1、轻钢结构厂房的应用提要 介绍了轻钢结构厂房的应用及有关设计、施工、管理中要注意的问题,进行了经济技术论证,提出了若干见解。 关键词 轻钢结构 厂房 应用 70 年代前,我 国的钢产量较低,限制了基本建设用钢量。当前,我国的钢产量已名列世界前茅。在 1997 年 4 月召开的中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会 97年会上,提出了“积极、合理、较快速地发展建筑钢结构”的任务,这对充分发挥钢结构的优越性和综合经济效益,促进我国经济发展是很重要的。 一、 工程概况 根据工艺要求,厂房采用单层双跨轻钢结构刚架梁。6.0m开间,18.0m 一跨,厂房内设置两台 5T 电动单梁桥式起重机,吊重高 4.5m
2、,牛腿离地高度 7.3m。结构平面图见图 1。 本工程地质条件较好,0.8m 杂填土,0.15-0.40m 耕(表)土,0.40-4.10m 粘土、粉质粘土。粉质粘土层承载力标准值 210kpa,可作天然地基持力层。 二、 结构选型布置及材料选用方案探讨 开关有限公司现有的机加工车间和油漆车间均为钢筋砼结构。在结构选型设计时,对轻钢结构厂房和钢筋砼厂房的经济技术比较提供真实的依据。钢筋砼结构方案采用两跨 18m 的单层排架结构,造价 1064 元/m2 ,施工工期至少一年。如果采用钢筋砼结构厂房,建设投资需 304 万元,建设总工期 16 个月(包括设计),在 2001 年 5 月份才能竣工投
3、产。这与业主要求的总投资不要超过200 万元,工期在 “两改”工程中开关柜大规模生产 2000 年 6 个月份拉开序幕之前竣工投产有距离。 2.基于钢筋砼结构厂房有诸多不足,经过方案比较采用轻钢结构方案。首先,从工期上讲是可行的。设计 2000 年 1 月底完成,3 月 20 日基础施工完成, 25 日钢结构安装单位进场,4 月 20日轻钢结构安装完成,5 月 25 日工程完工。其次,通过造价测算,综合造价 715 元/m2 (含地基处理、地坪、独立基础、内墙、轻钢结构、照明、动力)。轻钢结构仓库技术经济参数见表 1。 3.根据以上工艺要求及经济技术方案比较,选定轻钢结构厂房是较为理想的方案。
4、该厂房单层两跨,建筑面积 2826m2,跨度为 18m(“ 五州第一跨 ”的嘉兴电厂干煤棚结构跨度为 103.5m)。双跨刚架梁柱,共计 14 榀,柱距 6.0m。檐口离地高度 10.3m,屋脊高地高度 11.05m,屋面坡度 1:12。屋面采用天蓝外钢板的聚氨脂夹芯屋面板,选用卡普隆采光带间隔布置,每跨屋脊设置天窗通风。厂房平面布置 6 扇 4.2*4.8m(宽 *高)的铝合金卷闸门,2 扇 0.9*2.1m(宽*高)小门。仓库四周标高 1.2m 以下砌 240 砖墙,内粉水泥砂浆,外粉 1:1:6 。 结构特点和构件截面 内力计算将空间力系按平面简化计算,取某一榀刚架为一个计算单位,钢柱与
5、独立基础用地脚螺栓连接埋入地底 0.30m,不能视为铰接。弯矩图如图 2 所示。 1.刚架形式选择 根据弯距图,弯矩最大点发生在刚架梁柱接头处及梁跨中。结构部件采用优化设计,截面与弯距大小趋于一致,整个主刚架如图 3 所示。结构使得材料选用较为合理。 设计时考虑到施工时整榀刚架制造、运输、安装的难度,故把整榀刚架(分解成 3 根柱,8 根梁等 11 段)进行单元分解。施工安装时用高强螺栓连接。 2、檩条、墙梁的选择 本工程排架柱距为 6.0m,檩条梁采用 Q235 钢制作的卷边槽钢,檩距 1.8m 左右。 3、围梁选用 围梁的作用:传递相邻刚架及吊车行动分配来的荷载,使之成为整体结构。根据计算
6、,采用 89*4 钢管梁,其强度、稳定性均能满足要求。 三、 施工验收及其它问题的探索 1、厂房面积较大,独立基础达 50 个,主要受力地脚螺栓达 252 个,为使众多的螺栓平面误差控制在 3mm,垂直误差控制在5mm ,在施工中应注意以下几点:(1)采用测量仪器测量放样,每两榀及数榀刚架之间反复交叉测量校验控制,从而确保独立基础中心位置之间是直角。(2)制作 2 块 8mm 厚定位钢板,地脚螺栓加焊两道固定筋,这样保证了每只独立基础内的每支地脚螺栓位置的相对精确。 2、安装队伍的选择 通过邀请有资格的施工队伍进行招投标,这样不仅找到了一家有经验的施工队伍,而且在总费用下浮了 10%。3、制造、安装验收标准及质检范围 厂房土建、钢结构施工、制造安装规范仍参照我国颁布的规定执行。刚架结构的首次表面防腐处理采用密闭喷丸,焊缝采用 x 射线探伤、全相分析。 4、设计回访情况 (1 )因为装配车间设置气楼,空气流通较好,调节了厂房室温,改善了工人的工作环境。(2)地坪采用水磨石面层,防止了地面灰尘的生成及扬起,保证了产品质量。(3)经济条件许可,墙板也能采用复合夹芯板,避免雷雨季节由于雨点打在墙板上产生巨大的噪音。 5、轻钢结构厂房在金华电力开关有限公司装配车间成功应用后,送变电工程公司的铁件加工厂厂房及钢材库、局物资公司的仓库、三为公司电器厂厂房、汽运公司停车库都选用了轻钢结构厂房。