Üheksa põhipunkti teraskonstruktsioonidega tehasehoonete projekteerimisel ja ehitamisel

Teraskonstruktsioonide tehase hoonedon ehitustehnikas laialdaselt tunnustatud, kuna need on kiiresti ehitatavad, omakaalult kerged, hea seismilise jõudlusega ja keskkonnasõbralikud. Tööstushoonete projekteerimisel on need järk-järgult asendanud raskema raudbetoonkonstruktsiooni.

Teraskonstruktsioone pole Hiinas pikka aega kasutatud ning nende detailne projekteerimine ja ehitustehnika on alles väljatöötamisel. Kuigi teraskonstruktsiooniga tööstushoonetel on palju eeliseid, on terasel materjalina ka puudusi – näiteks halb tulepüsivus ja kalduvus korrodeeruda. Neid tegureid tuleb arvestada nii projekteerimise kui ka ehitamise etapis.

I. Teraskonstruktsiooniga tehasehoonete peamised eelised

Nagu kokkuvõttes mainitud, peamised eelisedteraskonstruktsiooniga tööstushoonedon järgmised. Esiteks ehituskiiruse osas: teraskomponente saab tehases masstootma hakata; ehitamine on lihtne ja püstitamine kiire, mis lühendab oluliselt ehitusperioodi. Teiseks omakaalu poolest: hoone konstruktsioonikaalu saab vähendada umbes 30% võrra; see on eriti ökonoomne madala vundamendi kandevõimega või kõrge seismilise kindlustuse intensiivsusega objektidel, kus üldine ökonoomsus on parem kui raudbetoonkonstruktsioonisüsteemidel. Lõpetuseks, mis puudutab keskkonnakaitset: teraskonstruktsioonid kuuluvad keskkonnasõbralike roheliste hoonesüsteemide perekonda; Teras ise on ülitugev ja tõhus materjal, millel on kõrge taaskasutusväärtus ja mis ei vaja ehitamise ajal raketist.

II. Joonistamise kujunduse tähtsus

Joonised on mis tahes projekti ehituse aluseks. Teraskonstruktsiooniga tööstushoone projekteerimisetapis tuleks korraldada ehitusüksuse professionaalsed tehnikud, kes viivad läbi ühisjooniste ülevaatuse, kontrollides jooniseid „vigade, väljajätmiste, kokkupõrgete ja puuduste suhtes“, et probleemid saaksid enne ehituse algust lahendatud ning joonistamisprobleemide mõju kvaliteedile ja ajakavale oleks minimaalne. Teraskonstruktsiooni projekti jaoks tuleks valmistamise ja püstitamise etapi jaoks koostada eraldi ehitusorganisatsiooni projektid; Tootmisprotsessi dokument peaks hõlmama iga tootmisprotsessi ja alamüksuse kvaliteedistandardeid ja tehnilisi nõudeid valmistamisetapis, samuti toote kvaliteedi tagamiseks vajalikke erimeetmeid.

III. Kinnitussüsteemi disainipõhimõtted

Hoone ruumilise käitumise tagamiseks, selle üldise jäikuse parandamiseks, pikisuunalistele horisontaaljõududele vastupanu ja ülekandmiseks, elementide liigse deformatsiooni vältimiseks, surveelementide paindumise vältimiseks ja konstruktsiooni üldise stabiilsuse tagamiseks tuleb vastavalt hoone konstruktsioonivormile, kraana paigutusele, vibratsiooniseadmetele, töökoja iga temperatuuritsooni pikkusele ja kõrgusele korraldada usaldusväärne tugisüsteem. Iga temperatuuritsoon peaks olema varustatud stabiilse veergudevahelise tugisüsteemiga, mis on paigutatud kooskõlas katuse külgmise horisontaalse toestusega. Alumise samba toe asend on võtmetegur, mis määrab pikisuunalise deformatsiooni suuna ja mõjutab termilise pinge suurust; alumise veeru toed tuleks asetada võimalikult lähedale temperatuuritsooni keskkohale, et pikisuunalised osad, näiteks kraanatalad, saaksid temperatuuri muutudes vabalt mõlema otsa poole laieneda ja kokku tõmbuda. Kui temperatuuritsoon on lühike, asetatakse keskele tavaliselt üks alumise veeru tugikomplekt. Kui temperatuuritsoon on aga pikem kui 150 m, tuleks pikisuunalise jäikuse tagamiseks tsooni sisse paigaldada kaks komplekti alumise samba toestust; need tuleks paigutada temperatuurivööndi keskmisesse kolmandikku nii kaugele kui võimalik ja kahe komplekti vaheline kaugus keskpunktist ei tohiks ületada 72 m, et vältida liigset termilist pinget.

IV. Seismilise disaini võtmepunktid

Teraskonstruktsiooniga tööstushoone seismilise projekteerimise teostamisel tuleb arvestada järgmiste punktidega. Esiteks, üldise paigutuse seisukohalt tuleks konstruktsiooni mass ja jäikus jaotada ühtlaselt, et hoone koormataks ühtlaselt ja deformeeruks kooskõlastatult; tuleks vältida ebaühtlast jäikust, kuna sellel on seismilisele jõudlusele ebasoodne mõju. Põikkonstruktsiooni jaoks tuleks kasutada jäik raam või raam, milles katuseferm on sammastega jäigalt ühendatud, et täielikult ära kasutada terase kandevõimet ja vähendada põikdeformatsiooni. Teiseks, teraskonstruktsiooniga hooned ei kuku tavaliselt üles mitte seetõttu, et elementide tugevus on ebapiisav, vaid seetõttu, et need tõmbuvad kinni; seetõttu on eriti oluline hästi korraldatud tugisüsteem, mis tagab hoone üldise stabiilsuse. Lõpuks, maavärina toimel tekib madala tsükliga väsimus ja selle mõju hoonele tuleb projekteerimisel arvestada. Konstruktsiooniühenduste projekteerimine peaks tagama, et liigendi purunemine ei toimuks enne konstruktsioonielementide täielikku läbilõikamist; liikmetel tuleks lubada siseneda plastilisse staadiumisse, et nad saaksid täielikult neelata seismilist energiat ja arendada oma seismilist võimekust.

V. Kuuma- ja tulekindluse disaini tähtsus

Teraskonstruktsiooniga tööstushoonedon halva tulekindlusega. Terase kuumutamisel üle 100 °C väheneb selle tõmbetugevus ja temperatuuri tõustes plastilisus suureneb. Umbes 250 °C juures suureneb terase tõmbetugevus veidi, samal ajal kui selle plastilisus väheneb – seda nähtust nimetatakse siniseks rabedaks. Üle 250 °C hakkab teras roomama. Umbes 500 °C juures langeb terase tugevus nii madalale, et teraskonstruktsioon võib kokku kukkuda. Seetõttu tuleb alati, kui teraskonstruktsiooni pinnatemperatuur ületab 150 °C, ette näha soojusisolatsioon ja tuletõkkeprojekt (tavaliselt saavutatakse kuumakindlate tulekindlate katetega).

Aasta ehitamiselteraskonstruktsiooniga tööstushooned, tekib palju praktilisi probleeme; siin analüüsime ainult silmapaistvamaid.

VI. Ankrupoltide kinnitamine ehituse ajal

Võib öelda, et teraskonstruktsiooniga tööstushoone stabiilsuse seisukohalt on väga oluline, kas ankrupoldid on kindlalt paigaldatud. Ankrupoltide täpsus mõjutab otseselt teraskonstruktsiooni positsioneerimist. Ankrupoldid tuleb sisestada range täpsusega: telje kõrvalekalle ±2,0 mm ja kõrgus ±5,0 mm. Enne kolonni ankrupoltide paigaldamist projekteerige horisontaalse juhtvõrgu iga telg samba vundamendi ülemisele pinnale ja sulgege silmus, et tagada poltide paigaldamise täpsus; seejärel märgi telgede järgi sammaste välisservad. Kui samba ankrupoltide tugiraam (toestus) on püstitatud, viige vajalik kõrgus terastorust raamile. 

VII. Ettevaatusabinõud tõstmise ajal

Peamised ettevaatusabinõud on järgmised. Esmalt märkige samba jala alusplaadile ristkeskjooned ja ankrupoltide keskjooned ning puhastage samba põhjas olevad nihkeaugud; kui terassammas on paigas, reguleerige selle kõrgust ja pingutage mutrid. Teiseks, pärast terassammaste püstitamist ühes piirkonnas, paigaldage tugivardad (ühendusdetailid), et tagada sammaste üldine stabiilsus ja vältida nende deformeerumist terastalade tõstmisel. Lõpuks tõstke terastalad üles: ühendage talade paarid õhus ja tehke esmane ülitugevate poltide pingutamine; esimene tala tuleks kinnitada nelja juhtmega, et vältida selle ühele küljele kaldumist.

VIII. Raskused kraana talasüsteemi paigaldamisel

Ehituse ajal tuleb vastavalt spetsifikatsioonidele paigaldada kraanatalad rangelt sambaga kinnitatud lahtrist. Kui sammastevaheline tugi on paigaldatud ja ühendatud, moodustab see suhteliselt stabiilse ruumilise jäikuse üksuse; sellest lahest paigaldamine on turvalisem ja tagab ka selle, et kraanatalade püstitamine ei mõjuta sammaste vertikaalsust. Paigaldamise ajal tuleks vaheplaadid asetada suurte otsalõike kõrvalekalletega kraana talade alla; need seibid tuleb pärast kraana talasüsteemi reguleerimist paika keevitada ja talad peavad olema täpselt joondatud eelseadistatud positsioneerimisjoontega. Pidurisüsteem tuleks ametlikult ühendada alles pärast seda, kui kraana talad on reguleeritud ja fikseeritud. Kui piduriplaat on ühendatud kraana talaga kõrgtugevate poltidega ja abisõrestikuga keevitamise teel, on järjestus oluline: esmalt ühendage piduriplaat kõrge tugevusega poltidega kraana talaga ja tehke esmane pingutamine; seejärel reguleerige abisõrestikku, keevitage see piduriplaadi külge ja pingutage lõplikult tugevad poldid; lõpuks keevitage piduriplaat abisõrestiku külge. Nii ülitugevate poltide pingutamine kui ka piduriplaadi keevitamine peaks toimuma iga plaadi keskelt mõlema serva suunas, et vähendada plaadi sisemist pinget.

IX. Teraskomponentide virnastamine

Paigaldamise hõlbustamiseks tuleks terasdetailid pärast nende kohale jõudmist mõistlikul viisil virnastada. Põhimõtted on järgmised: püstitamiseks hädasti vajalikud komponendid tuleks virnastada otse kohapeal, järgides tõstejärjekorda – need, mis tõstetakse kõigepealt üles, ja need, mida hiljem tõsta, lähevad alla; komponendid, mida pole hädasti vaja, tuleks ajutiselt mujale ladustada. Virnastamisel hoidke sambad ja talad eraldi ning virnastage need telgede kaupa. Laoplatsi peaksid haldama selleks määratud töötajad; komponendid tuleks tarnenõuetest ja tarnenimekirjast maha arvata ning dokumendid tuleb esitada. H-sektsiooni elemente tuleb hoida püstises asendis, mitte kunagi tasaselt. Iga komponent peab olema toetatud vähemalt kahes punktis; tugipunktid peaksid asuma umbes ühe seitsmendiku kaugusel elemendi otstest. Kihtidesse virnastades on lubatud mitte rohkem kui kolm kihti; puitplokid tuleb asetada kihtide vahele õigesti, et need püsiksid tasasel tasemel, ja tugipunktid peavad joonduma vertikaalselt.