侯 偉

(中冶南方工程技術有限公司，湖北 武漢 430223)

0 引言

鋼結構廠房通常有重型和輕型之分，主要是根據(jù)廠房內有無吊車、吊車噸位大小、工作級別、軌面標高、廠房高度等來劃分。重型鋼結構廠房主要參照GB 50017—2017鋼結構設計標準來設計，輕型鋼結構主要參照GB 51022—2015門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規(guī)范來設計。對于重型鋼結構廠房的圍護結構比如屋面和墻面檁條可以采用GB 51022—2015門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規(guī)范來設計。

重型鋼結構廠房主要包括以下幾大系統(tǒng)：基礎系統(tǒng)、柱子系統(tǒng)、吊車梁系統(tǒng)、屋蓋系統(tǒng)、墻架系統(tǒng)。

從2000年至今，我國鋼鐵產能急劇擴張，這其中不論是大型國有鋼廠，還是小的民營鋼鐵企業(yè)都新上了不少項目，當然相應的廠房建設也是必不可少的在這其中，也都出現(xiàn)了不少錯誤，有的甚至是很低級的。下面就工程中遇到的問題及需要考慮的事項給大家作以介紹，供大家學習。

1 基礎系統(tǒng)

1.1 基礎埋深

基礎的埋置深度除了按基礎規(guī)范按建筑物高度的1/15～1/18外，主要要考慮管線的埋深，以及設備基礎的埋深，很多廠房基礎設計時機組資料還沒有，可以把靠近機組的廠房柱基礎暫緩設計，以免造成返工。

1.2 基礎梁

一般廠房在下柱有柱間支撐跨間，基礎之間沿廠房縱向都會設置基礎梁，某工程中拉梁跨度為24 m，如果中間不設支點，則拉梁斷面尺寸將達到800×1 700。如果中間設支點，雖然增加了支點基礎混凝土量及地基處理的費用，但拉梁跨度減小為12 m，則拉梁斷面尺寸也隨之減小為400×800，總體還是節(jié)省了投資。關于柱間支撐處柱基礎的拉梁一般認為：拉梁跨度小于15 m，中部不設支點；拉梁跨度在15 m～18 m之間，中部支點可設可不設；拉梁跨度超過18 m，從經濟角度考慮宜設中部支點。

2 柱子系統(tǒng)

2.1 柱子腹桿的設置

冶金廠房中管道都比較多，在這里要說的是廠房柱為雙肢柱時，管道在穿柱子的地方，要注意柱肢間斜腹桿的設置要避開管道或者是調整管道位置。

2.2 柱間支撐的位置

對結構來說，柱間支撐設在溫度區(qū)段的中間是最好的，但這個應由工藝專業(yè)來確認。在實際的工程中，很多時候為了滿足工藝要求，柱間支撐都不在中間。

2.3 鋼管混凝土排氣孔的留設

廠房柱設計中經常用到鋼管混凝土，需要注意不要將排氣孔留在柱頂，經常留在柱頂?shù)呐艢饪妆坏踯嚵合乱砭壣w住，造成排氣不暢，最后爆管，建議設在柱頂側面，超灌時比較好控制。

2.4 柱子與屋面放在一起計算

目前設計的精細化程度都比較高，為了使計算的簡圖更加貼近實際工況，用PKPM平面框架計算排架結構時，把屋面梁或屋架建在同一模型中，這樣可以考慮他們之間剛度的相互影響，計算更加準確。

3 吊車梁系統(tǒng)

3.1 確認吊車是否帶水平導向輪

有很多設計人員可能沒有注意到這一點，在大跨度廠房中，吊車的跨度大，吊車一般都帶有水平導向輪，這個需要在選擇壓軌器時注意，由于水平導向輪有一定的高度，所選的壓軌器和連接螺栓與水平導向輪不能碰?，F(xiàn)場出現(xiàn)過由于壓軌器選擇錯誤，導致現(xiàn)場安裝后才發(fā)現(xiàn)吊車不能運行，處理辦法主要是更換壓軌器或者是吊車梁上翼緣與柱連接節(jié)點處高強螺栓反裝。

3.2 上吊車梁走道板鋼梯設置

上吊車梁走道板鋼梯在設計時應注意結合內網的排管圖，保證踏步上方的凈空。吊車梁走道板的樓梯開孔不要開在走道板的中間，這樣很難通行。

3.3 柱間支撐處吊車梁與柱頂連接螺栓

吊車梁在柱間支撐處通過高強螺栓與柱頂節(jié)點板連接，用來傳遞吊車的縱向水平剎車力和山墻的風荷載。很多人會忽視屋面橫向天窗在風荷載作用下產生的水平力，由于冶金廠房發(fā)熱量比較大，橫向天窗的數(shù)量相應也多，所以不能忽視。

3.4 吊車梁鋼軌伸縮縫位置

吊車梁鋼軌的伸縮縫(15 mm或與廠房伸縮縫相匹配)位置通常設在廠房吊車梁伸縮縫位置附近，拼接接頭應與梁的伸縮縫錯開約500 mm，兩者不要重合。

3.5 長懸挑吊車梁遠端支座受拉

在工程中有時會碰到廠房端部吊車梁懸挑出去較長，通過計算遠端支座不是受壓，而是受拉，這時遠端支座應做成平板式支座，與柱頂連接可靠，而不能采用凸緣式支座。

3.6 高強鋼的應用

重型廠房中吊車的噸位都比較大，吊車梁的高度也比較高，這時可以采用高強度的Q390，Q420鋼材，這樣可以減小吊車梁高度，增加廠房下部凈空，避免采用很厚的鋼板，同時也可減少鋼材用量。

4 屋蓋系統(tǒng)

4.1 屋面單梁吊檢修走道爬梯與柱間支撐相碰

屋面單軌吊檢修走道爬梯在端部軸線處與上柱的柱間支撐相碰，設計人員應當注意，同時還應注意爬梯的立柱不與吊車相碰。

4.2 抽柱處屋面梁與托梁連接

冶金廠房中會有抽柱的情況，廠房是剛架形式時，最好屋面梁與托梁疊接，這樣做的好處是托梁兩端與柱頂連接時可避開節(jié)點核心區(qū)的加勁，核心區(qū)的加勁和柱頂?shù)纳w板可以在工廠焊，以保證質量。

5 墻架系統(tǒng)

5.1 墻架柱與吊車梁輔助桁架節(jié)間對應

廠房縱墻采用懸掛式結構，豎向荷載由墻架柱傳給吊車梁輔助桁架，上端以天溝為水平支點。要注意的是墻架柱的位置要與吊車梁輔助桁架的節(jié)間對應，保證強加荷載以集中力傳至輔助桁架的節(jié)點，而不是傳至桁架的節(jié)間。同樣墻架柱上部應與屋面天溝底部的加勁錯開。這里面還有一點需要注意就是，墻架柱的上段以天溝作為支點，天溝平面外剛度較差，受彎性能較弱，應該在墻架柱支點位置，把天溝與屋面支撐體系相連，這樣墻面的水平力就通過天溝傳給屋面支撐體系。

5.2 山墻墻架柱間設支撐

山墻采用自立式結構，豎向荷載由墻架柱直接傳到基礎，上端以屋面檁條作為水平支撐點。當廠房較高或吊車噸位較大時，為保證山墻的剛度，在墻架柱間宜設置柱間支撐，尤其是在地震烈度較高的地區(qū)更應該設置。對單跨廠房一般設置一道柱間支撐，當廠房高度與跨度之比較大時(高度接近跨度的2倍時)宜設置兩道柱間支撐。對等高多跨廠房，可僅在兩側跨的山墻設置柱間支撐；對不等高多跨廠房，應在高跨和低跨分別設置。在柱間支撐的節(jié)點處，宜設置通常的水平系桿，作為未與柱間支撐相連的墻架柱的側向支承點。

6 結語

大型廠房的設計是一個大的系統(tǒng)工程，并不是一個人從上到下慢慢完成的。實際的設計過程中，往往是4個人～5個人，每人一個系統(tǒng)做下來。這樣就需要設計人員相互配合，把系統(tǒng)間的連接和對應關系搞清楚。以上所提到的問題都是在工作中經常碰見的問題，并提出了一些觀點，可能有不妥的地方，愿和業(yè)內人士共同探討，其目的就是把重型廠房設計得更合理，更安全，減少現(xiàn)場的返工。