钢结构厂房工程案例：高精度焊接与大跨度吊装技术实践

大跨度钢结构工程安装精度控制技术与实践研究

大跨度钢结构工程安装精度至关重要,关乎结构安全与使用性能.研究剖析影响安装精度的材料特性, 加工精度,施工环境,操作工艺及测量监测技术等因素.阐述数字化预拼装,高精度测量与实时监测,焊接变形控制 等关键技术.通过大型场馆,工业厂房,桥梁等工程实践,验证技术有效性.提出智能化监测与控制,新型材料与结 构体系应用,BIM与物联网融合等创新方向,为提升大跨度钢结构安装精度提供技术支撑.

钢结构厂房预埋螺栓安装精度控制

本文主要介绍了提高预埋螺栓的安装精度为线索,结合工程概况及实施过程,详细分析了如何对提高预埋螺栓的安装精度进行控制,包括改进措施提高螺栓的安装精度,使用高精度的测量仪器,达到了地脚螺栓的安装精度的控制等内容.从而提高了钢结构厂房预埋螺栓安装精度控制的质量.

活性粉末混凝土单层工业厂房结构体系及受力性能研究

基于活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)高强度,高耐久性,高韧性和低徐变等优越性能形成的RPC单层工业厂房,可以解决普通钢筋混凝土厂房自重大,不利于施工吊装,以及钢结构厂房耐久性差等缺点,具有良好的应用前景.基于此,本文以湖北省武汉市某生物发酵垃圾干化项目厂房为背景,拟定了静力可行的RPC单层工业厂房结构体系.并在此基础上,研究了RPC单层工业厂房结构的稳定性,抗震性能,预应力RPC梁的受弯及抗剪性能.主要内容和结论如下:(1)RPC单层工业厂房的结构体系及静力性能分析.确定屋面梁,排架柱等构件的截面尺寸及配筋,拟定了静力可行的RPC单层工业厂房结构体系,根据有关规程分析了屋面梁和排架柱的承载能力极限状态和正常使用极限状态.结果表明:屋面梁正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力均符合规程要求,正常使用极限状态满足规程要求;排架柱正截面受压承载力满足规范要求,荷载准永久组合下的初始偏心距与截面有效高度之比e_0/h_0≤0.55,可不验算裂缝宽度.(2)RPC单层工业厂房结构体系的稳定性分析.采用MIDAS建立了单层工业厂房的有限元模型,分析以下5种屋盖施工工况的结构稳定性:轴1号屋面梁的安装;布置轴2号梁与轴3号梁之间刚性系杆和水平支撑的过程;屋面梁,刚性系杆和水平支撑布置完成后的结构稳定性;铺设屋面板过程的稳定性;铺板完成后使用阶段的稳定性.结果表明:屋面梁与柱顶连接处X轴转角的约束与否将对屋面体系稳定性造成较大影响,建议在实际施工过程中设置临时支撑;架设轴1号屋面梁时,由于此时未设置任何系杆和支撑,因此在连接轴1号梁和轴2号梁刚性系杆之前,吊车吊钩不能放松;是否考虑屋面板的支撑作用对屋面体系稳定性有较大的影响,铺板过程中应边铺边焊.(3)RPC单层工业厂房抗震性能分析.基于所建立的MIDAS数值分析模型,选择合理的地震波,运用时程分析法对RPC单层工业厂房抗震性能进行分析,并根据《建筑设计抗震规范》(GB 50011-2010)验算结构构件在基本组合作用下的截面抗震及在标准组合作用下的抗震变形.结果表明:地震波的选择满足地震动三要素(频谱特性,持时及有效峰值)要求;屋面梁和排架柱满足多遇地震作用效应和其它荷载效应基本组合下的截面抗震验算;结构弹性层间位移满足多遇地震作用标准组合下的抗震变形验算.(4)预应力RPC梁的受弯性能分析.通过非线性有限元分析软件DIANA建立单层工业厂房屋面梁模型,并在模型验证可行性基础上,对预应力RPC屋面梁受弯性能进行分析.结果表明:有限元计算结果与试验梁实测结果的极限荷载仅相差1%,跨中位移仅相差4%,该模型对分析此类工字形截面梁受弯性能具有较高精度;预应力RPC屋面梁在达到极限荷载时,受压区混凝土压坏且钢筋屈服,表现出较好的延性,极限荷载值大于荷载基本组合设计值,满足要求.(5)预应力RPC梁的抗剪性能分析.通过对3根预应力RPC箱梁抗剪性能的试验研究,对比分析了不同剪跨比下试验梁的荷载-位移关系,开裂荷载,抗剪承载力及破坏形态的发展规律.并采用有限元软件DIANA建立试验梁模型,基于所建立的DIANA数值分析模型,对预应力RPC梁的斜截面抗剪承载力进行了较为系统的参数分析.结果表明:随着剪跨比的增大,试验梁依次表现为斜压,剪压和斜拉三种破坏形态,且抗剪承载力逐渐减小;DIANA有限元数值分析模型计算结果与试验结果吻合良好,可用于分析此类预应力RPC试验梁的抗剪性能;预应力RPC梁抗剪承载力随预应力增大呈现先增大后减小的规律;当截面受到的预压应力与混凝土轴心抗压强度之比达到0.4~0.5时,RPC梁抗剪承载力达到最大值;箱梁上翼缘宽度与腹板厚度之比小于7.0时,翼缘宽度增大会使得箱梁抗剪承载力增加,而上翼缘宽度与腹板厚度之比大于7.0时,翼缘宽度的变化几乎对箱梁的抗剪承载力无影响,虽然翼缘宽度对箱梁与工字梁抗剪承载力影响规律相同,但箱梁上翼缘宽度与腹板厚度之比临界值为7.0,高于工字梁的临界值4.0,可见箱梁上翼缘宽度的抗剪作用有效工作范围优于工字梁.

沿海吹填造陆地区大跨厂房地面做法研究

由于沿海吹填造陆地区地质条件太差,区域内的大跨厂房的地面采用传统的普通混凝土地面做法已经无法达到企业日常生产的要求。普通混凝土地面做法由于受到桩和基础作用力的影响在承台部位和地梁位基本不沉降或者沉降量很小,导致承台上部和地梁上部地面基本不沉降,局部位置还有可能因其他部位挤压产生隆起,然而由于其他部位地基未经过特殊处理,区域土质承载力小,致使沉降值相对较大,造成地面不平整,局部隆起,局部沉降,严重者会呈倒置锅盖状,甚至局部产生裂缝、混凝土面层破坏等现象,已经严重影响企业的日常生产和正常使用。目前为了解决这一问题,普遍使用真空预压法和钻孔灌注桩法处理,然而这两种处理方法造价高昂,一般企业很难负担得起。研究出一种经济性合理、性价比高且防止地面不均匀沉降效果能满足相关企业要求的新型的地面做法迫在眉睫。纵观现如今国内外对沿海吹填造陆地区大跨厂房地面做法都是以加固地基,阻止地面沉降为目的的处理方法,然而由于沿海吹填造陆地区地质条件太差,这些方法往往很难达到预期效果或造价十分高昂,企业难以承受。为了解决这个工程实际中遇到的问题,作者进行了一系列的研究分析工作。(1)分别针对沿海吹填造陆地区大跨钢结构厂房和沿海吹填造陆地区大跨混凝土结构厂房实际情况设计出两种地面做法。(2)将这两种地面做法在台州湾循环经济产业集聚区实际工程项目中加以应用。(3)从施工角度、沉降效果角度(对相应项目进行地面沉降观测,并进行数据分析)、造价角度三个方面对这两种地面做法进行分析,并与本区域其他地面做法(普通混凝土地面做法、真空预压法+普通混凝土地面做法和钻孔灌注桩法+普通混凝土地面做法)进行分析、对比,最后作出总结。本文经过了这一系列的研究和分析后,获得的主要结论是:地面做法原理:从沉降程度考虑,尽量控制地面各个部位一起沉降,主要是让普通混凝土地面做法无法沉降的部位能顺利沉降,且沉降程度与容易产生沉降的部位相近,从而达到地面平整的效果。研究出的针对沿海吹填造陆路地区大跨钢结构厂房(跨度30m-50m)地面做法一和针对沿海吹填造陆路地区大跨混凝土结构厂房(跨度10m左右)的地面做法二与真空预压法和钻孔灌注桩法对比有三个优点。(1)施工工艺易于掌握,施工便捷,施工速度快。(2)以地面做法一、地面做法二施工工艺施工的地面沉降均匀,地面不均匀沉降结果在可控范围内,能满足非特殊高精度工艺要求的工厂的日常生产需要。(3)地面做法一、地面做法二的造价经济合理,经济效益显著。