 施工图设计质量的好坏和设计进度直接关系到电厂的施工质量和进度, 以下谈谈核电主厂房框架施工图设计的经验。
⑴框架梁配筋时, 负筋按计算结果配筋或乘以0.9的折减系数, 底筋面积一般要乘以1.1的放大系数后再配筋。但对于承受荷载较大的框架梁, 还要验算裂缝的宽度和挠度, 这种情况往往是裂缝控制配筋。例如MB辅助间的28.2m除氧器层 (5) 轴框架横梁, 按计算梁底筋的配筋面积为15192mm2, 而按裂缝计算梁底筋的配筋面积为19303mm2, 配筋量约增加27.1%。
⑵做施工图时, 连接方式等一定要与计算模型的假定一致, 如铰接时不能在施工图中做成刚接, 否则可能导致结构不安全, 同时也不能随意加大配筋, 应力求计算模型的假定与工程实际相吻合。要避免出现不符合规范的短柱、强梁弱柱等构件和节点。例如岭澳核电二期○B列框架 (7) ～○11轴之间8.200m层用500×1200和300×700的混凝土梁与柱刚接, 因○B列框架6.200m层有400×1200的混凝土梁与柱刚接, , 所以 (7) ～○11轴的柱便出现了短柱, 不利于抗震;本工程对此处设计进行了改进, 把混凝土梁改为HM600×300的钢梁, 钢梁与柱上牛腿采用铰接连接, 这样就避免产生了短柱, 使设计更加合理。
⑶框架模板图的工作量在整个工程中占有很大的比例, 而且比较烦琐, 特别是画工艺专业的埋件, 因各专业的埋件都集中到结构专业图上表示, 所以有很多埋件位置不合理或工艺专业之间埋件相碰等问题, 结构专业都要与他们沟通协调解决, 主厂房框架模板图跟各专业之间的联系都很密切, 所以合理布图和注意画图方法将对设计进度具有至关重要的作用。因工艺资料提资分为初版、中间版和终版, 有时不同版之间的埋件提资内容完全不同, 所以结构专业B版模板图与A版模板图埋件布置有可能完全不同。如果各专业工艺埋件都画在同一图层的话, 到时修改埋件将非常困难, 有时还很难分清哪块埋件是哪一个专业的埋件, 所以在画模板图时一定要把不同专业的埋件画在不同的层上, 层用工艺专业名称命名, 并用不同的颜色表示, 这样就能清楚区分各专业埋件, 并可单独修改该层埋件, 大大提高了工作效率。
5 结语
主厂房框架是核电工程中的重要节点, 也是重要的罚款点, 所以保质保量按时完成任务是重中之重, 只有建立合理的空间计算模型和采用先进的制图方法, 才能保证出图进度和质量, 以上是某核电主厂房框架设计的经验, 希望能为同类核电主厂房框架设计提供参考。●
参考文献
[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2002