Devet ključnih točaka za projektiranje i izgradnju tvorničkih zgrada čeličnih konstrukcija

Tvorničke zgrade čelične konstrukcijenaširoko su prepoznati u građevinarstvu jer se brzo grade, imaju malu težinu, imaju dobru seizmičku izvedbu i ekološki su prihvatljivi. U projektiranju industrijskih zgrada postupno su zamijenili težu armiranobetonsku konstrukciju.

Čelične konstrukcije već se dugo ne koriste u Kini, a njihovo detaljno projektiranje i tehnike gradnje tek se razvijaju. Iako industrijske zgrade s čeličnom konstrukcijom nude mnoge prednosti, čelik kao materijal ima i nedostatke—na primjer, slabu otpornost na požar i sklonost korodiranju. Ovi se čimbenici moraju uzeti u obzir tijekom faze projektiranja i izgradnje.

I. Glavne prednosti tvorničkih zgrada s čeličnom konstrukcijom

Kao što je spomenuto u sažetku, glavne prednostičelične konstrukcije industrijske zgradesu kako slijedi. Prvo, u smislu brzine izgradnje: čelične komponente mogu se masovno proizvoditi u tvornici; gradnja je jednostavna, a montaža brza, što znatno skraćuje vrijeme izgradnje. Drugo, u smislu vlastite težine: konstrukcijska težina zgrade može se smanjiti za oko 30%; ovo je posebno ekonomično na mjestima s malom nosivošću temelja ili visokim seizmičkim intenzitetom utvrđivanja, gdje je ukupna ekonomičnost bolja od armiranobetonskih konstrukcijskih sustava. Konačno, u smislu zaštite okoliša: čelične konstrukcije pripadaju obitelji ekološki prihvatljivih sustava zelene gradnje; sam čelik je materijal visoke čvrstoće, visoke učinkovitosti s visokom vrijednošću recikliranja i nije mu potrebna oplata tijekom izgradnje.

II. Važnost dizajna crteža

Crteži su osnova konstrukcije u svakom projektu. Tijekom faze projektiranja industrijske zgrade od čeličnih konstrukcija, profesionalni tehničari građevinske jedinice trebaju biti organizirani da izvrše zajednički pregled crteža, provjeravajući nacrte za "pogreške, propuste, kolizije i nedostatke", tako da se problemi riješe prije početka izgradnje i da utjecaj problema s crtežima na kvalitetu i raspored bude minimalan. Za projekt čelične konstrukcije potrebno je pripremiti odvojene nacrte organizacije izgradnje za fazu izrade i fazu montaže; dokument procesa proizvodnje trebao bi pokrivati ​​standarde kvalitete i tehničke zahtjeve za svaki proces i podstavku u fazi proizvodnje, kao i posebne mjere odabrane za osiguranje kvalitete proizvoda.

III. Načela dizajna za sustav ukrućenja

Kako bi se osiguralo prostorno ponašanje zgrade, poboljšala njezina ukupna krutost, izdržala i prenijela uzdužne horizontalne sile, spriječila prekomjerna deformacija elemenata, izbjeglo izvijanje kompresijskih elemenata i zajamčila ukupna stabilnost konstrukcije, pouzdan sustav ukrućenja trebao bi biti raspoređen u skladu sa strukturnim oblikom zgrade, rasporedom dizalice, vibrirajućom opremom, rasponom i visinom radionice i duljinom svake temperaturne zone. Svaka temperaturna zona treba biti opremljena stabilnim sustavom ukrućenja između stupova, postavljenim u koordinaciji s bočnim horizontalnim ukrućenjem krova. Položaj ukrućenja donjeg stupa ključni je čimbenik koji određuje smjer uzdužne deformacije i utječe na količinu toplinskog naprezanja; ukrućenje donjeg stupa treba postaviti što bliže sredini temperaturne zone, tako da se uzdužni elementi kao što su kranske grede mogu slobodno širiti i skupljati prema oba kraja kako se temperatura mijenja. Kada je temperaturna zona kratka, jedan set ukrućenja donjeg stupa obično se postavlja u sredinu. Međutim, kada je temperaturna zona duža od 150 m, unutar zone treba postaviti dva seta ukrućenja donjeg stupa kako bi se osigurala uzdužna krutost; trebali bi biti smješteni unutar srednje trećine temperaturne zone što je dalje moguće, a udaljenost od središta do središta između dva seta ne bi smjela prelaziti 72 m, kako bi se izbjeglo prekomjerno toplinsko naprezanje.

IV. Ključne točke za seizmičko projektiranje

Prilikom izvođenja seizmičkog proračuna industrijske zgrade čelične konstrukcije, treba obratiti pozornost na sljedeće točke. Prvo, u smislu općeg rasporeda, masa i krutost strukture trebaju biti ravnomjerno raspoređeni tako da je zgrada jednoliko opterećena i da se deformira na koordiniran način; treba izbjegavati nejednaku krutost jer ima nepovoljan učinak na seizmičku izvedbu. Za poprečnu konstrukciju treba usvojiti kruti okvir ili okvir u kojem je krovni nosač kruto povezan sa stupovima, kako bi se u potpunosti iskoristila nosivost čelika i smanjila poprečna deformacija. Drugo, zgrade s čeličnom konstrukcijom obično propadaju ne zato što je čvrstoća elemenata nedovoljna, već zato što se članovi savijaju; stoga je posebno važan dobro uređen sustav ukrućenja koji jamči cjelokupnu stabilnost zgrade. Konačno, pod djelovanjem potresa dolazi do zamora niskog ciklusa, a njegov učinak na zgradu mora se uzeti u obzir pri projektiranju. Dizajn konstrukcijskih spojeva trebao bi osigurati da se slom spoja ne dogodi prije popuštanja cijelog presjeka konstrukcijskih elemenata; članovima treba dopustiti ulazak u plastičnu fazu kako bi mogli u potpunosti apsorbirati seizmičku energiju i razviti svoju seizmičku sposobnost.

V. Važnost proračuna otpornosti na toplinu i vatru

Čelične konstrukcije industrijskih zgradaimaju slabu otpornost na vatru. Kada se čelik zagrije iznad 100 °C, njegova se vlačna čvrstoća smanjuje, a njegova se plastičnost povećava s porastom temperature. Oko 250 °C, vlačna čvrstoća čelika malo se povećava dok mu se plastičnost smanjuje—pojava poznata kao plava krtost. Iznad 250 °C čelik počinje puzati. Na oko 500 °C, čvrstoća čelika toliko pada da se čelična konstrukcija može srušiti. Stoga, kad god površinska temperatura čelične konstrukcije prelazi 150 °C, potrebno je osigurati toplinsku izolaciju i protupožarnu zaštitu (obično se postiže nanošenjem toplinski otpornih, protupožarnih premaza).

U izgradnji odčelične konstrukcije industrijske zgrade, pojavljuju se mnogi praktični problemi; ovdje analiziramo samo one najistaknutije.

VI. Ugradnja sidrenih vijaka tijekom izgradnje

Može se reći da je to jesu li sidreni vijci čvrsto postavljeni ključno za stabilnost industrijske zgrade od čelične konstrukcije. Točnost sidrenih vijaka izravno utječe na pozicioniranje čelične konstrukcije. Anker vijci moraju biti ugrađeni sa strogom preciznošću: odstupanje osi ±2,0 mm, i visina ±5,0 mm. Prije ugradnje sidrenih vijaka stupa, projicirajte svaku os vodoravne kontrolne mreže na gornju površinu temelja stupa i zatvorite petlju, kako biste zajamčili točnost ugradnje vijaka; zatim označite vanjske rubove stupova prema osi. Nakon što je potporni okvir (podupirač) za sidrene vijke za stup podignut, prenesite potrebnu visinu na okvir od čelične cijevi. 

VII. Mjere opreza tijekom dizanja

Glavne mjere opreza su sljedeće. Najprije označite poprečne središnje crte na osnovnoj ploči podnožja stupa i središnje crte sidrenih vijaka i očistite posmične rupe u bazi stupa; nakon što je čelični stup na mjestu, namjestite njegovu visinu i zategnite matice. Drugo, nakon što su čelični stupovi u jednom području podignuti, postavite spojne šipke (spojne elemente) kako biste osigurali ukupnu stabilnost stupova i spriječili njihovo deformiranje kada se čelične grede podignu. Na kraju, podignite čelične grede: spojite parove greda u zraku i izvedite početno zatezanje vijaka visoke čvrstoće; prvu gredu treba učvrstiti s četiri zatezne žice kako se ne bi nagnula na jednu stranu.

VIII. Poteškoće pri ugradnji sustava kranske grede

Tijekom gradnje, kranske grede moraju se postavljati isključivo iz polja ukrućenih stupova, u skladu sa specifikacijama. Nakon što je ukrućenje međustupova postavljeno i spojeno, ono čini relativno stabilnu jedinicu prostorne krutosti; ugradnja iz ovog polja je sigurnija i također osigurava da podizanje greda dizalice ne utječe na okomitost stupova. Tijekom ugradnje, podložne ploče treba postaviti ispod greda dizalice s velikim odstupanjima krajnjeg presjeka; ove podloške se moraju zavariti na svoje mjesto nakon što je sustav grede dizalice podešen, a grede trebaju biti točno poravnate prema unaprijed postavljenim linijama pozicioniranja. Kočioni sustav treba formalno priključiti tek nakon podešavanja i fiksiranja kranskih greda. Kada je kočna ploča spojena na gredu dizalice vijcima visoke čvrstoće i na pomoćnu rešetku zavarivanjem, redoslijed je bitan: prvo spojite ploču kočnice na gredu dizalice vijcima visoke čvrstoće i izvršite početno zatezanje; zatim namjestite pomoćnu rešetku, zavarite je na kočionu ploču i izvršite konačno zatezanje vijaka visoke čvrstoće; na kraju, zavarite kočionu ploču na pomoćni nosač. I zatezanje vijaka visoke čvrstoće i zavarivanje kočione ploče treba nastaviti od središta svake ploče prema oba ruba, kako bi se smanjio unutarnji stres u ploči.

IX. Slaganje čeličnih komponenti

Kako bi se olakšala montaža, čelične komponente treba složiti na razuman način nakon što stignu na gradilište. Načela su: komponente koje su hitno potrebne za montažu trebaju biti složene izravno na gradilištu, slijedeći redoslijed podizanja - one koje se prvo podižu idu na vrh, a one koje se podižu kasnije idu ispod; komponente koje nisu hitno potrebne treba privremeno pohraniti izvan mjesta. Prilikom slaganja stupove i grede držite odvojene i slagajte ih po osi. Skladištem treba upravljati ovlašteno osoblje; komponente treba uračunati u zahtjeve za opskrbu i popis isporuke, a zapise treba arhivirati. Elementi H-presjeka moraju se skladištiti uspravno, nikada ravno. Svaka komponenta mora biti oslonjena na najmanje dvije točke; točke oslonca trebaju se nalaziti na otprilike jednoj sedmini raspona od krajeva nosača. Kod slaganja u slojevima nije dopušteno više od tri sloja; drveni blokovi moraju biti pravilno postavljeni između slojeva kako bi ostali ravni, a točke potpore moraju biti poravnate okomito.