大跨度工业厂房（精选12篇）
大跨度工业厂房 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.
大跨度大空间火灾扑救措施 第2篇
(一)大跨度、大空间厂房的钢结构部分在高温下极易变形，导致建筑物局部倒塌。火灾中，当温度升至350摄氏度、500摄氏度、600摄氏度时，钢结构的强度分别下降1/3、1/2、2/3。在全负荷情况下，钢结构失稳的临界温度为500摄氏度。此外，钢构件极易受高温作用后，钢结构冷热聚变，受热膨胀，遇冷水后会急剧收缩，而且火灾时，某一部分变形受损会破坏整个构件的整体受力平衡，所以钢结构建筑，尤其是大跨度厂房发生火灾时，钢构件极易受高温作用后较短时间内就会发生扭曲、变形，进而导致整个建筑的倒塌，救援难度增大。
(二)大跨度、大空间厂房人员密集、可燃物多，火灾扑救和人员疏散困难。大型钢结构厂房规模大，建筑结构连体成片，生产机器设备密集，人员和物品高度集中，厂房内生产使用的原料和成品大多属可燃物，有的还属于易燃易爆品，甚至是有毒的化学物品，如制衣厂的布匹、纺织厂的棉花、印刷厂的纸张电缆厂的橡胶、化工企业的爆炸性物质等。一旦发生火灾，火势蔓延快、燃烧猛烈、并产生大量烟雾，扑救难度大。
(三)大跨度、大空间厂房火势蔓延迅速。大跨度、大空间厂房建筑空间跨度大，占地面积大，一般高度均大于7米，门窗多，通风好，可燃物料多，一旦发生火灾，蔓延途径多、火势蔓延快、燃烧猛烈，在热气流的作用下，很快形成大面积火灾。
大跨度工业厂房 第3篇
【关键词】大跨度彩钢板厂房；火灾特点；火灾的危险性；应急措施 在我国经济高速发展和现代城市建设突飞猛进过程中，开始逐渐兴起了突破传统大跨度钢结构厂房、仓库等建筑类型。这类钢结构的建筑在大空间厂房、仓库存在比较广泛。因其有安装便利和低廉成本等优点，就导致在屋顶侧墙材料中聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）夹芯彩钢板使用的广泛和常见，可其是防火性能和结构耐火性能差也是一大弱点。万一出现大跨度彩钢结构厂房火灾，就很容易有建筑坍塌事故发生，导致人员伤亡及财产损失的严重灾难出现。
1.大跨度彩钢结构厂房火灾的特点
对大跨度彩钢结构厂房来说，其基本都具有比较短的建设周期、比较高的面积利用率和比较强的可塑性，以及抗震、抗弯、抗压功能比较强等一系列优点，因此，选择彩钢结是大跨度建筑的最佳方案。但我们也应看到，耐火性较差是彩钢结构这类建筑材料的一大缺憾，一旦发生火灾倒塌现象就不可避免，这就使火灾扑救面临很大的困难。
2.大跨度彩钢结构厂房火灾的危险性分析
2.1火灾的火势发展快且燃烧面积较大
因为钢结构的跨度方面一般比较大，厂房的内部空间因而扩大了，导致室内门窗也相应地增加，这就造成厂房的空气快速流动，增加了火灾的蔓延的条件，因而促使火势更快发展，更猛烈燃烧，在那些空气流动快的地方火灾发生面积也就很可能扩大了。导致这一现象产生的原因，就在于一些大跨度钢结构厂房项目路缺少被消防部门的审核和验收的必要过程。
2.2耐火性不好，倒塌可因此产生
虽然在易燃材料中并不包含钢材料，然而若遇到高温环境，就可能将钢材料强度的降低和蠕变现象引发出来。在60摄氏度温度环境之中，建筑钢材的强度不可能有所变化，但伴随着上升的温度，其强度就会有降低趋势，当置于400摄氏度条件时，结晶现象就可能于钢材的内部产生，发生强度的极速下降的问题，到最后未免消失了钢材料的承受能力，而金属板夹芯板的耐火极限时间只有10分钟上下，相比于金属板的耐火极限时间要短许多，因可能发生承重功能丧失问题，就必须为金属板建筑进行导套。
2.3火灾扑救不易
火灾若发生在大跨度彩钢结构厂房内，其有着极快的火势蔓延速度，大跨度的厂房其内部空间必然就宽广，多种设备不仅繁多而且复杂布置，当进行灭火过程中，可能阻碍灭火人员到厂房内部深入扑火，水枪也不容易达到火点，使用灭火药剂也不会有理想效率。并且，当处于救火状态的大跨度彩钢结构厂房之内，厂房倒塌一直为指挥员担心出现的问题，也就会严重影响其做出正确的灭火决策和执行。当灭火运用水枪时，冷却作用的产生就会导致彩钢结构强度的降低，这造成清理货场余火难度加大，也使灭火的难度和工作量也增加了。另外，体积和重量都很大的倒塌的钢结构，会加大了火灾现场的清理难度。
3.大跨度彩钢结构厂房火灾的应急对策
3.1厂房建筑的防火审核和验收环节必须强化
应结合《消防法》贯彻实施的契机，提出建筑工程施工许可证的办理时必须严格遵守法律制度的要求，若出现果审核程度不合法或者审核结果不合格的工程问题，许可证不得给以办理，并且，在这一条件下，使厂房建筑工程的防火审核和验收环节从根本上得到强化。
3.2严格评估彩钢结构厂房的消防性能
对于此类厂房结构，要评估消防性能评估和尝试设计理念改进，在测定彩钢结构厂房的结构、建设和内部设计等方面的火灾危险性能过程，运用消防安全的工程理论，同时优化厂房结构的防火设计内容，使发生火灾时彩钢结构厂房内部的设备，人员和财产的保护有可靠保障。不仅如此，若条件具备，消防结构方案设计应聘请消防性能评估的专业人员完成，其优点体现在如下三点：首先，要安全性和灵活性结合好。要将结合好以前火灾的统计资料进行消防性能设计，以此确保安全性；其次，由于资金的利用率的提高可以促进优化整个厂房消防系统的效果，有效保证不出现设施配置过多的现象和问题，因此，就确保不因为资金投入的减少而使厂房的安全性降低；第三，通过消防性能化设计使业主、用户、厂房的风险等量化有保证。
3.3有效合理地设置防火分区
若不存在特殊工艺的标准，就需要合理设置防火分区，由此能够使火势蔓延趋势大大的降低，在一个地区内控制火势而蔓延到其他区域，也尽量使厂房设备、人员财产等的损失尽量降低，确保安全。不仅要围绕有效的降低火势蔓延做文章，把防火分区设置在厂房等建筑物内部，而且还要明确规定下防火分区所允许的最大面积。通常情况下，由于目前的大跨度彩钢结构厂房所占据面积一般很大，可是设置防火分区的面积为3000平方米，因此，应分隔设置防火分区。可以通过水幕等是各个分区的独立性有效提高，其属于目前普遍采用的建筑防火普遍措施，然而倘若采用水幕实现防火分区的分隔措施，可能难度是一定存在的，这些问题有水量需要很大和水池造价高等等问题，也就使建筑成本大大增加了，大量的生产设备也可能由于水幕启动产生的水造成很大的损害。因此，这就需要在进行水幕过程中，必须严格控制好水幕启动。
总之，对于大跨度彩钢结构厂房火灾，必须深入分析其特点和危险性的前提下，找出其火灾扑救的难点之所在，从而采取有力的应急对策。
【参考文献】
[1]李志勇.大跨度钢结构厂房的火灾危险性及防范措施[J].武警学院学报，2011，（12）.
[2]李春媛，王超.浅谈大跨度钢结构厂房设计及防火措施[J].第十届中国科协会论文集，2008，（1）.
某厂房大跨度预应力加固施工 第4篇
1 工程概况
某郊区厂房, 呈东西走向。其中1个始建于50年代中期, 建筑面积为1560m2, 1958年正式投入使用, 系原苏联设计。厂房结构主体为钢筋混凝土排架结构 (矩形柱、薄腹梁、钢天窗架、非预应力大型屋面板) , 跨度15m。长84m, 围护砖墙外帖于排架柱, 地坪以下为钢筋混凝土挡土墙, 厚度400～750mm, 室内地下室地坪与墙、柱、基础连成一体。另一厂房始建于50年代末期, 建筑面积为2096m2, 中途停建一段时间, 经加固改造于1979年正式投入使用, 系原苏联设计, 在施工中期曾经过单位内部修改。厂房结构主体为钢筋混凝土排架结构 (矩形柱、薄腹梁、钢天窗架、非预应力大型屋面板) , 跨度15m, 长132m, 维护砖墙外贴于排架柱, 地坪以下为钢筋混凝土挡土墙, 厚度400～750mm, 室内地下室地坪与墙、柱、基础连成一体。
2 施工特点
由于厂房系20世纪50年代建筑物, 原设计不能满足现行抗震规范的要求, 经过多年使用, 钢筋锈蚀严重, 地下部分挡墙及底板混凝土浸蚀严重, 挡墙渗水严重, 加之地下水的上浮力以6T/M2的荷载对泵房底板施压, 泵房构造措施不能满足现行规范的要求。故泵房底板采用后张有粘结预应力反梁进行加固补强, 其反梁跨度为15m。
3 施工工艺流程, 如图1所示
4 进场材料
4.1 进场材料的质量要求
(1) 预应力钢铰线进入现场应有出厂合格证和复试报告单, 符合GB5224-95规范要求。
(2) 锚具的锚具性能必须达到设计及规范要求, 锚具锚固性是以锚具组合件在工作状态下静载试验得到的组合件实际拉断力于预应力筋的理论拉断力之比来衡量。
(3) 锚具的硬度必须符合设计及钢铰线硬度之比, 夹片与钢铰线硬度差≤HRC10, 容易产生滑丝现象。
4.2 进场材料的验收
4.2.1 钢铰线
本工程预应力筋一次进场, 将所有预应力筋作为一个批量。
4.2.2 锚具进场验收
根据验收批量的划分, 在同种材料和同以生产工艺条件下, 验收批量不超过1000套为一批。
4.2.3 外观检查
从批中抽取10%且不少与10套锚具检查外观和尺寸, 如有一套表面裂纹或超过产品尺寸允许偏差, 则应另取双倍数量的锚具重新检查。
4.2.4 硬度检查
在每批中抽取5%不少与5套锚具, 对夹片、钢铰线要求的零件进行硬度试验, 每个零件测试三点, 钢铰线硬度与夹片硬度HRC≥10, 匹配最佳。
5 施工工艺
5.1 进场材料验收
根据有关标准、规范要求, 对进场的锚具、钢铰线、波纹管进行验收。
5.2 绑扎反梁钢筋
绑扎预应力反梁非预应力钢筋, 必须满足有关施工能够规范的要求。
5.3 定位埋管
按设计图纸计算出控制点的底标高并定位, 反梁自端点起每隔40cm在箍筋上设置一控制点, 控制点处设置波纹管井子支架, 支架型式如图2所示 (支架采用φ10钢筋) 。支架筋绑扎完毕后梁两端或不同部位穿入长度为5.5m、φ70的波纹管, 两根波纹管接头处加套管 (套管采用φ75波纹管, 套管长度为20～30cm) , 套管两端接口处用胶带封裹, 将波纹管固定于定位钢筋上。
5.4 反梁支模
预应力反梁模板偏差尺寸必须符合施工规范的有关要求。
5.5 浇筑混凝土
混凝土浇筑应采用机械振捣, 以确保砼的密实性, 尤其是钢筋密集部位和端部;但振动棒在振捣过程中, 严禁振击波纹管, 以免损伤波纹管或造成波纹管移位。混凝土应均匀分散布料在梁内, 防止混凝土的冲击压弯波纹管或使得波纹管移位, 造成预应力张拉过程中不必要的应力损失。
5.6 预应力筋的张拉
张拉前准备工作:张拉前必须对锚具、预应力构件进行全面质量检查, 同时还要对千斤顶与油表进行配套标定, 清理张拉端部、安装锚具、搭设张拉平台等。
(1) 预应力反梁张拉前, 根据同条件砼强度试压报告, 确保砼强度不低与强度等级的80%, 方可张拉。
(2) 千斤顶与油表的配套标定
反梁张拉用YCW150B-200型千斤顶, 使用前进行标定检验。
(3) 张拉平台搭设必须油一定的工作面和安全围护装置, 以满足操作及安全需要。一般平台搭设宽度不宜小于千斤顶工作长度的两倍。
(4) 油泵、千斤顶、压力表等张拉设备应是通过定期配套检验或标定的。在施工过程中, 张拉设备出现反常现象或千斤顶检修后应重新进行检验或标定。
(5) 端部锚垫板在张拉前必须清理干净。
(6) 张拉前对预应力进行试张拉, 如果实测伸长值与计算值有较大偏差, 应分析原因并对计算参数进行调整, 然后再开始正式张拉。通过张拉伸长值的校核, 可以综合反映张拉力是否足够, 孔道摩擦损失是否偏大, 以及预应力筋是否有异常。
张拉工艺:
(1) 考虑到OVM15—7夹片式锚具具有可靠的自锚特点, 并根据设计图纸的要求, 不考虑超张拉, 采用在梁的一端张拉, 另一端补足的方法进行;张拉采用整束张拉法。
(2) 预应力筋张拉采用一台YCW150B-200型千斤顶进行张拉。张拉顺序:先拉反梁上部1#、2#预应力筋、再拉下部3#、4#预应力筋。从南侧开始, 依次张拉预应力筋。然后从北侧补足。
预应力反梁张拉以应力控制为主, 用伸长值进行校核, 以便及时发现问题。
本工程张拉控制应力取为0.75倍钢铰线强度标;即:
σcon=0.75 fptk=0.75×1860=1395MPa
预应力反梁张拉程序为
0——10%σcon——30%σcon——60%σcon——固定好夹具——在梁另一端进行张拉补足至σcon
伸长值测量
10%σcon时量取千斤顶活塞的伸长值L1, 30%σcon时量取千斤顶活塞的伸长值L2, 张拉达到60%σcon时量取千斤顶活塞的伸长值L3。在梁另一端补足张拉达到σcon时量取千斤顶活塞的伸长值L4, L4+L3-L1+10%σcon钢铰线的伸长换算值为钢绞线的实际伸长值。实际张拉伸长值与实际推算值之和与理论伸长值相对允许偏差为±6%, 否则应停机检查原因, 予以调整后方可张拉。
(1) 理论伸长值计算公式
曲线预应力筋的理论张拉伸长值△Lr按下公式计算:
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式中:Fj——预应力筋的张拉力;
Ap——预应力筋的截面面积;
EP——预应力筋的弹性模量;
LT——从张拉端至固定端的孔道长度 (m) ;
K——每米孔道局部偏差摩擦影响系数;
θ——从张拉端至固定端曲线孔道部分切线的总夹角 (rad) ;
u——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数。
(2) 参数取值
理论伸长值计算时, 预应力筋的摩擦系数取值, 见表1。
(3) 伸长值的实测校核
由于开始张拉时, 预应力筋在孔道内自由放置,
而且张拉端各个零件之间有一定的空隙, 需要一定的张拉力, 才能使之收紧。预应力筋张拉伸长值的测量, 是建立初应力之后进行, 实际伸长值△L应等于:
L=△L1+△L2
式中:△L1——从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值;
L2——初应力以下的推算伸长值。
5.7 孔道灌浆
每一段预应力筋张拉完毕后, 对孔道进行灌浆, 其作用有二:一是保护预应力筋, 以免锈蚀;二是使预应力筋与构件混凝土有效的粘结, 以控制超载时裂缝的间距和宽度, 并减轻梁端锚具的负荷状况。
灌浆是预应力砼施工的关键工序之一, 项目部决定采取如下措施: (1) 灌浆用水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥; (2) 灌浆用水泥浆的水灰比采用0.4; (3) 水泥浆中掺入VNF-Ⅲ高效减水剂以增加流动性, 便于灌浆; (4) 同时掺入UEA膨胀剂, 增加灌浆密实度; (5) 由科研院实验室对水泥浆配合比和外加剂进行了试验, 试验的内容包括流动性、泌水率、体积变化、筛分、沉淀等的测试。
灌浆前孔道应湿润、洁净, 灌浆时, 水泥浆高压泵从一端开始加压灌浆, 保持连续缓慢均匀地进行, 至另一端出浆孔冒出浓浆, 每个孔道灌浆一次完成, 不得中断。先灌下层孔道, 后灌上层孔道, 确保孔道内水泥浆饱满、密实。灌浆完成后, 继续维持0.6～0.8MPa的压力, 2min后再关闭灌浆孔。
孔道灌浆完毕, 预应力筋端头留出30mm, 其余部分用手提砂轮切割机割除, 然后对锚具和预应力筋刷环氧树脂进行防腐处理后, 在反梁张拉端部绑钢筋网片, 支模板, 用比梁混凝土强度等级高一级即C30S8抗硫砼的砼浇筑。将锚具及预应力筋完全封裹, 以防锈蚀, 润湿养护14d。
参考文献
[1]GB50367-2006, 混凝土结构加固技术规范[S].
大跨度桥梁结构优化设计综述 第5篇
大跨度桥梁结构优化设计综述
从局部和整体两方面阐述了大跨度桥梁结构优化设计的研究现状,就基于可靠度的大跨度桥梁结构优化设计和桥梁结构拓扑优化作了论述,最后对未来的.优化设计研究方向进行了展望,从而促进大跨度桥梁结构的进一步发展.
作 者：詹森 杨彦军 ZHAN Sen YANG Yan-jun 作者单位：詹森,ZHAN Sen(中国中铁一局,陕西,西安,710054)杨彦军,YANG Yan-jun(广东十六冶建设有限公司,广东,广州,510515)
刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 35(7) 分类号：U441 关键词：大跨度桥梁结构 优化设计 可靠度 拓扑优化大跨度大空间建筑火灾扑救对策 第6篇
关键词：大跨度大空间建筑;火灾扑救;处置对策
近年来，随着经济社会的快速发展和城市建设步伐的不断加快，大跨度大空间结构成了大型企业厂房的主要结构形式。由于这种建筑形式具有结构简单、施工方便、内部空间大，特别是投资少且投资周期短等许多优点，越来越受到投资者的青睐。但这种建筑在消防方面，特别是在火灾扑救方面存在许多难点，一旦发生火灾，极易造成大面积燃烧和重大财产损失。
一、大跨度大空间建筑的定义与分类
（1）定义。大跨度大空间建筑是指主要由柱、梁、板、外墙四部分组成，梁和柱是建筑物的主要承重构件，所有承重墙（柱）之间单跨宽度60米以上或单个防火分区5000平方米以上且净空高度8米以上的建筑。（2）分类。大跨度大空间建筑，根据建筑物的用途可分为民用建筑和工业建筑;根据建筑物的材料可分为钢筋混凝土结构、钢结构和混合结构。
二、大跨度大空间建筑火灾特点
（1）可燃物多，火灾荷载大。目前，大跨度大空间建筑已广泛应用于工业厂房、体育场馆、大型商（市）场、仓储等，此类建筑内可燃物品多，空间大，一旦发生火灾，火势猛烈，温度高，烟雾浓，火灾荷载大，蔓延速度快，扑救难度比较大。（2）建筑规模大，火势蔓延快。大跨度大空间建筑单体建筑面积小的数千平方米，大的数万平方米，内部具有较大的空间，空气流通好。发生火灾时，火势可迅速向四周蔓延，燃烧猛烈，极易产生强大的热气流形成大面积燃烧。（3）作战纵深长，内攻困难。由于建筑空间大，内部障碍物多，通道多狭长、错位布置，由两侧进入内部实施堵截难以形成合力;加上火场烟雾浓重，通常火场内能见度小于3米，强光手电等照明工具难以发挥作用，深入内部的作战人员只能摸索前行，内攻战斗难以长时间坚守。（4）燃烧时间长，建筑易塌坍。大跨度大空间建筑多采用钢结构，火灾中，当温度升至350摄氏度、500摄氏度、600摄氏度时，钢结构的强度分别下降1/3、1/2、2/3。在全负荷情况下，钢结构失稳的临界温度为500摄氏度。此外，钢构件受高温作用后，受火场用水影响，钢结构冷热聚变，受热膨胀，遇冷水后会急剧收缩。
三、大跨度大空间建筑火灾扑救对策
（1）仔细侦察火情，判明火场信息。初到场力量应迅速组织人员进行火情侦察，首先通过询问报警人、单位内部人员及其他知情人员了解火场情况，主要了解起火部位、起火时间、内部燃烧物、储存物品等情况;进入火场内部进行侦察时，必须全身防护，佩戴空气呼吸器，携带强光手电、破拆工具，并铺设发光照明线作为引导，应规定好进出联络信号。进入火场内部侦察时，必须要用水枪进行掩护，可以边进攻边侦察。（2）全面搜救人员，安全疏散受困群众。在扑救大跨度大空间建筑火灾时，如有人员被困，必须贯彻“救人第一、科学施救”的指导思想，一切灭火战术措施要围绕救人展开。根据现场实际情况，及时成立多个搜救疏散小组，要做好人员防护，携带好救助、照明等相关器材，要以最快时间疏散、抢救遇险人员。（3）积极扑救火灾，控制火势蔓延。先期力量到场后，前方指挥员要根据火场侦察情况，首先准确确定火场主攻方向，要强化内攻意识，坚决贯彻强攻近战措施，积极实施内攻。重点对建筑承重钢梁柱、屋架等构件进行冷却保护，防止结构变形倒塌。（4）强化排烟措施。加强排烟散热是保证内攻有效性和安全性的重要措施，因此，应将排烟散热作为大跨度大空间建筑火灾扑救的首要任务。及时在下风方向开辟排烟散热通道，打开下风及侧下风方向所有出入口的大门和窗户，充分利用建筑的开口部位进行自然排烟散热，充分利用移动装备排烟，为灭火进攻创造条件。（5）确保火场供水不间断。建筑处于大面积燃烧阶段时，扑救火灾需要较大的用水量，现场指挥员要根据火场作战区域划分及用水量，进行科学的火场用水量估算，确定火场供水方案并安排专人负责落实。一般以参战中队为作战单元进行车辆作战编组，分别形成各自的供水作战区域，合理分配使用水源，并采取符合火场实际的供水方法，组成多条稳定有效的供水干线，尤其要保障好主攻方向的用水量。（6）及时启动应急联动机制，加强联动保障。消防支（大）队要主动与当地的政府应急部门联系，及时快速启动应急联动方案，使相应的应急部门第一时间赶到现场，协助灭火救援。当火灾现场所处地区属于消防水源不足地区，要及时与政府应急部门联系，迅速调动环卫等相关部门的应急供水车辆及时到达现场，为灭火救援现场提供可靠的灭火水源保障。当建筑发生大面积燃烧，需要破拆来进一步进行灭火时，要提前通过应急联动机制调集挖掘车、叉车、铲车、凿岩车等大型工程机械设备进行现场破拆，为灭火救援创造条件。当建筑为生产、储存易燃易爆、有毒害的危险化学品厂房或库房时，要及时通过应急机制调动安监、环保、医疗等相关部门到达现场，进行现场指导和救治人员。当火灾发生在人员密集区，应根据现场的实际情况，适时调动公安、交通、供电、医疗、市政等城市应急部门到达救援现场，协助维护现场秩序，提供应急供电、交通运输、医疗救护等方面的保障。
参考文献：
[1] 《消防战训工作的改革与发展》？伍和员？东南大学出版社2008.10
大跨度工业厂房 第7篇
工业厂房采用混凝土柱、实腹钢屋面梁和轻钢屋面是常用的一种结构形式。它具有设计简单、施工速度快、造价省、防火性能好、可承载大吨位吊车等特点, 使其在全国各地特别是经济欠发达地区得以广泛使用。
2材料及构件尺寸选择
1) 钢材的选择:比较常用的是Q235和Q345。通常结构使用单一钢种以便于工程管理和经济考虑。当强度起控制作用时, 可选择Q345;稳定控制时, 宜使用Q235。本文论述的屋面结构属于轻钢结构, 一般使用Q235即可满足要求。但应当注意的是由于A类钢不把钢材的含碳量作为交货条件, 故对于承重结构而言, 不得采用Q235A的钢材。2) 构件尺寸的选择:在结构设计前, 首先需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况, 其截面高度通常在跨度的1/30～1/40之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时, 可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后, 其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
3结构电算
本文论述采用使用最广泛的PKPM工程部的STS结构计算软件作为电算程序进行设计。采用STS计算时, 可按如下方法设置计算模型:
1) 应采用门式钢架二维设计。
2) 整体为排架结构, 钢梁与混凝土柱连接宜为铰接, 钢梁按简支梁考虑, 因为两者刚度相差较大, 做刚接比较复杂。铰接模型如图1所示。应当注意的是钢梁与混凝土柱必须整体建模, 有的设计人员为了计算简便, 将钢梁与混凝土柱分别建模计算, 通过采用在混凝土柱上附加一个轴向荷载的方法计算混凝土柱的配筋。此方法是错误的。这样的设计忽略了由于钢梁存在坡度而引起钢梁对混凝土柱的不利影响, 设计结果偏于不安全, 应当引起设计人员的重视。
3) 在使用STS计算时, 应注意屋面钢梁的平面外的计算长度问题。当檩条与屋面板有可靠连接并设置隅撑时, 按两倍檩条间距来取钢梁平面外计算长度 (如屋面板与檩条采用自攻螺丝连接, 可认为屋面板与檩条有可靠连接) 。而如果檩条与屋面板无可靠连接时, 则应当取屋面横向支撑的间距。两者的区别对钢梁的构件尺寸有一定的影响。应注意区分, 正确采用。
4) 在荷载的选取中, 如屋面采用夹芯彩钢板, 恒载一般可选取0.3 kN/m2, 活载可按CECS 102∶2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程选取为0.5 kN/m2。对于风荷载的取值, 由于钢结构对风荷载比较敏感, 采用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算的风荷载比按《荷载规范》计算的风荷载略大, 建议风荷载根据CECS 102∶2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程附录A的要求进行计算。
5) 对于有吊车的情况, 可通过对吊车最大轮压与最小轮压引起的竖向荷载的输入进行组合计算。应注意的是吊车梁及轨道自重对混凝土柱产生的竖向荷载和附加弯矩在程序中未能自动计算, 必须通过使用附加节点荷载的方法人工指定计算。此荷载不可遗漏。
6) 参数选择中, 可选择采用CECS 102∶2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程作为控制参数, 并应注意选择为有侧移结构体系。
7) 应当注意的是, 在抗震设防烈度为7度, 8度的地区, 应进行结构的纵向抗震验算。此计算可采用《抗震规范》的推荐公式手工复算。
8) 对于结果文件应加以判断, 强度应满足规范要求, 挠度控制是为了保证结构正常使用, 所以宜与屋面、檩条挠度控制相适应。若是采用普通夹芯彩钢板屋面, 冷弯型钢檩条, 可以参照门钢规程要求并略加放大, 建议无吊顶情况下满足1/200, 有吊顶情况下满足1/280。
4基础设计
基础设计可在满足地基承载力特征值的情况下按天然基础或独立桩承台基础的要求进行设计。当采用天然基础时, 围护墙基础可采用墙下条基, 并与柱下独立基础连成一片。而当柱基础形式为独立桩承台基础时, 围护墙的基础宜采用地基梁的形式, 地基梁的计算可采用弹性连续梁方法或按墙梁计算。
5支撑及构造设计
由于整个结构的设计可按照排架结构进行计算, 故围护墙的可按照排架结构的围护墙进行设计, 应按抗震要求设置圈梁及构造柱, 并应当特别注意围护墙与柱及构造柱的拉接, 以及围护墙自身的拉接, 否则可能造成安全隐患。柱间支撑的设计, 可根据结构所受风荷载和吊车荷载按一般排架结构的柱间支撑的计算方法进行计算。
6屋面轻钢结构设计
1) 屋面结构的支撑体系, 包括屋面支撑、檩条、拉条、撑杆的计算及布置, 均可按照CECS 102∶2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程要求进行布置和设计。详细的计算公式在规范中均有详细规定。2) 屋面钢结构设计的重点在于节点设计, 应该对节点的形式有充分思考与确定。a.钢梁与混凝土柱顶的连接节点:可采用锚栓连接的方法, 钢梁可不设抗剪键, 通过钢梁下翼缘与混凝土的摩擦来抗剪。锚栓设计可根据柱顶剪力按压剪弯或拉剪弯的预埋件进行计算。b.钢梁中部拼接节点设计:采用摩擦型或承压型高强螺栓连接, 此节点有两种计算方法:一种是认为螺栓群的转动形心位于节点板形心位置, 螺栓上下对称布置, 根据此节点处的弯矩与剪力计算高强螺栓内力。另一种为陈绍藩教授提出的以底部螺栓中心为螺栓群转动形心进行计算的方法。
7设计中应注意的问题
采用混凝土柱轻钢屋面的结构形式的目的是为了节省成本, 如钢梁截面过大, 成本也会相应提高, 并且由于钢梁存在坡度, 随着跨度的增加, 钢梁对混凝土柱产生的水平推力也逐渐增大, 对于混凝土柱的尺寸、配筋以及基础的大小也有不小的影响。虽然如今门式钢架形式的厂房最大跨度可做到70 m左右, 但其为全钢结构, 计算模型与混凝土柱钢梁有分别, 应当区别对待。建议此类结构跨度不宜大于30 m。
现今, 越来越多的厂房采用混凝土柱钢屋面梁的结构, 设计施工的方法也不一。由于各地的标准及设计人员设计习惯的不同, 肯定会存在不同意见。本文所述仅仅是一家之言, 希望能对广大设计人员今后在设计类似工程中有参考作用。
参考文献
[1]CECS 102∶2002, 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].
[2]GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].
[3]GB 50010-2002, 混凝土结构设计规范[S].
[4]GB 50011-2001, 建筑抗震设计规范[S].
[5]建设部工程质量安全监督与行业发展司.全国民用建筑工程设计技术措施 (结构) [Z].2000.
[6]轻型钢结构设计指南 (实例与图集) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.
[7]中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部.PKPM钢结构计算机辅助设计STS软件[Z].2001.
[8]中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会.钢结构设计与计算[Z].2001.
[9]《建筑抗震设计手册》编写组.建筑抗震设计手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社, 1998.
大跨度工业厂房 第8篇
合肥某公司装配车间共2层，建筑面积约6.1×104m2，主要柱网尺寸为12m×12m、12m×15m，底层层高9.5m,2层平均层高9.58m（檐口高度18m，屋脊高度20.16m），底层局部设有夹层，作为设备及办公用房。2层楼面考虑小吨位叉车运行，活荷载按9.0kN/m2取值；屋面活荷载2.0kN/m2。横向长度205.9m，分为A、B、C三个区段（5m×12m、6m×12m、6m×12m），伸缩缝宽150mm；纵向长度144m(12m+8×15m+12m）,纵向不设缝。车间典型剖面如图1所示。
2 结构设计基本参数
本工程场地土类别为Ⅱ类，建筑抗震设防类别为丙类，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组；基本风W0=0.35kN/m2,地面粗糙度为B类；基本雪压S0=0.60kN/m2，设计使用年限50a，建筑结构安全等级为二级。
根据工程实际情况，经分析比较，2层楼面及屋面框架梁采用后张法预应力混凝土梁，框架柱、次梁及板采用普通钢筋混凝土结构。
楼面及屋面纵向预应力框架梁截面尺寸为500mm×1200mm、横向预应力框架梁截面尺寸为500mm×1000mm；次梁为3m×3m区格的井字梁结构，2层楼面次梁截面尺寸300mm×800mm，屋面次梁截面尺寸250mm×600mm；框架柱截面尺寸800mm×800mm，楼面板厚120mm，屋面板厚110mm。预应力筋选用高强度低松弛预应力钢绞线φS15.2mm，强度标准值fptk=1 860N/mm2，非预应力筋采用HRB400级热轧钢筋。预应力梁混凝土强度等级为C40，非预应力梁板混凝土强度等级C30。预应力筋的孔道留设采用预埋金属波纹管。预应力筋锚具采用QM型锚具系列，张拉端采用夹片锚具，固定端采用挤压锚具。锚具为预应力体系中的重要的部件，必须严格要求，出厂前应按规定进行检验并提供质量证明书，进场后应抽样进行外观检查，并进行组装试验，确认合格后方能使用。
3 预应力框架梁设计
主体结构采用多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE进行内力分析，计算得各控制截面内力如表1。
kN·m
3.1 预应力筋束形
框架梁预应力筋的线型应尽可能与竖向荷载产生的弯矩图相一致，预应力筋按正、反抛物线形布置，反弯点的位置取距梁端0.15倍的跨度处。边支座处的预应力筋在满足抵抗截面负弯矩的前提下适当下移，以减少中间支座处的摩擦损失。同时预应力筋下移，梁端约束次弯矩增大，次弯矩越大对顶层边柱的影响越有利。该工程为双向预应力布置，纵横向的预应力筋在支座处形成交叉，根据弯矩值的大小，纵横向预应力筋距梁顶分别定为150mm和250mm，并在计算预应力筋面积时加以考虑。纵横向框架梁预应力线型如图2、图3所示。
3.2 框架梁预应力筋估算
对处于室内正常环境，跨度为一跨、两跨及三跨的框架梁，预应力筋的面积按满足最大弯矩截面抗裂要求估算。楼面梁按在荷载效应的标准组合下，构件边缘混凝土拉应力满足下述限值要求估算预应力筋：
楼面梁的预应力筋面积估算公式：
屋面梁按在荷载效应的准永久值组合下，构件边缘混凝土不产生拉应力，满足下式要求估算预应力筋：
屋面梁的预应力筋面积估算公式：
式中，σck为荷载效应的标准组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；σcq为荷载效应的准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；σpc为由预加力产生的混凝土法向应力；ftk为混凝土轴心抗拉强度标准值；β为预应力次弯矩影响系数，框架梁的支座截面取0.9，框架梁的跨中截面取1.2;Mk为荷载效应的标准组合弯矩值；Mq为荷载效应的准永久组合弯矩值；ep为预应力筋重心至截面重心轴的距离；σpe为预应力筋的有效预加力，对单跨框架梁，可取0.8σcon；对二跨和三跨框架梁的内支座截面，可取0.7σcon，边跨跨中及边跨支座截面，可取0.8σcon，三跨内跨中，可取0.6σcon。各控制截面按上述公式估算的预应力筋面积见表2。
3.3 预应力损失的控制
本工程纵横向均为连续多跨，纵向为10跨共144m长，横向最大的分段为6跨共72m长。合理的进行张拉分段，尽可能将预应力损失控制在一定范围内，节约锚具、方便施工。张拉控制应力σcon=0.75fptk=1 395MPa，超张拉3%。图4、图5为2层楼面框架梁两端张拉时，有效预应力与连续梁跨数关系曲线。
横向设置伸缩缝处无法进行预应力筋的张拉，只能设为固定端。一端固定一端张拉，张拉段为12m时，跨中预应力损失为0.21σcon；张拉段为2×12m时，支座和跨中最大的预应力损失分别为0.28σcon、0.32σcon。
根据上述分析，纵向共分为4个张拉段（12m+15m、3×15m、3×15m、15m+12m），均为两端张拉。横向伸缩缝处，只能一端张拉时，控制分段长度不大于两跨；可以两端张拉的，控制分段长度不大于三跨。施工过程中严格控制波纹管的定位偏差，保证预应力筋线形平滑无转折，减少预应力筋的孔道摩擦损失。为减少混凝土收缩和徐变引起的预应力损失，梁混凝土内掺入适量的膨胀剂，并适当延缓张拉时间，要求梁混凝土强度等级达到90%方可进行张拉。
3.4 非预应力筋计算
预应力框架梁中配置的非预应力筋，一方面与预应力筋共同作用满足承载力强度的要求，另一方面配置了非预应力筋能够增加结构的延性，有利于改善裂缝和提高能量吸收能力，对结构抗震有利。
按正截面受弯承载力计算非预应力筋时，应考虑张拉预应力引起的变形受到约束产生的次弯矩M2，次弯矩与框架结构恒载及活载产生的弯矩进行组合，支座处考虑次弯矩对框架梁的有利影响，跨中考虑次弯矩对框架梁的不利影响。正截面承载力计算：Mu≥Md-M2（支座截面）、Mu≥Md+M2（跨中截面）。
实际工程中采用预应力混凝土结构设计软件PREC将施加的预应力作为等效荷载与结构恒载、活载组合，利用SATWE核心计算模块进行结构计算，得出施加预应力后的全楼梁、柱计算配筋。
按上述方法计算的非预应力筋，应满足《预应力混凝土结构抗震设计规程》中对预应力混凝土框架梁的受压区高度、钢筋配筋率等构造要求。
3.5 预应力混凝土梁的各项验算
采用预应力混凝土结构设计软件PREC，按实配的预应力筋及非预应力筋进行正截面承载力、抗裂、挠度、裂缝宽度、预应力度验算。反复试算使各项验算指标满足规范要求。本工程控制截面实配预应力筋、非预应力筋见表3。
4 构造措施
4.1 框架梁加腋
对两跨和两跨以上的框架梁，在竖向荷载的作用下，中间支座弯矩比边支座和跨中弯矩大很多，因此受弯承载力和裂缝控制的截面都在中间支座处，为了保证所有控制截面在预应力筋数量相同的情况下，各控制截面均有比较接近的承载能力和抗裂性能，可在中间支座处加腋。本工程加腋高度0.2h，长度为0.1倍梁跨度，内力分析和配筋计算时不考虑加腋的有利作用。
4.2 连续梁预应力筋张拉
预应力筋分段张拉，在支座处搭接，支座处钢筋较密，张拉方案既要方便预应力筋和非预应力筋的敷设、绑扎，又要方便张拉设备的安装及操作。本工程连续梁中间张拉端在梁侧预留张拉孔，待张拉完成后再浇筑预留部分的混凝土，具体做法见图6。
5 结语
本工程于2008年竣工并投入使用，主体结构未出现超出规范的变形及裂缝，屋面无渗漏，达到了预期的设计效果。通过预应力筋和非预应力筋的合理配置，能有效控制使用荷载作用下的结构裂缝和挠度，在承载能力极限状态下框架有较好的延性和吸收能量的能力，满足地震区对预应力框架抗震性能的要求。
摘要：预应力混凝土结构可满足建筑内部大空间的使用需求,具有增加室内净空、节约成本、提高经济效益等优势。合肥某公司装配车间设计中,采用了后张法预应力混凝土技术,有效解决了混凝土结构在大跨度、重荷载建筑结构中应用的难题。介绍了预应力混凝土框架梁的设计过程及相关构造措施。
关键词：预应力混凝土,后张法,预应力筋,框架梁
参考文献
[1]JGJ140-2004预应力混凝土结构抗震设计规程[S].
[2]施岚青,陈嵘.预应力混凝土实用技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3]GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].
[4]中国有色金属设计研究总院.混凝土结构构造手册[K].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[5]GB50009-2001建筑结构荷载规范[S].
大跨度工业厂房 第9篇
埃克森美孚亚太研发中心位于上海市闵行区东南角的上海紫竹科学园区内,场地呈规则的四边形,整个场地面积约为26 673.7 m2。由研发中心,加工实验室,公用站房及其余辅助单体组成。本文将以加工实验室为核心,重点介绍大跨度钢结构体系在重荷载工业建筑中的应用。
加工实验室位于本项目场地中央,北侧毗邻五层混凝土框架结构研发中心,南侧毗邻钢框架结构公用站房。
加工实验室为业主研发试验的核心区域,业主对此区域空间要求极高,且不允许在本单体中设抗震缝,不允许设置双柱。在初期设计方案中,本区域为单层轻型门式钢架结构体系。随着项目设计的逐步深入,以及园区对场地建筑总高的限制,并考虑到国际LEED机构对项目整体节能的要求,经过综合考虑,业主决定将整体建筑的中央空调AHU设备全部移至加工实验室西侧区域屋面并加建一层屋面,且要求加工实验室区域保持25 m×25 m的柱网。AHU设备共有8台,经荷载平面折算后,该区域活荷载确定为15 k N/m2。
场地基本条件如下:
抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅳ类(上海),设计特征周期为0.90 s,设计基本地震加速度为0.10g。
2 建筑平立面介绍
加工实验室东西向总长度75 m,南北向宽度50 m,柱网为25 m×25 m,分为紧邻相连的低区和高区两部分,其中,(3)轴～(11)轴为低区,(11)轴～(17)轴为高区。
(3)轴～(7)轴共2层,底层层高11 m,2层层高9 m。底层为工艺实验室,2层为空调设备房。2层楼板为现浇混凝土板。屋面为檩条+柔性防水屋面体系。
(7)轴～(11)轴为单层,层高为9 m,为工艺实验室。屋面上有公用站房通向加工实验室和综合办公研发楼的公用管道管架。屋面为檩条+柔性防水屋面体系。
(11)轴～(17)轴为单层,层高为20 m,亦为工艺实验室。屋面为檩条+柔性防水屋面体系。
低区和高区各有一个层高4.8 m的钢结构夹层,夹层与主结构设抗震缝分开,待主结构施工完毕后另行安装。
3 结构选型比较
3.1 结构特点
1)建筑物柱网和层高均较大。
2)建筑物内竖向支承柱数量较少。
3)荷载分布不均匀。
4)中间楼层(3)轴～(7)轴为刚性楼板,(7)轴～(11)轴为普通轻型屋面,而(11)轴～(17)轴则无任何楼屋盖,平面刚度分布不均匀。
5)由于钢柱很少,且刚性楼屋面区域很少,结构整体协同工作的能力较差。
6)易发生失稳破坏。
上海抗震办公室对结构设计的审批意见亦提出,加工实验室楼板不连续,需要采取加强措施。
考虑到上述的结构特点,结构设计的总体思路也随之定型,几个重要的原则分别为:采用安全合理的结构体系,减小结构平面不规则和刚度分布不规则对结构抗震的不利影响。
通过整体空间分析计算,控制房屋的整体侧移和扭转,避免房屋结构的整体侧向失稳。
通过结构分析计算保证结构构件的承载能力和稳定。通过计算和构造措施保证连接节点的可靠性。
3.2 结构体系选型
在设计过程中,考虑采用两种不同的结构体系分别进行计算并比对。两种体系分别为框架支撑体系和框架体系。
3.2.1 体系一(框架支撑体系)
结构选型伊始,考虑到本项目结构柱距大,钢柱少,荷载重,跨度大,为了增强结构的稳定,增加结构抗震的冗余约束,结构体系选择框架支撑体系,即结构四周设置交叉支撑体系,结构外围柱距为5 m。
(3)轴～(7)轴为2层结构,2层为重型AHU设备层,主次桁架跨度均为25 m,(3)轴和(7)轴东西向桁架为主桁架,南北向每隔5 m设次桁架,主桁架上下弦中线间距离为2.8 m,次桁架上下弦中线间距离为2.4 m,楼面为钢筋混凝土楼板,桁架下弦设交叉支撑体系以保证弦杆杆件平面外稳定。
(3)轴～(7)轴屋面、(7)轴～(11)轴9.00 m屋面和(11)轴～(17)轴屋面,因其荷载相对较小,采用实腹式钢梁及轻型屋面体系。结构空间整体模型见图1。
经过结构分析,发现该体系由于仅外墙周边设置柱间支撑,中部仍为大跨度框架体系,导致结构整体刚度并不均匀,由于周边支撑体系刚度很大,但建筑中部却不能设置柱间支撑及钢柱,导致楼层最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部,结构扭转效应较大;外墙周边布置较多刚性支撑,且结构一层层高近12 m,导致结构抗侧刚度与上层相比,偏小较多,底层形成软弱层。过多的外围支撑设置,使得结构在横向水平作用下,框架承担的水平荷载很小,大部分集中于柱间支撑,为了保证支撑的构件安全,截面很大,又一次加大了支撑的刚度,形成相对的一个恶性循环。
通过对结构体系的深入分析,以及通过对框架—支撑体系计算调整过程中对结构体系的深入了解,考虑到结构体系柱网较为规则,设计过程中重新对结构体系进行了考虑和简化,对设计思路重新梳理,先行降低结构的冗余约束数量,去除体系中的全部支撑,重新进行结构体系的构建。
3.2.2 体系二(框架体系)
交叉支撑的侧向刚度很大,在本项目中,其刚度对结构扭转和上下层刚度比的不利影响较大,故在模型优化后,整体结构模型中取消了周边支撑,调整上下层的柱截面尺寸,按照25 m跨度钢框架进行结构计算。对高20 m单层的高区,为加强外围结构的刚度,同时考虑约束角柱的扭转,在10 m标高处,沿?轴、?轴和(17)轴设置框架梁并兼作抗风横梁,该横梁可以提高结构整体的抗扭能力以及增大结构的抗侧移刚度。由于横梁跨度25 m,为了确保该横梁的平面外稳定性,该横梁采用了十字形钢梁截面,该梁尚可同时作为结构的抗风横梁,使得结构周边抗风柱系统的做法完全统一。
横梁的设置,使高区外围结构由原来的单层框架变为二层框架,这样既加强了外围结构的刚度,同时又约束了角柱的扭转。抗风柱与结构的连接改为弱连接,二层以上抗风柱上端悬挂于屋面框架钢梁上,其下端与楼面桁架上弦杆或框架横梁上翼缘采用竖向滑动连接。底层的抗风柱上端与楼面桁架下弦杆或框架横梁下翼缘采用竖向滑移支座连接,下端与基础铰接连接。
这样,抗风柱完全可以与主结构脱离,大大的简化了模型,使结构体系彻底蜕变为局部大跨重荷载而其余部分为轻型结构的框架体系。该体系冗余约束较少,但地震作用的传递途径更加明确、直接,在做好构件设计和节点设计的前提下,结构的安全也是可以保证的。
在PKPM的整体空间分析中,结构桁架的上下弦杆仅能按照钢梁模拟,但钢梁计算单元为纯弯构件单元。虽然结构整体的动力特性可以通过空间分析模拟,但桁架杆件的构件计算并不安全。
同时考虑到结构除重荷载区域外,其余屋盖均为轻型屋面,楼屋盖刚度较弱,框架结构整体协同工作性能较差,因此,结构设计中补充采用平面框架模型和空间杆系模型对该结构进行复核分析,以提高计算的可靠性,确保结构构件满足承载力要求。结构空间整体模型见图2。
空间分析计算结果汇总如表1所示。其中,计算结构整体和侧移时,桁架按等刚度折算为实腹钢梁输入模型;而控制构件应力比时,桁架按实际情况输入模型。
分析结果表明,在对结构体系进行大量简化之后,结构整体动力特性得到了有效的改善,结构整体扭转效应大幅降低,虽然结构整体抗侧力能力随之降低,但结构的延性得到了很好的加强。在做好结构节点计算及足够的构造措施后,该结构体系相比框架支撑体系的整体动力特性更加可靠。因此,最终结构体系仍选择基本的框架体系。
3.3 结构计算软件的合理利用
本工程由于跨度较大,因此主梁和部分次梁均采用了桁架式大梁。考虑到分析结果的直观性,仍然采用SATWE作为主要分析软件。在SATWE中为建立该桁架式框架梁,不得不新设一层用以建立其下弦杆,由此导致结构的层间位移角比值事实上是失真的。而且,SATWE程序在确定柱构件的计算长度时,只考虑梁柱节点连接方式对柱计算长度的影响而不考虑桁架的整体刚度贡献,且由于桁架上下弦杆均与钢柱铰接,这也导致程序在钢柱长度方面的计算也是失真的。
为消除这两部分失真对结构整体特性计算的影响,引入了截面代换,即将上下弦与柱铰接的桁架通过截面两个主轴的等截面和等惯性矩代换的方式换算成与柱刚接的实腹式H形截面框架梁,该实腹式截面不考虑所有构造方面的限制,目的是较好的模拟桁架梁的工作情况,如此可以基本消除SATWE程序本身结果输出的某些缺陷。
考虑到桁架腹杆变形会使等效实腹梁产生附加挠度,故拟通过将桁架梁的截面惯性矩乘以折减系数0.9,即适当降低梁的刚度来体现这种影响,从而得到代换实腹式截面的相关特性,并根据这些特性反算得出一实腹式的虚拟截面。
该代换模型的建立目的是为了反映结构的位移特性,扭转特性以及层间刚度特性,对比实际模型和代换截面模型的计算结果可以看出,这两个模型所得的结构的特性极为接近,尤其是结构的周期、扭转情况、Tt/T1、基底剪力、基底剪重比和结构侧移也几乎相同,只有结构的弹性层间位移比偏差较大,而通过上述的分析可以看出,由于软件本身的限制,导致按照实际情况建立的模型的位移比实际是失真的,没有参考价值。由于结构的其他特性基本相同,因此,可以判断代换模型所得的位移的计算结果能够比较真实的反映结构的实际位移以及实际刚度情况。
另外,SATWE模型本身,层的概念很强,其梁柱计算采用的有限元单元假定也不尽相同,由于三维模型的限制,结构桁架梁部分的内力分析在SATWE当中并不能完全反映实际情况,故此,需要补充进行结构的平面模型计算,用来作为三维模型计算的补充及桁架设计的复核。
4 结语
通过对该项目设计过程的梳理,以及本项目竣工后至今的良好的使用情况,可以得出以下几点供参考:
1)合理的结构体系选型非常重要,本项目在初期选型时按照常规思路考虑,选择了框架支撑体系,但本项目的特点是荷载分布极不均匀,各区域荷载大小相差10倍～20倍,传统结构选型思路对类似结构体系并不适用。
2)结构体系应尽量简化,结构传力途径应尽量的直接,本项目在取消周边支撑后结构体系刚度和质量分布相对更加均匀,确保了结构整体动力特性的合理及安全。
3)抗震设计应注意结构刚度的控制,调整好结构整体刚度和构件的相对刚度关系及刚度分配和质量布置的关系,使房屋具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。
4)结构设计应重视概念设计,单独依靠软件计算会导致结构在部分区域出现计算无法体现出的薄弱层。因此,对于空间协同作用较弱的结构体系,构造加强措施必不可少。
5)结构扭转是由于结构侧移的不均匀所产生,对于层概念较弱的结构体系,应重点注意调整结构各节点的刚度,过多设置交叉支撑体系反而容易造成结构扭转人为加大。
6)作为大跨度钢结构,应注意将墙架构件尽力简化,尽量减少附属构件对结构整体分析的影响。
7)结构分析软件作为分析辅助的主要手段,应明确其软件的弊病以及局限之处,辅以平面计算复核计算可以确保结构设计的安全。
摘要：通过对某大跨度重荷载多层钢结构房屋的结构分析介绍,简述了结构体系的选择以及两种体系的比较,并介绍了结构体系的简化,对类似项目有较好的借鉴作用。
关键词：大跨度桁架,重荷载,结构体系
参考文献
[1]GB 50153-2008,工程结构可靠性设计统一标准[S].
[2]GB 50223-2008,建筑抗震设防分类标准[S].
[3]GB 50009-2001,建筑结构荷载规范(2006年版)[S].
[4]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].
[5]GB 50017-2003,钢结构设计规范[S].
[6]GB 50018-2002,冷弯薄壁型钢结构技术规范[S].
[7]《钢结构设计手册》编写组.钢结构设计手册[M].第3版.北京:中国建筑工业出版社,2006.
大跨度桥梁施工关键技术 第10篇
1 大跨度桥梁中基础工程施工的关键技术
深水高桩承台、沉井及地下连续墙的工程, 均属于大跨度桥梁中基础工程的施工内容, 这些工程主要致力于为桥梁打设地基、加固支撑、避免工程底部出现渗漏水问题等, 是工程的生命根基所在。本文具体针对以上三个方面的内容, 谈论其关键施工技术。
1.1 深水高桩承台
此工程普遍居于流域深厚覆盖层的位置, 水流深急, 流向紊乱, 难以为钻孔施工提供稳定的平台, 且其平台搭设施工极其困难, 同时, 钻孔桩施工也面临着桩基密集、桩间距小、垂直度高, 以及钻孔中易遇到溶洞地层需要快速成孔, 并进行护臂保护等问题。此外, 其承台结构就较大的尺寸, 使用钢套箱或钢吊箱等结构进行施工, 均具有较高的施工难度。该部分施工应当使用以下几点技术作为辅助:1) 可采用钢吊箱及钢护筒两种施工工艺, 进行钻孔桩平台的搭设。钢吊箱平台一般应用于承台高程以下部位土层的结构比较松软、承台地面及河床基层比较高的工程施工, 它是以定位较为精准的钢吊箱, 辅助钢护筒加装施工所形成的钻孔平台。钢护筒平台则是单纯地使用钢护筒进行竖向承重的支撑, 使用打桩机具及打桩技术, 将钢护筒打入设计深度的地层, 然后再将支撑安装于钢护筒的顶部, 接着进行平台板的布设及钻孔施工机械的安装。2) 在进行钻孔桩施工时, 还应当从泥浆的配置、钻孔垂直度的控制、钢筋笼的预制下放施工、混凝土水下灌注施工几个方面加以严格地控制。而大型的钢吊箱施工, 在目前主要可以使用现场的整体同步控制工艺、整体吊装技术进行施工, 其中, 同步整体控制主要以计算机操作平台作为技术支撑, 通过以计算机控制大功率的千斤顶 (200 t以上) , 与千斤顶进行配合作业, 可有效地应用于已完成桩基础桥墩结构部位的钢吊箱整体施工。
1.2 沉井
沉井基础工程主要分为进行地基基础处理、加工与安装钢壳沉井、浇筑混凝土、下放混凝土沉井、清理基底、封闭基底几个部分, 多采用空气幕、降排水、射水等技术来辅助下沉施工, 并以空气幕、吸泥取土进行纠偏施工, 以推动工程的顺利建设。为做好这一部分的施工, 设计人员应当为其设计合理的着床时机、高度与状态, 同时采用岸边锚地的临时锚固结构作为钢沉井的接高, 并做好对于钢沉井的整体浮运动力设计, 并根据沉井状况, 进行调位与着床施工。
1.3 地下连续墙
地基基础施工中, 地下连续墙工艺具有较高的适应性、刚度、防渗功能及较小的噪声, 且不会对底层结构造成过多的破坏, 可以有效应用于桥梁施工中的基层处理, 它主要包括钻孔成槽、基底清理、钢筋笼预制下放、接头、浇筑混凝土几个方面的施工。此项工程需要有严密的基坑施工监控、底板施工控制、混凝土控制等几项工作作为辅助, 以便及时精准地掌握各部分施工的具体状况, 最终使工程施工得以顺利完成。
2 大跨度桥梁中索塔工程施工的关键技术
在大跨度的桥梁工程中, 索塔工程多为钢结构或钢筋混凝土结构, 包括钢筋、混凝土、模板、劲性骨架的塔柱施工, 以及钢筋、混凝土、模板、预应力张拉的横梁施工, 还有其他附属设施几个部分的施工。下面就具体分析塔柱及横梁的施工技术。
2.1 塔柱施工
施工人员在对塔柱进行施工时, 主要应当采取抗倾斜的措施, 对具体的工程进行辅助, 以避免塔柱出现倾斜。具体来讲, 大悬臂施工状态下, 塔柱必会受到自重及其他外部的影响, 出现倾斜问题, 进而在过大的倾斜拉应力影响下, 造成开裂问题, 所以, 施工人员必须采用约束结构或水平支撑等措施, 对其倾斜问题加以全面控制, 以尽可能地推动其倾斜柱在受力与变形方面的稳定性。目前, 施工人员可以使用的抗倾斜技术主要为主动支撑的逐段设置技术, 在施工完成之后, 将主动支撑拆除, 若塔身出现向外倾斜的问题, 还应当根据其具体的高度, 设置受压支架或受拉拉杆。同时, 施工人员还可以追踪棱镜的技术, 对索塔的中心位置进行修正, 并以测量机器人以及自动检测软件, 对索塔进行线形测量与监控。
2.2 横梁施工
索塔横梁部位的施工主要应用到塔吊以及电梯两项设备, 其施工可以为柱、梁的同步或异步进行, 以钢管落地的支架法组织开展施工工作, 且要以其横梁的具体尺寸为依据, 对混凝土的浇筑工作进行分层、分段的浇筑, 并一次性地完成预应力张拉的施工。若横梁高度在5 m以下, 可以将混凝土的浇筑也定位为一次性实施。同时, 施工人员还要在钢结构加工制作完成之后, 使用驳船对桥梁钢索塔进行分解运输, 待到达施工现场之后, 再以塔吊或其他设备进行分节吊装与接高施工, 以最终完成索塔施工。
3 大跨度桥梁的上部结构施工的关键技术
大跨度桥梁的上部结构工程主要分为斜拉桥、悬索桥、桁架拱等几种形式, 各种形式均有其自身的施工技术与注意事项, 需要在施工中加以妥善处理, 以下就具体对斜拉桥的施工技术加以分析。
3.1 基础施工
大跨度的斜拉桥具有较长的长度与宽度, 且主梁为钢箱梁, 具有较大的节段重量, 其悬索安装还需要具有足够的抗风稳定性。因此, 在进行安装时, 要努力做好对于梁体集中跨合龙施工的控制。具体来讲, 梁体的施工人员主要应当做好对于支点反力的控制, 降低各梁段之间的变形幅度, 并使用高速的起吊系统, 保证梁段的高速提升。而中跨合龙施工则应当采取顶推装置与临时固接体系进行辅助, 以保证结构受力和线性理论之间的一致性。同时, 施工人员需要严格做好对于0号块箱梁的施工控制, 并采用合适的机械对钢箱梁进行悬吊拼接, 然后做好支架安装及混凝土浇筑施工控制, 进而奠定斜拉索施工的基础。
3.2 斜拉施工
对于超长的斜拉索施工来讲, 由于该结构具有较长的斜拉索 (达500 m) 、极大的牵引力、较重的斜拉索 (单根可达50 t) , 所以, 应采用合适的张拉工艺进行施工。比如, 为塔柱附近的短索选择塔吊进行提升, 并以梁内手扳葫芦进行牵拉, 以做好张拉施工工作。而长斜拉索则要以桥面吊索桁车, 对索盘进行起吊与展索, 并以连续千斤顶、桥面卷扬机作为牵引设备实施牵引施工。
在进行长索牵引锚固时, 还应当根据以下公式, 做好对于牵引力的计算, 以保证锚头和锚垫板二者之间距离的合理性。同时, 施工人员还要根据计算出的数据, 对牵引工作的方式与设备进行协调搭配, 并选择合理的张拉杆、撑脚以及连接套。而且, 设计人员还要对梁端空间、塔端空间进行合理设计, 为长索张拉施工创造充足的空间。
4 结语
随着珠江口的跨线工程、渤海湾的跨海工程及各大陆、岛屿间大型联络工程项目的建立, 大跨度桥梁逐步成为不可替代的桥梁建设趋势, 为未来出现更多的大型桥梁奠定了坚实基础。但是, 大跨度的桥梁施工面临新型技术难题是不可避免的, 施工队伍必须努力研究、总结各类关键施工技术, 以推动技术的突破、创新及改善, 使我国大跨度的桥梁建设水平更进一步。
参考文献
[1]田仲初.大跨度钢箱拱桥的施工控制关键技术与动力特性研究[D].长沙:中南大学, 2007.
[2]江湧, 汪双炎.大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁施工关键技术研究[J].桥梁建设, 2007 (S2) :11-12.
[3]祝君.论述大跨度桥梁施工技术[J].黑龙江科技信息, 2012 (29) :36-37.
[4]余银山.大跨度桥梁施工技术与施工风险发生机理研究[J].科技视界, 2012 (6) :50-51.
[5]范青武, 刘一勃.浅谈大跨度桥梁施工控制要点及措施[J].科技与企业, 2012 (9) :6-7.
[6]何立维, 何振生.关于大跨度桥梁的施工[J].金田 (励志) , 2012 (9) :15-16.
大跨度工业厂房 第11篇
关键词：大跨度；大空间；处置对策；排烟；疏散
一、大跨度大空间仓库的定义及火灾特点。
根据《网架结构设计与施工规程》中的规定，跨度在60m以上的结构称为大跨度建筑。大跨度大空间仓库通常是指单层建筑面积4000平方米以上，以型钢为主要承重骨架的无窗或少窗建筑。
（一）建筑结构简单，易倒塌。（1）砖木结构仓库是以砖墙作为承重柱，以木结构作为承重梁。在老式的仓库多为该建筑结构。砖木结构仓库不同部位发生火灾，造成的结果不同。屋顶承重架、梁被烧毁时，屋顶会发生局部倒塌；主要承重柱或梁烧毁时，屋顶会整体倒塌。（2）钢筋混凝土结构仓库是以混凝土柱作为承重柱，以钢架结构作为承重梁。现在的仓库中应用比较广泛。发生火灾，经过大火长时间的熏烤，易发生局部倒塌。（3）钢结构仓库是整个仓库以钢架为主体，以彩钢板为顶棚，整体结构简易。有的仓库中应用也较为广泛。一旦发生火灾，在高温的作用和火焰的熏烤下，钢结构易变形，温度达到350℃、500℃、
600℃，强度分别下降1/3、1/2、2/3，易造成整体垮塌。
（二）初期火灾发现困难。大跨度大空间仓库内一般没有常驻工作人员，不能发现初期的火灾，更不能在还未形成火灾使对着火源进行处置，即使大跨度大空间仓库周边有常住工作人员，由于仓库的物品密度高，工作人员无法对整个仓库进行监视，另外，由于层高较高，物品堆放密度大，火灾探测器在火灾初期感知也比较困难，当有明显的火灾迹象时，大多已处于发展阶段。
（三）可燃物大量堆积，火灾负荷大。由于大跨度大空间仓库其规模大，建筑结构连体成片，一般作为大量物品储藏和生产之用，所以堆放的货物多，生产设备装置多，同时由于通道狭窄，货物所占的空间比例极大，一旦发生燃烧，会引起大量货物同时立体燃烧，另外，即使货物本身是不燃材料制成的，包装这些货物的包装材料一般都是可燃材料，还有大跨度大空间仓库的托架为木质及塑料的情况也非常多见，这些都是大跨度大空间仓库的可燃性物质。
（四）火灾蔓延迅速，人员密集，疏散困难。由于大跨度大空间仓库的原料堆积、半成品、成品多，生产机器密集，人员高度集中，使用频率高，一旦形成火灾，其火灾蔓延速度可想而知，同时又由于过道狭窄，活动空间少，疏散途径小，有的单位生产车间与办公室在一幢建筑物内，并且没有防火分割，发生火灾时烟雾大，造成整个仓库和办公室内大量充烟，办公室人员难以疏散与搜救，车间内的工人又因长期从固定的路线上下班，发生火灾时极易因紧张而形成群体趋向的盲从行为，不利于逃生疏散，所以，极易造成人员伤亡和群死群伤事故。
（五）火场排烟困难，能见度底，侦察救人难度大。大跨度大空间仓库火灾，由于建筑开口部位少，高度密闭，没有固定排烟设施，多数建筑无外窗或设少量采光高窗，可利用的自然排烟散热有限，所以造成自然排烟和人工排烟都相对困难，同时，由于大跨度大空间仓库的高度较高（一般大于7米），从屋顶破拆排烟的难度大。同时大跨度大空间仓库多为密闭型建筑一旦发生火灾，电源切断，内部将是一片昏暗，能见度极底，根据消防业务资料汇编介绍，国际上的危险视距为3M，但发生在大跨度大空间钢混结构密闭型建筑物火灾，特别是夜间差不多人与人相隔1M左右已是对面不见人，哪怕是拿着手电筒。但在高温强热气流和浓烟情况下，能见度仍不足3M。同时在发生火灾时，随着CO等有毒气体含量的升高，氧含量的下降，这就给内部进行侦察救人灭火的人员：一是增加了心理压力、二是增加了救援难度、三是容易造成人员伤亡。
（六）内部纵深长且宽，内攻困难大。大跨度大空间钢混结构密闭型建筑的火灾，一般多在4000㎡以上，有的甚至高达几万个平方米，内部进攻不是一带一枪或者两带一枪所能完成的，有时则会高达七带一枪或者八带一枪才能顺利打到火点，同时又由于能见度低一些隐蔽的火点和一些遇险人员也较难发现，由于火点隐蔽火势蔓延的主要方向一时也难以判断，也极易造成无效射流，另外，钢材具有良好的导热性能极易形成新的火点，同时由于受长时间的烘烤，内部温度高，射出去的水流会气化不仅能见度下降而且又会形成一股股热浪反扑，易将进攻人员熏倒或烫伤，这给内攻扑救造成了很大影响。
二、战术措施
在火灾初期，应以快制快，强攻近战，杀鸡用牛刀，在最短时间解决战斗；在火势猛烈时，应采取“控制火势，阻止蔓延”战术；在火势减弱时，采取“四面围歼，打击火势”战术；在收拾残火时，采取“深入内部，逐个消灭”的战术。
（一）火情侦察。（1）外部观察：主要根据烟气特征和墙体层面的颜色变化，初步确定起火燃烧部位。（2）询问知情人：一定要找到仓库的技术人员询问，主要了解燃烧物的数量、堆放形式、燃烧物质的性质以及内部有无爆炸物品、毒害气体、带电设备等。目的，主要是确定灭火剂的种类、水枪进攻途径和确定战斗的可能性。（3）内部侦察：组成多个侦察小组（一般为2-3个）主要采取摸、敲、嗅、喊等形式按照前虚后实、左近右出方法，深入内部利用各种仪器装备侦察火点及火势蔓延方向。
（二）战斗力量的部署。（1）主管中队分两种情况：第一种已看见明火、浓烟；第二种只见烟不见火。第一种情况：确定火场的蔓延方向和主要方面，以堵截火势向下风或侧下风方向蔓延，以大口径射流或者多股射流有效打击受火势威胁的部位，冷却钢梁、柱，以及直接打击火势，如果火势没穿顶要破拆着火墙或者屋顶，破拆时要设防。主管中队1号、2号、3号三辆消防车，在确定火场的主要方面情况下，可采取多点进攻、多点破拆、多点设防的方法，形成棱锥形结构，如果火势猛然，可选择一个点，三辆车同时打击一处着火点，确保下风或侧下风方向建筑物不受蔓延。第二种情况：在水枪射流的掩护下，组成侦察小组，深入内部侦察火源，寻找被困人员，不间断的询问知情人，以及仓库的技术人员了解掌握该单位的内部构造和燃烧物的情况，根据知情人的反映和侦察人员的侦察情况适时向上级申请照明、抢险、泡沫等应援力量，同时组成若干战斗小组，在火场的主要方面深入内攻，2号车、3号车可根据烟雾流动的方向，正确判断火势蔓延方向，迅速停靠好水源，正确设置好分水阵地，在中队指挥员的统一指挥下，做好进攻、破拆、设防等各项任务。
（三）破拆排烟。火灾扑救中不能盲目破拆建筑门窗，要合理应用流体力学的原理实施科学破拆。（1）利用采光带采光窗无动力通风口，自然排烟。（2）根据火场需要，在着火口或下风方向破拆排烟放热。（3）烟雾浓热量大在做好设防的情况下安排大面积排烟放热。
三、几点经验体会
大跨度桥梁的施工工法 第12篇
1.1 大跨度桥梁施工控制的发展史
十九世纪中期以后, 原有的传统的大多数桥梁所采用的支架施工方法已经很难适应桥梁跨度不断增大对桥梁技术水平的需求, 其中以跨江跨海大桥尤为明显, 支架根本无法设立是摆在支架施工面前的难题。为了解决这一问题, 桥梁设计师们研究出了悬臂桁梁的施工方法, 成为十九世纪中期到二十世纪中期所采用的最为广泛的大跨度桥梁设计方法。随着预应力混凝土和挂篮悬臂浇灌混凝土等浇灌技术的成熟与运用和桥梁施工控制方法的科学有效控制之下, 使得大跨度桥梁有了进一步的发展。
1.2 大跨度桥梁的施工控制的发展趋势
目前西方发达国家桥梁施工控制已经被列入桥梁施工管理工作之中。控制的方式、方法都取得了巨大进步, 计算机控制系统已经在人工测量、分析和报告发展中得到了广泛应用。桥梁施工控制方法还在控制工作的实施与发展中不断完善进步, 在不久的将来大跨度桥梁的施工控制方法的发展趋势必将走向智能化。
2 大跨度桥梁施工控制的必要性
2.1 大跨度桥梁施工控制是对设计的补充
包括大跨度桥梁在内的任何桥梁的建设施工工作, 都是一个系统、复杂的工程。再设计目标的实现过程中可能受到种种预想不到的因素的干扰, 使得设计方案与实际施工之间存在偏差, 遇到这种情况如果处理不当, 势必阻碍设计目标的实现。当出现上述这种矛盾的时候就需要采取施工控制方法来补充设计和辅助指导施工工作, 及时准确修正设计中的理论数据, 对相关问题提出合理化解决建议。
2.2 大跨度桥梁施工控制是施工的需要
桥梁的施工工作, 由于受到如:大气、水文、设计计算、施工精度等诸多因素的影响, 使得桥梁施工控制工作在整个施工工作中越发重要。如何摆脱这些因素对工程质量的影响就要在施工的过程中时时开展施工控制工作, 对施工状态检测, 对存在的问题调查调整, 对可能存在的问题及时解决, 把问题消灭在萌芽状态, 确保桥梁验收时达到桥梁设计的要求标准。
3 大跨度桥梁施工控制需要注意的问题
3.1 误差的分析与控制
施工过程中误差的产生原因是包括计算失误、施工操作、量测等很多原因在内引起的。其中在计算和仿真分析的过程中有一些误差是不可避免的, 这就给施工监控工作带来了困难, 在无论是涉及计算还是施工控制实时仿真分析, 施工控制的仿真计算目的就是尽可能采用实际计算参数或修正的计算参数进行计算, 减少计算误差。但是计算模型本身与实际模型不可能完全一致, 并且目前采用的平面杆系程序进行施工计算存在着不能全面反映空间应力分布、对温度效应只能模拟分析等缺点。由此可见我国对桥梁监控过程中的误差分析和控制还有待进一步加强和完善。
3.2 控制目标的多元性
导致施工误差的因素是多元的既有自然原因, 又有人为原因。多种原因共同作用使得施工控制的控制目标也呈现多元化特点。包括焊接类目标、内力类目标在内的多种目标。这些目标相互作用相互影响, 在施工控制过程中如何进行有效控制, 保证这些目标的实现, 显得尤为重要, 已经成为衡量桥梁施工控制是否有效的重要衡量标准。
3.3 施工控制调整手段的局限性
对于连续梁桥等桥型已完成梁段具有不可控性, 而只能针对已有误差在下梁段的立模标高予以适当的有限的调整。对于钢管拱桥这种大跨度桥型, 由于现场拼装焊接所产生误差不如混凝土拱桥可通过梁段浇筑那样实现较大调整, 仅能通过对下一节段的预抬高进行很有限调整。这两种调整都仅仅是事后的一种“补救措施”。所以, 为了保证控制目标的实现, 只能对已完成工况的挠度变形和应力变化进行准确地分析, 做出尽可能准确的预测, 以此达到控制成桥线形和内力的目的。
3.4 监测设备元件的局限性
参数识别理论在土木工程的发展中较机械领域内的发展要慢得多, 还处在研究初期。由于土木工程受外界环境因素如:测量仪器设备的精度不足, 测量通讯信号受噪声干扰, 外界环境适应性差, 特别是在高温和低温环境的适应性差以及测试数据受温差等因素影响很大, 外界一些微小的变化都会导致监测量的变化, 这对施工监测与安全评估带来困难。从目前来看, 国内外监测设备元件在各方面都存在很大的差距。要想解决这一问题还必须加强土木工程建设及相关学科的共同研究与合作, 加强技术开发, 解决元件所面临的技术困境, 使我国大跨度桥梁结构施工控制水平迈上一个新台阶。
4 大跨度桥梁施工控制的方法
桥梁施工控制的方法包括:开环控制方法、反馈控制方法、自适应控制方法和综合控制法。
开环控制方法是一种单向的施工控制方法, 一般用于比较简单的中小桥梁的施工控制过程中, 但作为桥梁控制的最奠定的控制方法之一, 对我国大跨度施工控制工作具有重要的意义。这种控制方法根据结构的反应来改变施工中的预拱度和内力。在各构件的制造和安装精度较高, 或者结构安装误差的影响不大时的情况下一般采用开环控制法。
反馈控制方法主要运用于较复杂桥型。由前文所述, 实际施工状态和计算状态之间存在差异, 随着桥梁跨度的增大、结构复杂程度的增加, 在每个施工阶段的积累误差将不可忽略, 否则到施工结束时结构的线形和内力将较显著地偏离理想的成桥状态, 在出现误差之后就必须及时地纠正, 而纠正的措施和控制量的大小是必须由误差经反馈计算所决定的, 这就形成了一个闭环反馈控制过程。
自适应控制方法, 是在没有规律可循的情况, 由于计算模型中参数差距的存在, 以后的施工中会出现新的误差, 因此需要新一轮的状态调整, 即在没有规律可循的情况下, 对某一工况进行分析研究开展施工控制工作, 这样将大大增加施工的工序。这时就需要根据实际情况, 采取自适应控制方法。
除上述的三种控制方法之外, 对大跨度桥梁施工控制的的方法还包括一些其他的控制方法, 如最优控制、模糊控制、专家系统控制等。施工的控制方法随桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同而发证变化。一般而言, 大跨度桥梁中多采用多种方法并行的综合控制方法进行施工控制。具体地说, 就是通过参数识别修正计算模型, 预测控制每一施工阶段的状态, 并根据设计施工规范结合实际情况确定最大容许误差。
参数识别修正是指在控制开始阶段, 在进行施工控制计算时, 若控制体系的某些设计参数与实际情况有出入, 需要借助现场测试体系, 进行参数估计、识别和修正, 使控制计算结果与设计基本相符, 与实际情况吻合。
预测控制法是桥梁施工控制的主要方法, 其在考虑影响桥梁结构状态的各种因素和控制目标设定的基础上, 对每一施工阶段的结构状态 (内力和变形) 进行预测, 使施工沿着预定状态进行。预定状态与实际状态之间存在误差, 其对控制目标的不利影响则在后续若干施工阶段的预测中予以考虑。在分析误差、建立安全预警机制时, 当根据设计要求、工艺水平和相关的施工和制造规范, 按照最大宽容度法, 确定一套合理可行的容许误差度指标体系。
参考文献
[1]徐君兰.大跨径桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社, 2002.[1]徐君兰.大跨径桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社, 2002.