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关键词:结构设计砖柱厂房
1.地震震害及其特点:
地震震害表明:6、7度区单层砖柱厂房破坏较轻,少数砖柱出现弯曲水平裂缝:8度区出现倒塌或局部倒塌,主体结构产生破坏;9度区厂房出现较为严重的破坏,倒塌率较大。
从震害特点看,砖柱是厂房的薄弱环节,外纵墙的砖柱在窗台高度或厂房底部产主水平裂缝,内纵墙的砖柱在底部产生水平裂缝,砖柱的破坏是厂肩倒塌的主要原因。山墙在地震时产生以水平裂缝为代表的平面外弯曲破坏,山墙外倾、檩条拔出,严重时山墙倒塌,端开间屋盖塌落。屋盖形式对厂房抗震性能有一定的影响,重屋盖厂房的震害普遍重子轻屋盖厂房,楞摊瓦和稀铺望板的瓦木屋盖,其纵向水平刚度和空间作用较差,地震时屋盖易产生倾斜。
2.适用范围及结构布置
2.1单跨和等高多跨的单层砖柱厂房,当无吊车且跨度和柱顶标高均不大时,地震破坏较轻。不等高厂房由于高振型的影响,变截面柱的上柱震害严重又不易修复,容易造成屋架塌落。因此规定砖柱厂房的适用范围为单跨或等高多跨且无桥式吊车的中小型厂房,6-8度时厂房的跨度不大子15m且柱顶标高下大于6.6m,9度时跨度不大于12m且柱顶标高不大于4.5m。
2.2厂房的平立面应简单规则。平面宜为矩形,当平面为L、T形时,厂房阴角部位易产生震害,特别是平面刚度不对称,将产生应力集中。对于立面复杂的厂房,当屋面高低错落时,由于振动的不协调而发主碰撞,震害更为严重。
2.3当厂房体型复杂或有贴建的房屋(或构筑物)时,应设置防震缝将厂房与附属建筑分割成各自独立、体型简单的抗震单元,以避免地震时产主破坏。针对中小型厂房的特点,钢筋混凝上无檀屋盖的砖柱厂房应设置防震缝,而轻型屋盖的砖柱厂房可不设防震缝。防震缝处宜设置双柱或双墙,以保证结构的整体稳定性和刚度,防震缝的宽度应根据地震时最大弹塑性变形计算确定。一般可采用50~70mm。
3.结构体系
3.1地震时厂房破坏程度与屋盖类型有关,一般来说重型屋盖厂房震害重,轻型屋盖厂房震害轻,在高烈度区影响更为明显。因此要求6-8度时宜采用轻型屋盖,9度时应采用轻型屋盖。人之地震震害调查表明:6、7度时的单跨和等高多跨砖柱厂房基本完好或轻微破坏,8、9度时排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震设计规范》(G8Jll一89)规定:6、7度时可采用十字形截面的无筋砖柱,8度1、2类场地应采用组合砖柱,8度3、4类场地及9度时边柱宣采用组合砖柱,中柱直采用钢筋混凝土柱。经过地震震害分析发现:非抗震设计的单层砖柱厂房经过8度地震也有相当数量的厂房基本完好,所倒塌的厂肩大部份在设计和施工上也存在先天不足,因此正常设计正常施工和正常使用的无筋砖柱单层厂后,在8度区仍然具有一定的抗震能力。可见对8度区的单层砖柱厂房都配筋的要求是偏严的,在抗震规范的修订稿中将8度1、2类场地“应”采用组合砖往改为“宜”采用组合砖柱,允许设计人员根据不同情况对是否配筋有所选择。一般来说,当单层砖柱厂房符合砌体结构刚性方案条件,经抗震验算承载力满足要求时,可以采用无筋砖柱。
3.2对于单层砖柱厂房的纵向仍然要求具有足够的强度和刚度,单靠砖柱做为抗侧力构件是不够的,如果象钢筋混凝土柱厂房那样设置柱间支撑,会吸引相当大的地震剪力。使砖拄剪坏。为了增强厂房的纵向抗震承载力,在柱间砌筑与柱整体连接的纵向砖墙,以代替柱间支撑的作用,这是经济有效的方法。
3.3当厂房两端为非承重山墙时,山墙顶部与檩条或屋面板恨难连接,只能依靠屋架上弦与防风柱上端连接做为山墙顶部的支点,这不仅降低了房屋整体空间作用,对防止山墙的出平面破坏也不利,因此厂房两端均应设置承重山墙。
3.4厂房的纵横向内隔墙宣做成抗震墙,其目的充分利用培体的功能,避免主体结构的破坏。当内隔墙不能做成抗震墙时,最好采用轻质隔墙,以避免墙体对柱及柱与屋架连接节点产生不利影响,如果采用非轻质隔墙,则应考虑隔墙对柱及其与屋架节点产生的附加剪力。
3.5无窗架不应通至厂房单元的端开间,以免过份削弱屋盖的刚度。天窗架采用砖壁承重时,将产生严重的震害甚至倒塌,地震区应避免使用。
4抗震承载力计算
4.1横向抗震计算
单层砖往厂房横向抗震计算的计算简图,可按下列规定选取:(1)当厂房柱为无筋砖柱或边柱为组合砖柱、中柱为钢筋混凝土柱时,可采用下端为固接、上端为铰接的徘架结构模型;(2)当厂肩边柱为无筋砖柱、中柱为钢筋混凝士柱,在确定厂房自振周期时,砖柱下端按固接考虑,在计算水平地震作用时,砖柱下端按铰接考虑。这主要是考宅到在地震作用下,随着变形的不断增加,无筋砖柱下端开裂并退出工作,囚而全部横向地震作用由中部的钢筋混凝土柱承担。轻型屋盖单层砖柱厂房的横向抗震计算,可以忽略空间工作影响·采用平面排架进、厅计算。对于钢筋混凝上屋盖和密铺望板的瓦木屋盖厂肩,其空间作用不能忽略,应按空间分析的方法进行计算:但为了简化,对于一定条件下的厂房可以按平面排架进行计算,考虑到其空间工作影响,对计算的地震作用效应要进行调整。
4.2纵向抗震计算
对于钢筋混凝土屋盖的等高多跨砖柱厂房,当考虑屋盖为刚性时,纵向地震作用在各柱列之间的分配与柱列的侧移刚度成正比:当考虑屋盖的弹性进行空间分析时,侧移刚度较大柱列分配的地震作用比按刚性屋盖分配的地震作用小,而侧移刚度较小柱列分配的地震作用比按刚性屋盖分配的地震作用大。设计中为了利用刚性屋盖假定时纵向地震作用分配形式简单的优点,可以针对不同屋盖形式对柱列的侧移刚度乘以修正系数,做为纵向地震分配时的柱列刚度,并对所计算的厂房自振周期进行修正,以考虑屋盖的弹性影响。
对于纵墙对称布置的单跨厂房,在厂房纵向沿跨中切开,取一个柱列单独进行纵向计算与对厂房进行整体分析结果是相同的。对于轻型屋盖的多跨厂房虽然屋盖仍具有一定的水平刚度,考虑到屋盖与砖墙的弹性极限变形值相差较大,为了计算简便,仍可假定各纵向往列在地震时独立振动,按柱列法进行计算。
5抗震构造措施
5.1单层砖柱厂房采用钢筋混凝上屋盖时的抗震构造措施可参照钢筋混凝土柱厂房的有关规定。采用瓦木屋盖时,设有满铺望板的抗震能力比无望板强得多,望板能起到阻止屋架倾斜的作用。地震震害表明,未设上弦及下弦水平支撑的楞摊瓦屋盖,屋架产主倾斜甚至倒塌的震害较多,因此要有足够的屋盖支撑系统,保证屋盖沿纵向有足够的刚度和稳定,以满足抗震的要求。
5.2圈梁对增强厂房的整体性起到了重要作用,但预制圈梁抗震性能差,地震时在连接外容易拉断,因此要求圈梁应现浇且在厂房柱顶标高处沿房屋外墙及承重内墙闭合。对于8、分度区还应沿墙高每隔3-4m增设一道圈梁,可提高砖墙的抗震性能,并能够限制地震时墙体裂缝的开展,减轻墙体破坏。当地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,地震易出现裂缝,如果裂缝穿过厂房将使房屋撕裂,基础顶面应设置基础圈梁,以减轻地震灾害。当圈梁兼做门窗过梁或抵抗不均匀沉降影响时,圈梁的截面和配筋除满足抗震构造要求外,还应根据实际受力计算确定。
采用钢筋混凝土无檩屋盖的砖柱厂房,地震时在屋盖处圈梁下一至四皮砖的砖墙上易出现水平裂缝,因此8、9度时,在墙顶沿墙长每隔1m左右埋设1根8竖向钢筋,并插入顶部圈梁内,以避免上述震害的产生。
5.3地震中屋架与砖柱连接不牢,柱头产主破坏甚至屋盖坍落的震例是较多的。为了加强屋架与砖柱的连接,柱顶垫块应与墙顶圈梁整体浇注,屋架与垫块的预埋件采用螺栓连接或焊接。当垫块厚度或配筋过小时。预埋件的锚固不能满足要求,垫块厚度丁应小于240mm,井配置两层直径不小于8间距不大于100mm的钢筋网。烈度较高时,屋盖承受的地震作用较大,与垫块整体浇注的圈粱受到较大的扭矩,垫块两侧各500mm范围内圈梁的箍筋应加密,其间距不应大子100mm。
5.4山墙是砖柱厂房抗震的薄弱部位,地震时产生外倾、局部倒塌甚至全部倒塌,震害的主要原因是山墙顶部与屋盖系统拉结不牢。为了使屋盖与山墙可靠连接,应在山培顶部设置钢筋混凝上卧梁,通过卧梁内的预埋件与屋盖构件锚拉。
人员长期在粉尘污染的环境场所内作业,容易导致呼吸道、皮肤炎症,严重的会引发尘肺病,且难以治愈。虽然大部分工厂中产生扬尘的工序只是一部分,但若任由粉尘在空气中自由扩散,粉尘的危害将蔓延全厂,甚至达到厂外很远的地方。因此,在扬尘工序安装有效的除尘系统,对维护职工权益、提高生产效率、改善生态环境、提高企业形象等,都具有重要的经济效益、社会效益和环保效益。
2粉尘的主要特性及除尘器选用
2.1粉尘主要特性
粉尘特性参数是除尘系统设计和选用的主要依据,参数主要包括密度、粒径分布、比电阻、爆炸性等。
(1)粉尘密度有真密度和容积密度
对重力沉降、旋风分离、袋式除尘等都有一定影响。
(2)粒径分布一般采用质量粒径分布
是影响除尘的主要因素之一。粉尘粒径分布在一定程度上决定了除尘器的选用与系统设计。
(3)粉尘湿润性
是指粉尘被水湿润的难易程度,是选择除尘方式的依据之一。对亲水性粉尘选用湿式除尘方法效果较好,对憎水性粉尘,则不宜选择湿式除尘。
(4)比电阻
比电阻对电除尘效果有重要影响,通常的电除尘适用范围在104~1011Ω.cm。电阻过低容易产生二次扬尘,过高容易形成局部电场,导致除尘效率急速下降。
(5)对于有爆炸性的粉尘
设计除尘系统时应高度重视防爆工作。在除尘器选用、管道系统设计、安装场所选择、电器设备选用等各环节都应注意防爆方面的要求。
2.2常用除尘器的选用
选用除尘器要综合考虑效率、负荷、能耗及经济性等多方面因素。不同的除尘器因工作原理、产品结构的差异,设计时需掌握各自的特点,以达到理想的除尘效果。
(1)重力沉降室具有结构简单、造价低的优点
不足之处是体积大、效率低,主要用于颗粒较大,尤其是一些磨损性强的粉尘。提高重力沉降室效率的途径有:降低气流通过速度;降低沉降室高度;加大长度等。
(2)旋风除尘器在很大程度上克服了重力沉降室的不足
具有结构简单、造价低、体积小、效率较高等优点,在初级除尘方面应用非常广泛;在设计使用时应注意:优化设计结构,适当缩小出口管和加长锥体;保持较高入口流速,一般为12~25m/s;尤其要严格控制底部排灰处结构的严密性,采用固定灰斗漏、双翻板、回转式锁气器等方式,防止漏风二次扬尘。
(3)袋式除尘器具有效率高、粉料回收方便、适应性强等优点
在工业生产中应用广泛,但在温度高、粘性粉尘等工况下不宜采用。设计过程应明确:处理风量、运行温度、清灰方式和滤料种类、过滤速度和过滤面积、清灰制度等。清灰方式是不同袋式除尘器的主要特征,脉冲喷吹式除尘器清灰能力强、允许高风速、压损较小,应用广泛,选用时还应计算其清灰气源消耗量。
(4)喷雾旋风洗涤器、填料塔等湿式除尘器的最大优势
是在于除尘的同时除去有害气体,降低气体温度,因此特别适用于高温、易燃、易爆和有害气体场所。缺点是粉尘会形成淤泥,回收处理较困难。
(5)电除尘器效率高、处理量大、压损小、能耗低
但投资高、设备复杂、占地面积大,使用和维护技术要求较高,限制了它的使用范围。电除尘器受粉尘特性影响大,不适用于微细粉尘,与袋式除尘器有很强的优势互补,采用电袋复合除尘技术,先经过电除尘,再经袋式除尘,可实现低阻、高效、长周期运行,并可达标排放,因此,目前电袋复合除尘器使用越来越广泛。
3除尘系统设计步骤
3.1产尘厂房的布置
厂房布置时应考虑减少粉尘扩散和影响程度,宜将其布置在厂区最小频率风向的上风侧;工艺设备布置时,应尽量将产尘设备集中布置,缩小粉尘扩散区域,便于集中考虑控尘除尘措施。
3.2优化生产工艺,减少产尘量
应避免采用现场破碎原料,尽量选用湿法作业;采用不易扬尘的设备,如密闭输送设备、气力输送系统、密闭粉仓、罐车等;缩短输送距离,减少粉体输送泄漏点。
3.3粉料抑尘处理
尤其是需要进一步破碎、装载、运输的粉料,要对粉料进行抑尘处理。常用的方法有:物料喷水湿润促进粉尘粘结;采用机械设备压球、造粒;喷雾降尘;可根据工程特点选用湿润剂减尘降尘、泡沫降尘、荷电喷雾降尘、静电控尘等方法。
3.4除尘通风系统设计要点除尘通风系统设计主要包括风罩、风管、除尘器、风机等部分
(1)风罩设计
在主要扬尘点设置密闭局部风罩,是减少扬尘的关键措施,若扬尘设备无法全密闭,应尽可能缩小开口面积,并尽量只在单侧开孔。同时罩内维持微负压,确保缝隙及无法密闭的开孔有一定吸入风速。吸风口的设置应尽量减少粉尘吸入系统,不应设在含尘高或飞溅区内,根据粉尘粗细与扬尘特点,选用合适的吸风速度,不应过大。
(2)风管设计
风管应设定合理的风量、风速并采用有利于排尘的敷设方式。风量应统计全部同时工作风口的风量,附加15%~20%非同时工作风口的风量;除尘器前的风管应尽可能缩短,采用垂直或大于45°角倾斜布置,直管段应尽量短并设清扫口,同时不低于最小风速;支管的三通尽量以15~30°角斜接,确保顺风流畅无积尘死角;支管管径应考虑风口的压力平衡,必要时可设置调节阀以平衡风量,在粉尘容易沉积的地方设置清扫口。
(3)除尘器的选用
应根据粉尘特性选用,同时考虑经济性、环保等因素;一个系统可选用几个不同类型的除尘器,提高效率,降低成本,如可先经过简单的重力、惯性除尘部件或设备,再经过旋风除尘器,最后由填料塔、袋式除尘、电除尘等高效除尘器把关。
(4)仪表与自控
要保证系统的高效运行,还应为系统调试和长期运行设置必要的检测条件,如测压测温点、测速口。除尘设备重要参数的在线监测、袋式除尘器自动反吹控制等。
(5)其他
在新的时代背景作用之下,现代工业厂房需要同时兼顾包括人性化,环保性,以及科技化在内的相关特点。因此,大量的新型技术与设备被广泛作用于现代工业厂房的项目建设过程当中,并带动着其多功能,大空间的发展。除此以外,计算机技术飞速发展下,通信,监控技术的综合应用更好的与工业厂房项目相结合,促进了其智能水平的改善,从而更好的满足工业厂房在生产与管理方面的多个需求。同时,由于现代工业厂房建筑项目需要满足工业发展经济性方面的要求,兼顾对生态环境的保护,因此厂房的建设质量得到了各方工作者的高度重视。若在工业厂房的建设中无法满足以上要求,则将产生非常严重的后果,包括使用寿命达不到理想状态,污染性问题无法得到圆满解决,周边环境造成破坏等。因此,在工业厂房项目建设中,做好对其施工全程的管理工作有非常重要的意义。工作人员需要细致入微,在满足质量要求的前提下,尽可能的降低施工成本,加快施工进度,确保工业生产的安全与稳定运行。
2施工管理现状分析
我国当前在针对工业厂房建设项目所开展的施工管理工作中仍然存在非常多的问题,除了工艺技术方面的控制存在比较大的缺失以外,成本控制措施的落实效果也不够理想,最终对施工方的健康发展产生了非常不利的影响。因此,为了更好的应对现代工业厂房快速发展给施工管理工作带来的挑战,就需要积极转变施工管理工作模式,落实精细化的管理理念,正确把握施工过程中的管理要点与注意事项,有针对性的落实相关的施工管理策略,从而达到提高施工管理效果的目的。
3施工管理的具体策略
现代工业产房建筑施工中比较常采用的结构形式类型众多,包括混凝土结构,木结构,砖木混合结构,以及钢结构等在内。这些不同的结构形式下所需要采取的施工方案也存在一定的差异,因此在施工管理中也需要区别对待。但,按照施工管理的重点进行分类,可以统一划分为两个方面:其一是施工成本管理,其二是施工质量管理。除此以外,前期准备工作环节的施工管理同样意义重大。具体而言,现代工业厂房建筑施工管理的主要工作要点可以概括为以下几个方面:
(1)前期准备环节管理要点。
在工业厂房建筑施工前期的测量放样环节中,首先需要工作人员对整个图纸有一个清晰的认识,对建筑物轮廓控制点数据以及相关的标注尺寸进行认真盐酸,对设计方案与实际情况之间的契合性进行分析与研究。在方案确认无误后可以选定合理的测量放样方法,然后对放样数据进行计算与编写,形成工程放样草图,并交由第二者进行独立校核。校核合格后,工作人员需要在设计样板上标注包括图号,零件名称,位置,材料编号,以及规格在内的相关参数,从而为后续下料工作的有序开展奠定基础。同时,需要对样本进行妥善保存,防止在施工期间其外观发生损害等问题,同时也需要确保样本能够在后续施工中定期与实际工况进行核对,以便能够及时发现问题并加以解决。除此以外,为了确保整个施工管理质量达到满意效果,还需要安排专人对厂房相关的工程资料进行检查,并与发包方所提供的数据信息进行对比,确保两者完全一致。同时,检查工业厂房现场内的道路,水电等相关仪器与工具准备充足并且能够正常运行运转。根据工程施工规模与要求,对施工组织设计方案,施工人员安排,以及施工技术手段的选择进行审核。同时,前期准备环节中还需要落实质量安全的工作意识,重视对施工技术的质量控制,以确保投入施工现场的技术设备各方性能达到最优状态。
(2)施工环节管理要点。
第一,需要做好对劳动者的管理工作:即重视对施工人员,特别是基层工作人员的质量意识教育工作,坚持各工种按照规定持证上岗的制度,坚持对投标单位的资质以及施工人员的资格进行考核,对施工方案进行合理组织,同时落实系统且严谨的验收工作制度。第二,需要做好材料控制方面的工作,一个完整的工程实体需要由原材料、半成品、成品,以及设备等相关要素共同构成,以上相关要素的质量是工程项目整体质量的最关键保证。因此,在项目施工期间,需要安排施工人员对材料质量进行严格验收,对设备性能进行核实,确保设计文件与标准完全符合,同时对材料的使用进行全过程管理。除此以外,在材料管理方面还需要引入精细化的管理意识,对材料在分配环节以及运送环节中的质量进行严格控制,涉及到材料应用的相关环节需要进行全面跟踪管理,对材料领用量进行严格控制,若出现超过范围使用的现象,则需要及时查明原因,从细微的角度入手,加强材料管理力度,从而在达到施工质量要求的同时,合理控制材料浪费与损耗问题,提高成本效益。例如某水泥制品有限公司新建排水管厂房,厂房建设所需原材料包括砂石集料以及水泥等,原材料控制与整个厂房的施工管理质量密切相关,质量控制的主要内容为:原材料质量需要达到有关法律法规中的施工标准与规范,同时确保设计配合比与现场施工配合比完全一致,若材料质量不符合要求,则严禁使用。第三,需要做好施工工艺控制方面的工作,此环节中要求工作人员对工程特征进行全面且深入的分析,了解工业厂房建设项目所处区域内的环境条件以及技术资料,选择最佳的施工以及组织方案。同时,还需要根据项目建设需求,明确施工期间的质量控制目标,竣工验收标准,把握质量控制的难点与重点,从而有针对性的展开施工管理。并且,施工期间还需要做好过程验收的工作,推广全新的工艺技术,从而促进工程质量以及进度目标的达成。第四,引入二级负责管理工作机制:在施工期间需要安排专业的技术人员对项目施工全过程进行监督控制,在此基础之上,由监理公司工作人员进行二级监督,以便及时发现施工期间的各种问题并采取有效的措施加以应对。以某制药企业新建厂房工程项目为例,本项目在施工现场管理过程中使用了旁站监理、巡视、平行检验作为工程监理的质量控制手段。其中,旁站监理主要是针对要害工序、要害部位,如土方回填、混凝土灌注桩浇注、地下连续墙、土钉墙、后浇带及其他结构混凝土、防水混凝土浇注、卷材防水层细部结构处理、钢结构安装、混凝土浇注预应力张拉、网架结构安装等;巡视主要是对施工现场的工作面进行全面的检查和观察,具有多次轮回性和目标综合性的特点,通过巡视,可以有效把握影响质量的各因素的状态;而平行检验则能够为加强质量过程控制提供有力依据,实现监理的客观性,科学性和公正性。
(3)施工成本管理要点。
在项目施工过程当中,施工人员需要对项目成本进行深入分析,明确在施工全过程当中成本消耗最大的环节。同时,在涉及到设备购置项目的处理过程当中,施工管理人员需要提前做好市场调查分析工作,收集相关的信息数据,为决策的制定提供依据。同时,施工管理中还需要构建投资项目负责人制度,突出项目负责人方面在成本管理中的重要性,通过创新管理的方式,在保障施工质量的前提下,尽可能的对成本进行合理控制。
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