Siyam na Pangunahing Punto para sa Disenyo at Konstruksyon ng Mga Gusaling Pabrika ng Istraktura ng Bakal

Mga gusali ng pabrika ng istraktura ng bakalay malawak na kinikilala sa construction engineering dahil mabilis silang bumuo, magaan sa sariling timbang, may mahusay na seismic performance, at environment friendly. Sa disenyo ng mga pang-industriyang gusali, unti-unti nilang pinalitan ang mas mabigat na reinforced concrete structure.

Ang mga istrukturang bakal ay hindi pa ginagamit sa China sa loob ng mahabang panahon, at ang kanilang mga detalyadong disenyo at mga diskarte sa pagtatayo ay ginagawa pa rin. Bagama't ang mga gusaling pang-industriya ng istruktura ng bakal ay nag-aalok ng maraming mga pakinabang, ang bakal bilang isang materyal ay mayroon ding mga disbentaha—halimbawa, mahinang paglaban sa sunog at posibilidad na maagnas. Ang mga salik na ito ay dapat isaalang-alang sa panahon ng disenyo at mga yugto ng konstruksiyon.

I. Ang Pangunahing Kalamangan ng Mga Gusaling Pabrika ng Istraktura ng Bakal

Tulad ng nabanggit sa buod, ang mga pangunahing bentahe ngistraktura ng bakal mga gusaling pang-industriyaay ang mga sumusunod. Una, sa mga tuntunin ng bilis ng konstruksiyon: ang mga bahagi ng bakal ay maaaring gawing mass-produce sa isang pabrika; ang konstruksiyon ay simple at ang pagtayo ay mabilis, na lubos na nagpapaikli sa panahon ng pagtatayo. Pangalawa, sa mga tuntunin ng timbang sa sarili: ang bigat ng istruktura ng gusali ay maaaring mabawasan ng halos 30%; ito ay lalo na matipid sa mga site na may mababang kapasidad sa pagdadala ng pundasyon o mataas na seismic fortification intensity, kung saan ang pangkalahatang ekonomiya ay mas mahusay kaysa sa reinforced concrete structural system. Panghuli, sa mga tuntunin ng pangangalaga sa kapaligiran: ang mga istrukturang bakal ay nabibilang sa pamilya ng eco-friendly na berdeng mga sistema ng gusali; Ang bakal mismo ay isang mataas na lakas, mataas na kahusayan na materyal na may mataas na halaga ng pag-recycle, at hindi ito nangangailangan ng formwork sa panahon ng pagtatayo.

II. Ang Kahalagahan ng Disenyo ng Pagguhit

Ang mga guhit ay ang batayan ng pagtatayo sa anumang proyekto. Sa yugto ng disenyo ng isang gusaling pang-industriya ng istraktura ng bakal, ang mga propesyonal na technician ng yunit ng konstruksiyon ay dapat na ayusin upang magsagawa ng isang pinagsamang pagsusuri sa pagguhit, suriin ang mga guhit para sa "mga error, pagtanggal, banggaan, at mga kakulangan" upang ang mga problema ay malutas bago magsimula ang konstruksiyon at ang epekto ng mga isyu sa pagguhit sa kalidad at iskedyul ay pinananatiling pinakamaliit. Para sa isang proyekto ng istraktura ng bakal, ang mga hiwalay na disenyo ng organisasyon ng konstruksiyon ay dapat na ihanda para sa yugto ng katha at yugto ng pagtayo; ang dokumento ng proseso ng katha ay dapat sumaklaw sa mga pamantayan ng kalidad at teknikal na mga kinakailangan ng bawat proseso at sub-item sa yugto ng katha, gayundin ang mga partikular na hakbang na pinagtibay upang matiyak ang kalidad ng produkto.

III. Mga Prinsipyo ng Disenyo para sa Bracing System

Upang matiyak ang spatial na pag-uugali ng gusali, pagbutihin ang pangkalahatang katigasan nito, labanan at magpadala ng mga pahaba na pahalang na puwersa, maiwasan ang labis na pagpapapangit ng mga miyembro, maiwasan ang buckling ng mga miyembro ng compression, at magarantiya ang pangkalahatang katatagan ng istraktura, dapat ayusin ang isang maaasahang bracing system ayon sa istrukturang anyo ng gusali, ang layout ng crane, vibrating equipment, ang span ng temperatura at ang taas ng bawat lugar ng pagawaan. Ang bawat temperatura zone ay dapat bigyan ng isang matatag na inter-column bracing system, na nakaayos sa koordinasyon sa roof lateral horizontal bracing. Ang posisyon ng lower-column bracing ay isang pangunahing kadahilanan na tumutukoy sa direksyon ng longitudinal deformation at nakakaapekto sa dami ng thermal stress; ang lower-column bracing ay dapat ilagay nang mas malapit hangga't maaari sa gitna ng temperature zone, upang ang mga longhitudinal na miyembro tulad ng mga crane beam ay maaaring lumawak at malayang umukit patungo sa magkabilang dulo habang nagbabago ang temperatura. Kapag maikli ang temperature zone, karaniwang inilalagay sa gitna ang isang set ng lower-column bracing. Gayunpaman, kapag ang temperatura zone ay mas mahaba kaysa sa 150 m, dalawang set ng lower-column bracing ay dapat i-install sa loob ng zone upang matiyak ang longitudinal stiffness; dapat silang ilagay sa loob ng gitnang ikatlong bahagi ng temperatura zone hangga't maaari, at ang distansya ng center-to-center sa pagitan ng dalawang set ay hindi dapat lumampas sa 72 m, upang maiwasan ang labis na thermal stress.

IV. Mga Pangunahing Punto para sa Seismic Design

Kapag isinasagawa ang seismic na disenyo ng isang istraktura ng bakal na pang-industriya na gusali, ang mga sumusunod na punto ay dapat tandaan. Una, sa mga tuntunin ng pangkalahatang layout, ang masa at higpit ng istraktura ay dapat na pantay na ibinahagi upang ang gusali ay na-load nang pantay-pantay at deforms sa isang coordinated na paraan; ang hindi pantay na paninigas ay dapat na iwasan, dahil ito ay may hindi magandang epekto sa seismic performance. Para sa transverse na istraktura, ang isang matibay na frame, o isang frame kung saan ang roof truss ay mahigpit na konektado sa mga haligi, ay dapat na pinagtibay, upang lubos na magamit ang pagganap ng pagkarga ng bakal at mabawasan ang transverse deformation. Pangalawa, ang mga gusali ng bakal na istraktura ay karaniwang nabigo hindi dahil ang lakas ng mga miyembro ay hindi sapat, ngunit dahil ang mga miyembro ay buckle; samakatuwid, ang isang maayos na sistema ng bracing na ginagarantiyahan ang pangkalahatang katatagan ng gusali ay lalong mahalaga. Sa wakas, sa ilalim ng pagkilos ng lindol, ang mababang-cycle na pagkapagod ay nangyayari, at ang epekto nito sa gusali ay dapat isaalang-alang sa disenyo. Ang disenyo ng mga istrukturang koneksyon ay dapat tiyakin na ang magkasanib na kabiguan ay hindi mangyayari bago ang buong seksyon na pagbubunga ng mga istrukturang miyembro; ang mga miyembro ay dapat na payagang pumasok sa plastic stage upang sila ay lubos na masipsip ng seismic energy at bumuo ng kanilang seismic capacity.

V. Ang Kahalagahan ng Disenyong Panlaban sa init at Sunog

Istraktura ng bakal na mga gusaling pang-industriyamay mahinang paglaban sa sunog. Kapag ang bakal ay pinainit nang higit sa 100 °C, bumababa ang tensile strength nito at tumataas ang plasticity nito habang tumataas ang temperatura. Sa paligid ng 250 °C, bahagyang tumataas ang tensile strength ng bakal habang bumababa ang plasticity nito—isang phenomenon na kilala bilang blue brittleness. Sa itaas ng 250 °C, ang bakal ay nagsisimulang gumapang. Sa humigit-kumulang 500 °C, ang lakas ng bakal ay bumaba nang napakababa na ang istraktura ng bakal ay maaaring gumuho. Samakatuwid, sa tuwing ang temperatura sa ibabaw ng isang istraktura ng bakal ay lumampas sa 150 °C, ang thermal insulation at disenyo ng proteksyon sa sunog ay dapat ibigay (karaniwang nakakamit sa pamamagitan ng paglalapat ng heat-resistant, fire-protection coatings).

Sa pagtatayo ngistraktura ng bakal mga gusaling pang-industriya, maraming praktikal na problema ang lumitaw; dito lamang namin sinusuri ang mga pinakatanyag.

VI. Pag-embed ng Anchor Bolts Habang Konstruksyon

Masasabi na kung ang mga anchor bolts ay matatag na naka-install ay mahalaga sa katatagan ng isang istraktura ng bakal na pang-industriya na gusali. Ang katumpakan ng mga anchor bolts ay direktang nakakaapekto sa pagpoposisyon ng istraktura ng bakal. Ang mga anchor bolts ay dapat na naka-embed na may mahigpit na katumpakan: axis deviation ±2.0 mm, at elevation ±5.0 mm. Bago i-install ang column anchor bolts, i-project ang bawat axis ng horizontal control network sa tuktok na ibabaw ng column foundation at isara ang loop, upang masiguro ang katumpakan ng pag-install ng bolts; pagkatapos ay markahan ang mga panlabas na gilid ng mga haligi ayon sa mga axes. Kapag naitayo na ang support frame (shoring) para sa column anchor bolts, ilipat ang kinakailangang elevation papunta sa steel-tube frame. 

VII. Mga Pag-iingat Sa Panahon ng Hoisting

Ang mga pangunahing pag-iingat ay ang mga sumusunod. Una, markahan ang mga cross centerline sa base plate ng column foot at ang mga centerline ng anchor bolts, at linisin ang mga shear hole sa column base; pagkatapos na ang haligi ng bakal ay nasa posisyon, ayusin ang elevation nito at higpitan ang mga mani. Pangalawa, pagkatapos maitayo ang mga haligi ng bakal sa isang lugar, i-install ang mga tie rods (pagkonekta ng mga miyembro), upang matiyak ang pangkalahatang katatagan ng mga haligi at maiwasan ang mga ito na mag-deform kapag ang mga steel beam ay itinaas. Panghuli, itaas ang mga bakal na beam: ikonekta ang mga pares ng mga beam sa kalagitnaan ng hangin at gawin ang paunang paghihigpit ng mga high-strength bolts; ang unang sinag ay dapat na na-secure na may apat na guy wire upang maiwasan ito mula sa Pagkiling sa isang gilid.

VIII. Mga Kahirapan sa Pag-install ng Crane Beam System

Sa panahon ng konstruksyon, ang mga crane beam ay dapat na mai-install nang mahigpit mula sa column-braced bay, alinsunod sa mga detalye. Kapag ang inter-column bracing ay na-install at nakakonekta, ito ay bumubuo ng isang medyo matatag na spatial stiffness unit; Ang pag-install mula sa bay na ito ay mas ligtas at tinitiyak din na ang pagtayo ng mga crane beam ay hindi makakaapekto sa verticality ng mga column. Sa panahon ng pag-install, ang mga shim plate ay dapat ilagay sa ilalim ng mga crane beam na may malalaking paglihis ng end-section; ang mga shims na ito ay dapat na hinangin sa lugar pagkatapos na maisaayos ang crane beam system, at ang mga beam ay dapat na nakahanay nang tumpak sa mga pre-set positioning lines. Ang sistema ng pagpepreno ay dapat na pormal na konektado pagkatapos lamang na maiayos at maayos ang mga beam ng kreyn. Kapag ang brake plate ay konektado sa crane beam sa pamamagitan ng high-strength bolts at sa auxiliary truss sa pamamagitan ng welding, mahalaga ang sequence: ikonekta muna ang brake plate sa crane beam na may high-strength bolts at isagawa ang paunang tightening; pagkatapos ay ayusin ang auxiliary truss, i-tack-weld ito sa brake plate, at gawin ang panghuling paghigpit ng mga high-strength bolts; sa wakas, hinangin ang brake plate sa auxiliary truss. Parehong ang paghihigpit ng mga high-strength bolts at ang welding ng brake plate ay dapat magpatuloy mula sa gitna ng bawat plate patungo sa magkabilang gilid, upang mabawasan ang panloob na stress sa plate.

IX. Pagtatambak ng mga Bahagi ng Bakal

Upang gawing mas madali ang pagtayo, ang mga bahagi ng bakal ay dapat na isalansan sa isang makatwirang paraan pagkatapos na dumating sila sa site. Ang mga prinsipyo ay: ang mga sangkap na apurahang kailangan para sa pagtayo ay dapat na isalansan nang direkta sa site, na sumusunod sa pagkakasunud-sunod ng hoisting—ang unang iaakyat ay napupunta sa itaas, at ang mga itatayo ay nasa ibaba; ang mga bahagi na hindi agad kailangan ay dapat na pansamantalang itago sa labas ng site. Kapag nagsasalansan, panatilihing magkahiwalay ang mga column at beam, at i-stack ang mga ito sa pamamagitan ng axis. Ang storage yard ay dapat pangasiwaan ng mga itinalagang tauhan; ang mga bahagi ay dapat mabilang laban sa mga kinakailangan sa supply at listahan ng paghahatid, at ang mga talaan ay dapat na isampa. Ang mga miyembro ng H-section ay dapat na nakaimbak nang patayo, hindi kailanman patag. Ang bawat bahagi ay dapat na suportado sa hindi bababa sa dalawang puntos; ang mga punto ng suporta ay dapat na matatagpuan sa humigit-kumulang isang-ikapitong bahagi ng span mula sa mga dulo ng miyembro. Kapag nakasalansan sa mga layer, hindi hihigit sa tatlong mga layer ang pinapayagan; ang mga bloke ng troso ay dapat na mailagay nang tama sa pagitan ng mga layer upang panatilihing pantay ang mga ito, at ang mga punto ng suporta ay dapat na nakahanay nang patayo.