Deviņi galvenie punkti tērauda konstrukciju rūpnīcu ēku projektēšanai un celtniecībai

Tērauda konstrukciju rūpnīcu ēkasir plaši atzīti būvinženierijā, jo tie ir ātri uzbūvējami, viegls pašsvarā, tiem ir labas seismiskās īpašības un tie ir videi draudzīgi. Rūpniecisko ēku projektēšanā tās pamazām nomainījušas smagāko dzelzsbetona konstrukciju.

Tērauda konstrukcijas Ķīnā nav izmantotas ilgu laiku, un to detalizētās projektēšanas un būvniecības tehnikas joprojām tiek izstrādātas. Lai gan tērauda konstrukciju rūpnieciskajām ēkām ir daudz priekšrocību, tēraudam kā materiālam ir arī trūkumi, piemēram, slikta ugunsizturība un tendence uz koroziju. Šie faktori ir jāņem vērā gan projektēšanas, gan būvniecības stadijā.

I. Tērauda konstrukciju rūpnīcu ēku galvenās priekšrocības

Kā minēts kopsavilkumā, galvenās priekšrocībastērauda konstrukciju rūpnieciskās ēkasir šādi. Pirmkārt, būvniecības ātruma ziņā: tērauda detaļas var ražot masveidā rūpnīcā; būvniecība ir vienkārša un montāža ir ātra, kas ievērojami saīsina būvniecības laiku. Otrkārt, pēc pašsvara: ēkas konstrukcijas svaru var samazināt par aptuveni 30%; tas ir īpaši ekonomiski objektos ar zemu pamatu nestspēju vai augstu seismisko nocietinājumu intensitāti, kur kopējā ekonomija ir labāka nekā dzelzsbetona konstrukciju sistēmām. Visbeidzot, attiecībā uz vides aizsardzību: tērauda konstrukcijas pieder videi draudzīgu zaļo ēku sistēmu saimei; Tērauds pats par sevi ir augstas stiprības, augstas efektivitātes materiāls ar augstu pārstrādes vērtību, un tam būvniecības laikā nav nepieciešami veidņi.

II. Zīmēšanas dizaina nozīme

Zīmējumi ir jebkura projekta būvniecības pamatā. Tērauda konstrukciju rūpnieciskās ēkas projektēšanas posmā būtu jāorganizē būvvienības profesionālie tehniķi, lai veiktu kopīgu rasējumu pārbaudi, pārbaudot rasējumos “kļūdas, izlaidumus, sadursmes un nepilnības”, lai problēmas tiktu atrisinātas pirms būvniecības uzsākšanas un rasēšanas problēmu ietekme uz kvalitāti un grafiku būtu minimāla. Tērauda konstrukciju projektam jāsagatavo atsevišķi būvniecības organizācijas projekti izgatavošanas un montāžas stadijai; ražošanas procesa dokumentā jāietver katra procesa un apakšpozīcijas kvalitātes standarti un tehniskās prasības ražošanas posmā, kā arī īpašie pasākumi, kas veikti, lai nodrošinātu produkta kvalitāti.

III. Stiprinājuma sistēmas projektēšanas principi

Lai nodrošinātu ēkas telpisko uzvedību, uzlabotu tās kopējo stingrību, izturētu un pārnestu garenvirziena horizontālos spēkus, novērstu konstrukciju pārmērīgu deformāciju, izvairītos no saspiešanas elementu izliekšanās un garantētu kopējo konstrukcijas stabilitāti, atbilstoši ēkas konstrukcijas formai, celtņa izkārtojumam, vibrācijas aprīkojumam, katras darbnīcas temperatūras zonas garumam un augstumam ir jāizveido uzticama stiprinājumu sistēma. Katrai temperatūras zonai jābūt nodrošinātai ar stabilu starpkolonnu stiprinājumu sistēmu, kas ir sakārtota saskaņoti ar jumta sānu horizontālo stiprinājumu. Apakšējās kolonnas stiprinājuma novietojums ir galvenais faktors, kas nosaka gareniskās deformācijas virzienu un ietekmē termiskā sprieguma lielumu; apakšējās kolonnas stiprinājumi jānovieto pēc iespējas tuvāk temperatūras zonas vidum, lai gareniskie elementi, piemēram, celtņa sijas, varētu brīvi izplesties un sarukt uz abiem galiem, mainoties temperatūrai. Ja temperatūras zona ir īsa, viens apakšējās kolonnas stiprinājumu komplekts parasti tiek novietots vidū. Tomēr, ja temperatūras zona ir garāka par 150 m, zonā ir jāuzstāda divi apakšējo kolonnu stiprinājumu komplekti, lai nodrošinātu garenisko stingrību; tie jānovieto temperatūras zonas vidējā trešdaļā, cik vien iespējams, un attālums no centra līdz centram starp abiem komplektiem nedrīkst pārsniegt 72 m, lai izvairītos no pārmērīgas termiskās slodzes.

IV. Seismiskā dizaina galvenie punkti

Veicot tērauda konstrukciju rūpnieciskās ēkas seismisko projektēšanu, jāņem vērā šādi punkti. Pirmkārt, vispārējā plānojuma ziņā konstrukcijas masai un stingrībai jābūt vienmērīgi sadalītai, lai ēka tiktu noslogota vienmērīgi un saskaņoti deformētos; jāizvairās no nevienmērīgas stingrības, jo tas nelabvēlīgi ietekmē seismiskos rādītājus. Šķērsvirziena konstrukcijai ir jāizmanto stingrs rāmis vai rāmis, kurā jumta kopne ir stingri savienota ar kolonnām, lai pilnībā izmantotu tērauda nestspēju un samazinātu šķērsenisko deformāciju. Otrkārt, tērauda konstrukciju ēkas parasti sabojājas nevis tāpēc, ka elementu izturība nav pietiekama, bet gan tāpēc, ka elementi piesprādzējas; tāpēc īpaši svarīga ir labi sakārtota stiprinājumu sistēma, kas garantē ēkas kopējo stabilitāti. Visbeidzot, zemestrīces ietekmē rodas zema cikla nogurums, un tā ietekme uz ēku ir jāņem vērā projektējot. Konstrukcijas savienojumu projektēšanā jānodrošina, lai savienojuma bojājums nenotiktu pirms konstrukcijas elementu pilnīgas sekcijas atkāpšanās; elementiem jāļauj iekļūt plastmasas stadijā, lai tie varētu pilnībā absorbēt seismisko enerģiju un attīstīt savu seismisko spēju.

V. Karstumizturības un ugunsizturības dizaina nozīme

Tērauda konstrukciju rūpnieciskās ēkasir slikta ugunsizturība. Karsējot tēraudu virs 100 °C, tā stiepes izturība samazinās un plastiskums palielinās, temperatūrai paaugstinoties. Aptuveni 250 °C temperatūrā tērauda stiepes izturība nedaudz palielinās, kamēr tā plastiskums samazinās — parādība, kas pazīstama kā zils trauslums. Virs 250 °C tērauds sāk ložņāt. Apmēram 500 °C temperatūrā tērauda stiprība nokrītas tik zemu, ka tērauda konstrukcija var sabrukt. Tāpēc vienmēr, kad tērauda konstrukcijas virsmas temperatūra pārsniedz 150 °C, ir jānodrošina siltumizolācijas un ugunsdrošības projekts (parasti tas tiek panākts, uzklājot karstumizturīgus, ugunsdrošus pārklājumus).

Būvniecībātērauda konstrukciju rūpnieciskās ēkas, rodas daudzas praktiskas problēmas; šeit mēs analizējam tikai visievērojamākos.

VI. Enkura skrūvju iegulšana būvniecības laikā

Var teikt, ka tas, vai enkura skrūves ir stingri uzstādītas, ir būtiska tērauda konstrukciju rūpnieciskās ēkas stabilitātei. Enkura skrūvju precizitāte tieši ietekmē tērauda konstrukcijas novietojumu. Enkura skrūves jāievieto stingri precīzi: ass novirze ±2,0 mm un pacēlums ±5,0 mm. Pirms kolonnas enkura skrūvju uzstādīšanas katru horizontālā vadības tīkla asi projicējiet uz kolonnas pamatnes augšējo virsmu un aizveriet cilpu, lai garantētu skrūvju uzstādīšanas precizitāti; pēc tam atzīmējiet kolonnu ārējās malas atbilstoši asīm. Kad kolonnas enkura skrūvju atbalsta rāmis (rezultāts) ir uzstādīts, pārnesiet vajadzīgo pacēlumu uz tērauda caurules rāmi. 

VII. Piesardzības pasākumi pacelšanas laikā

Galvenie piesardzības pasākumi ir šādi. Vispirms atzīmējiet krusteniskās viduslīnijas uz kolonnas pēdas pamatnes plāksnes un enkura skrūvju viduslīnijas un notīriet kolonnas pamatnes bīdes caurumus; pēc tam, kad tērauda kolonna atrodas pozīcijā, noregulējiet tās augstumu un pievelciet uzgriežņus. Otrkārt, pēc tam, kad vienā apgabalā ir uzstādītas tērauda kolonnas, uzstādiet stieņus (savienojošos elementus), lai nodrošinātu kopējo kolonnu stabilitāti un novērstu to deformāciju, paceļot tērauda sijas. Visbeidzot, paceliet tērauda sijas: savienojiet siju pārus gaisā un veiciet sākotnējo augstas stiprības skrūvju pievilkšanu; pirmā sija ir jānostiprina ar četriem vadiem, lai novērstu tā sasvēršanos uz vienu pusi.

VIII. Grūtības, uzstādot celtņa siju sistēmu

Celtņa sijas būvniecības laikā ir jāuzstāda stingri no kolonnu stiprinājuma līča, saskaņā ar specifikācijām. Kad starpkolonnu stiprinājums ir uzstādīts un savienots, tas veido samērā stabilu telpiskās stingrības vienību; uzstādīšana no šī līča ir drošāka, kā arī nodrošina, ka celtņa siju uzstādīšana neietekmē kolonnu vertikāli. Uzstādīšanas laikā starplikas plāksnes jānovieto zem celtņa sijām ar lielām gala sekcijas novirzēm; šiem starplikām jābūt piemetinātām vietā pēc celtņa siju sistēmas noregulēšanas, un sijas precīzi jānovieto pret iepriekš iestatītajām pozicionēšanas līnijām. Bremžu sistēma formāli jāpievieno tikai pēc celtņa siju regulēšanas un nostiprināšanas. Kad bremžu plāksne ir savienota ar celtņa siju ar augstas stiprības skrūvēm un ar palīgfermu ar metināšanu, secībai ir nozīme: vispirms savienojiet bremžu plāksni ar celtņa siju ar augstas stiprības skrūvēm un veiciet sākotnējo pievilkšanu; pēc tam noregulējiet papildu kopni, piemetiniet to pie bremžu plāksnītes un veiciet galīgo augstas stiprības skrūvju pievilkšanu; visbeidzot, piemetiniet bremžu plāksni pie papildu kopnes. Gan augstas stiprības skrūvju pievilkšanai, gan bremžu plāksnes metināšanai jānotiek no katras plāksnes centra uz abām malām, lai samazinātu plāksnes iekšējo spriegumu.

IX. Tērauda detaļu sakraušana

Lai atvieglotu montāžu, tērauda detaļas pēc nokļūšanas uz vietas ir jāsakrauj saprātīgā veidā. Principi ir šādi: komponenti, kas steidzami nepieciešami uzstādīšanai, ir jāsakrauj tieši uz vietas, ievērojot pacelšanas secību — tie, kas vispirms tiek pacelti, tiek pacelti uz augšu, bet tie, kas jāceļ vēlāk, atrodas zemāk; komponenti, kas nav steidzami nepieciešami, īslaicīgi jāuzglabā ārpus objekta. Sakraujot, turiet kolonnas un sijas atsevišķi un salieciet tās pa asīm. Glabāšanas pagalms jāpārvalda izraudzītam personālam; sastāvdaļas ir jāatskaita no piegādes prasībām un piegādes saraksta, un ieraksti ir jāreģistrē. H-sekcijas elementi ir jāuzglabā vertikāli, nekad nav plakani. Katrai sastāvdaļai jābūt atbalstītai vismaz divos punktos; atbalsta punktiem jāatrodas aptuveni vienā septītajā daļā no laiduma no elementu galiem. Sakraujot slāņos, ir pieļaujami ne vairāk kā trīs slāņi; kokmateriālu bloki ir pareizi jānovieto starp slāņiem, lai tie būtu vienā līmenī, un atbalsta punktiem ir jāsakrīt vertikāli.