基于门式刚架钢结构厂房整体加固研究

2022-03-27 02:54龙资
家园·建筑与设计 2022年2期

龙资

摘要:目前,我国钢产量规模处于逐年上升的状态。在相关材料供应充足的情况下,钢结构厂房的规划数量也开始迅速增加。基于门式刚架的钢结构厂房成本投入相对较低,同时强度表现良好、韧性优秀,能够在实际应用阶段展现出相关优势。但是,由于环境条件以及诸多因素影响,部分厂房可能会出现稳固性问题。因此针对加固方式进行深入研究,以供参考。

关键词:门式刚架;钢结构厂房;整体加固

引言:门式刚架钢结构属于近期应用较为广泛的方案之一,其造价较低同时重量表现良好,能够在短施工周期内完成建设,因此在工业厂房等规划方案中得到了重视与应用。但是,由于施工刚架结构普遍较细,因此可能会出现稳固性问题,在地震或极端气象条件下容易倒塌。针对此类情况,需要采取可靠的整体加固措施,确保厂房能够得到正常应用,提高基础安全性。

1 门式刚架钢结构厂房概念简析

目前,门式刚架钢结构属于厂房规划的重要应用方案之一。经过一段时间的改良与优化,此类结构在设计与规划方面能够展现良好的应用优势。同时,其配套加工技术方案、墙体与屋面围护处理质量也逐漸成熟,大量专利成果与研究措施不断涌现,使此类结构在隔热保温、防火防漏等方面取得了优异的成绩。在被厂房规划所应用前,门式刚架钢结构已经在住宅、商业建筑、库房等项目中得到科学部署。较为典型的结构方案主要采用轻型H型钢材料,通过焊接等方式制作,能够在截面区域进行应用,发挥称重效果。同时,还可以应用C、Z型冷弯薄壁型钢进行规划,用作墙梁等结构材料[1]。除此之外,压型钢板以及轻质夹芯板也属于承重、围护的关键方案,其能够利用多种螺栓或螺丝件进行连接,并通过密封方式使其在现场得到充分组装,发挥灵活性与可靠性优势。

与传统方案相对比,门式刚架钢结构厂房具有多种基础优势。例如,其构造相对较为简单,需要应用的材料种类少,能够轻松达到设计标准,同时可以进行定型化处理。应用构件的基础加工流程具有工业化特征,可以通过预制等方案大幅缩短处理时间,有利于提高应用经济效益。同时,此类结构的基础造价较低,经济性良好。在钢产量不断攀升、价格下降的背景下,门式刚架钢结构可以显著降低厂房建设投入,进而实现提高经济效益的目标。在实际应用过程中,钢结构主要应用二十吨以下的轻型吊车进行处理。此类吊车所产生的横向载荷相对较低,因此无需制动结构即可进行应用。部署阶段,需要采取加强受压翼缘等方式,使吊车梁的稳定性得到充分提升,进一步提高钢结构建设效果。可以认为,门式刚架钢结构可以在厂房规划过程中得到充分应用,有利于发挥其基础优势,使厂房的建设经济性与效率显著提升。

2 厂房门式刚架钢结构设计加固原则

在针对厂房门式刚架钢结构进行加固设计的过程中,应当遵循相关原则,确保加固效果能够达到理想标准,避免出现严重偏差问题,影响厂房后续使用安全性。通常情况下,加固原则应当针对应用部件与部件连接区域进行重点关注。一部分部件即使损害概率较低或尚未出现稳定性问题,也需要进行针对性加固,避免其在后续应用过程中出现脱落或形变现象,危害厂房整体结构稳定性。同时,加固设计方案必须重视执行的便捷程度。过于复杂的加固设计或处理方法容易导致成本上升或执行失误,最终影响实际加固效果[2]。同时,执行性较差的加固设计也会影响厂房的正常应用,不利于提高经济效益。因此,在设计加固过程中,需要考虑相关方案的可执行性,确保其能够在加固处理过程中得到科学应用。除此之外,加固设计在执行情况下还需要考虑人员安全性,以及方案细节是否合理。若没有遵循此原则,有可能引发加固事故问题,同时也容易导致实践操作阶段遇到无法解决的缺陷,最终引发返工。在条件允许的情况下,加固工程团队应当遵循分段原则,将加固环节分解为数个基础阶段。通过此类方式,有效降低短时间内的工作量,并提高加固设计执行可靠性,从根源层面强化门式刚架钢结构加固效果。

3 加固门式刚架钢结构厂房策略研究

3.1注重设计荷载以及组合处理

在针对门式刚架钢结构厂房进行加固处理的过程中,需要首先明确设计荷载的实际数值取法以及其所具有的组合性原理。常规情况下,设计荷载数据取值主要分为五个方面。第一为门式刚架结构存在的永久性载荷、第二为厂房屋面结构存在的均匀分布活性荷载、第三为厂房屋面板位置施工检修的集中荷载,其需要按照实际情况条件进行处理、第四为厂房屋面区域存在的附加性荷载,应当根据规范细节进行处理、第五为地震灾害情况下的荷载,需要结合抗震标准信息进行规划。荷载与荷载之间的组合原则应当遵循屋面分布活性状态,以及雪、积灰荷载进行处理,按照最大值设置。在地震灾害条件下,风力荷载需要与地震作用荷载相脱钩,避免同时纳入考虑范围。在施工或检修阶段,荷载需要与屋面材料以及自重荷载相分离,确保组合可靠性符合实际需求。

3.2科学规定结构形变限值

在加固处理过程中,结构形变的限定数值应当得到充分重视。其可以根据受弯构建的实际挠度以及跨度比限值进行确定,结合国家对应标准进行分析。同时,门式刚架在风力标准荷载作用下,柱顶位移也需要进行对应限制。因此在加固过程中,技术团队需要重点考虑位移发生的首要因素,并结合风力荷载标准作用下产生的柱顶唯一,确认是否满足实际荷载组合需求。

3.3注重伸缩缝温度区段

在门式刚架钢结构厂房加固过程中,技术团队需要重视温度区段长度相关内容。伸缩缝之间存在的距离相对而言存在增加趋势,为避免温度波动对于构件产生不必要的稳定性影响,如应力过大、形变等,应当保证取值小于对应标准,并按照实际情况需求进行适当调整[3]。因此,在加固过程中需要根据厂房周边条件,对伸缩缝距离进行灵活规划。此外,伸缩缝加固处理可采用搭接方式或螺栓连接方式,使其能够在构造层面设置伸缩或双柱两种方案,尽可能提高整体稳固性。

3.4合理应用结构分析方案

在加固过程中,应当针对门式刚架钢结构进行全面分析。通过应用弹性分析方式,确定变截面刚架的内力状态,确保后续加固处理能够符合标准需求。必要情况下,可采用塑性分析方式进行处理,如构件类型全部为等截面情况。门式刚架还可利用平面结构分析或直接刚度法进行处理,地震作用则应当利用底部剪力方式进行分析,确保整体结构能够得到充分明确。

3.5注重节点连接处理

在加固过程中,节点连接属于不可忽视的一部分。常规情况下,门式刚架结构主要利用端板方式进行连接,包括外伸与平齐两种。为实现加固目标,应当在平齐端板连接位置采用刚度良好的构件,同时在梁柱节点位置应用端板竖放或平放方式进行处理,确保其稳固性能够符合实际需求。此外,端板厚度应当控制在一定范围内,可应用厚度计算方式进行分析,保证螺栓受力具有均匀性。

3.6采用可靠支撑体系

在针对支撑体系进行加固的过程中,需要采用具有可靠性的支撑结构,确保整体稳定性能够符合需求,包括对角支撑、特殊支撑等。对角支撑可以在厂房屋面、侧墙等部位进行应用,特殊支撑可以在侧墙或屋顶无法应用对角支撑的情况下,改用管撑或门式支撑方式进行处理。

结论:

综上所述,门式刚架钢结构厂房应当采取科学整体加固方式,确保相关策略得到正确应用,提高厂房基础可靠性,为后续进一步开展生产工作夯实理想条件。

参考文献

[1]龚丽敏.门式刚架轻钢结构厂房加固设计分析[J].建筑技术开发,2018,45(8):2.

[2]谢阳,戴阳,王永泉.门式刚架钢结构厂房新型加固技术的应用[J].江苏建筑,2019(4):4.

[3]雷平,张乐翼,赵智慧.钢结构厂房加固方法刍议[J].工程抗震与加固改造,2020,42(5):1.