نه نکته کلیدی برای طراحی و ساخت ساختمان های کارخانه سازه های فولادی

ساختمان های کارخانه سازه های فولادیدر مهندسی ساخت و ساز به طور گسترده ای شناخته شده اند، زیرا ساخت سریع، سبک وزن، عملکرد لرزه ای خوب و سازگار با محیط زیست هستند. در طراحی ساختمان های صنعتی به تدریج جایگزین سازه های بتن آرمه سنگین تر شده اند.

سازه های فولادی برای مدت طولانی در چین مورد استفاده قرار نگرفته اند و طراحی دقیق و تکنیک های ساخت آنها هنوز در حال توسعه است. اگرچه ساختمان‌های صنعتی سازه‌های فولادی مزایای بسیاری دارند، فولاد به‌عنوان یک ماده دارای معایبی نیز می‌باشد، به عنوان مثال، مقاومت ضعیف در برابر آتش و تمایل به خوردگی. این عوامل باید در هر دو مرحله طراحی و ساخت در نظر گرفته شوند.

I. مزایای اصلی ساختمان های کارخانه سازه های فولادی

همانطور که در خلاصه ذکر شد، مزایای اصلیساختمان های صنعتی اسکلت فلزیبه شرح زیر هستند. اول، از نظر سرعت ساخت: قطعات فولادی را می توان به صورت انبوه در یک کارخانه تولید کرد. ساخت و ساز ساده است و نصب سریع است که مدت زمان ساخت را بسیار کوتاه می کند. دوم، از نظر وزن خود: وزن سازه ساختمان را می توان تا حدود 30٪ کاهش داد. این امر به ویژه در سایت‌هایی با ظرفیت باربری پایه پایین یا شدت استحکامات لرزه‌ای بالا، که اقتصاد کلی بهتر از سیستم‌های سازه‌ای بتن مسلح است، مقرون به صرفه است. در نهایت، از نظر حفاظت از محیط زیست: سازه های فولادی متعلق به خانواده سیستم های ساختمان سبز سازگار با محیط زیست هستند. فولاد به خودی خود یک ماده با استحکام بالا و راندمان بالا با ارزش بازیافت بالا است و در طول ساخت نیازی به قالب بندی ندارد.

II. اهمیت طراحی طراحی

نقشه ها اساس ساخت و ساز در هر پروژه هستند. در مرحله طراحی ساختمان صنعتی اسکلت فلزی، تکنسین های حرفه ای واحد ساختمانی باید سازماندهی شوند تا نقشه های مشترک را بررسی کنند و نقشه ها را از نظر "خطا، حذفیات، برخوردها و کاستی ها" بررسی کنند تا مشکلات قبل از شروع ساخت حل شود و تاثیر مسائل نقشه بر کیفیت و زمان بندی به حداقل برسد. برای پروژه سازه های فولادی، طرح های سازمان ساختمانی جداگانه برای مرحله ساخت و مرحله نصب باید تهیه شود. سند فرآیند ساخت باید استانداردهای کیفیت و الزامات فنی هر فرآیند و زیرمجموعه در مرحله ساخت و همچنین اقدامات خاص اتخاذ شده برای اطمینان از کیفیت محصول را پوشش دهد.

III. اصول طراحی برای سیستم مهاربندی

برای اطمینان از رفتار فضایی ساختمان، بهبود سختی کلی آن، مقاومت و انتقال نیروهای افقی طولی، جلوگیری از تغییر شکل بیش از حد اعضا، جلوگیری از کمانش اعضای فشاری، و تضمین پایداری کلی سازه، باید یک سیستم مهاربندی قابل اعتماد با توجه به فرم سازه ای ساختمان، چیدمان هر یک از جرثقیل ها، درجه حرارت و ارتفاع هر یک از جرثقیل ها، درجه حرارت کارگاه و ارتفاع تجهیزات تنظیم شود. هر منطقه دمایی باید دارای یک سیستم مهاربندی بین ستونی پایدار باشد که هماهنگ با مهاربندی افقی جانبی سقف تنظیم شده است. موقعیت مهاربندی ستون پایین یک عامل کلیدی است که جهت تغییر شکل طولی را تعیین می کند و بر میزان تنش حرارتی تأثیر می گذارد. مهاربندی ستون پایین باید تا حد امکان نزدیک به وسط منطقه دما قرار گیرد، به طوری که اعضای طولی مانند تیرهای جرثقیل بتوانند آزادانه به سمت هر دو انتها با تغییر دما منبسط و منقبض شوند. هنگامی که منطقه دما کوتاه است، یک مجموعه منفرد از مهاربندی های ستون پایین به طور کلی در وسط قرار می گیرد. با این حال، زمانی که منطقه دما بیشتر از 150 متر است، دو مجموعه مهاربندی ستون پایین باید در داخل منطقه نصب شود تا از سختی طولی اطمینان حاصل شود. آنها باید تا حد امکان در یک سوم میانی منطقه دما قرار گیرند و فاصله مرکز تا مرکز بین دو مجموعه نباید از 72 متر تجاوز کند تا از تنش حرارتی بیش از حد جلوگیری شود.

IV. نکات کلیدی برای طراحی لرزه ای

هنگام انجام طراحی لرزه ای ساختمان صنعتی اسکلت فلزی باید به نکات زیر توجه کرد. ابتدا از نظر چیدمان کلی، جرم و سختی سازه باید به طور یکنواخت توزیع شود تا بنا به طور یکنواخت بارگذاری شود و به طور هماهنگ تغییر شکل دهد. از سختی ناهموار باید اجتناب شود، زیرا تأثیر نامطلوبی بر عملکرد لرزه ای دارد. برای سازه عرضی، یک قاب صلب یا قابی که در آن خرپا سقف به طور محکم به ستون ها متصل است، باید اتخاذ شود تا از عملکرد باربری فولاد به طور کامل استفاده شود و تغییر شکل عرضی کاهش یابد. دوم، ساختمان‌های سازه‌های فولادی معمولاً نه به دلیل ناکافی بودن استحکام اعضا، بلکه به دلیل کمانش اعضا از کار می‌افتند. بنابراین، یک سیستم مهاربندی منظم که پایداری کلی ساختمان را تضمین می کند از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در نهایت، در اثر زلزله، خستگی در سیکل کم رخ می دهد و تاثیر آن بر ساختمان باید در طراحی در نظر گرفته شود. طراحی اتصالات سازه ای باید اطمینان حاصل کند که خرابی اتصال قبل از تسلیم شدن تمام بخش اعضای سازه اتفاق نمی افتد. اعضا باید اجازه ورود به مرحله پلاستیک را داشته باشند تا بتوانند انرژی لرزه ای را به طور کامل جذب کرده و ظرفیت لرزه ای خود را توسعه دهند.

V. اهمیت طراحی مقاوم در برابر حرارت و آتش

ساختمان های صنعتی سازه های فولادیمقاومت در برابر آتش ضعیفی دارند هنگامی که فولاد بالای 100 درجه سانتیگراد گرم می شود، مقاومت کششی آن کاهش می یابد و با افزایش دما، انعطاف پذیری آن افزایش می یابد. در حدود 250 درجه سانتیگراد، استحکام کششی فولاد کمی افزایش می یابد در حالی که انعطاف پذیری آن کاهش می یابد - پدیده ای که به عنوان شکنندگی آبی شناخته می شود. در دمای بالای 250 درجه سانتیگراد، فولاد شروع به خزش می کند. در حدود 500 درجه سانتیگراد، استحکام فولاد به حدی کاهش می یابد که ممکن است ساختار فولادی فرو بریزد. بنابراین، هر زمان که دمای سطح یک سازه فولادی از 150 درجه سانتیگراد بیشتر شود، باید عایق حرارتی و طراحی حفاظت در برابر آتش ارائه شود (معمولاً با اعمال پوششهای مقاوم در برابر حرارت و محافظ در برابر آتش حاصل می شود).

در ساخت و ساز ازساختمان های صنعتی اسکلت فلزی، بسیاری از مشکلات عملی بوجود می آیند. در اینجا ما فقط برجسته ترین آنها را تجزیه و تحلیل می کنیم.

VI. تعبیه پیچ لنگر در حین ساخت

می توان گفت که آیا انکر بولت ها به طور محکم نصب می شوند، برای پایداری یک ساختمان صنعتی سازه فولادی بسیار مهم است. دقت انکر بولت ها به طور مستقیم بر موقعیت سازه فولادی تأثیر می گذارد. پیچ های لنگر باید با دقت بسیار بالایی تعبیه شوند: انحراف محور ± 2.0 میلی متر و ارتفاع ± 5.0 میلی متر. قبل از نصب پیچ و مهره های لنگر ستون، هر محور از شبکه کنترل افقی را بر روی سطح بالای پایه ستون قرار دهید و حلقه را ببندید تا دقت نصب پیچ ها تضمین شود. سپس لبه های بیرونی ستون ها را با توجه به محورها علامت گذاری کنید. پس از نصب قاب تکیه گاه (شورینگ) برای پیچ های لنگر ستون، ارتفاع مورد نیاز را روی قاب لوله فولادی منتقل کنید. 

VII. اقدامات احتیاطی در هنگام بلند کردن

اقدامات احتیاطی اصلی به شرح زیر است. ابتدا خطوط مرکزی متقاطع را روی صفحه پایه پایه ستون و خطوط مرکزی انکر بولت ها علامت بزنید و سوراخ های برشی پایه ستون را تمیز کنید. پس از قرار گرفتن ستون فولادی در موقعیت خود، ارتفاع آن را تنظیم کرده و مهره ها را سفت کنید. دوم، پس از نصب ستون‌های فولادی در یک منطقه، میله‌های اتصال (اعضای اتصال) را نصب کنید تا از پایداری کلی ستون‌ها اطمینان حاصل شود و از تغییر شکل آن‌ها در هنگام بالا بردن تیرهای فولادی جلوگیری شود. در نهایت، تیرهای فولادی را بالا ببرید: جفت تیرها را در هوا به هم وصل کنید و پیچ و مهره های با مقاومت بالا را سفت کنید. برای جلوگیری از کج شدن آن به یک طرف، تیر اول باید با چهار سیم سیمی محکم شود.

هشتم. مشکلات در نصب سیستم تیر جرثقیل

در طول ساخت و ساز، تیرهای جرثقیل باید دقیقاً از محل مهاربندی ستون، مطابق با مشخصات نصب شوند. هنگامی که مهاربندی بین ستونی نصب و متصل شد، یک واحد سختی فضایی نسبتاً پایدار را تشکیل می‌دهد. نصب از این محل ایمن تر است و همچنین تضمین می کند که نصب تیرهای جرثقیل بر عمودی ستون ها تأثیر نمی گذارد. در حین نصب، صفحات شیم باید زیر تیرهای جرثقیل با انحرافات قسمت انتهایی بزرگ قرار گیرند. این شیلنگ ها باید پس از تنظیم سیستم تیر جرثقیل در جای خود جوش داده شوند و تیرها باید دقیقاً در برابر خطوط تعیین موقعیت از پیش تنظیم شده قرار گیرند. سیستم ترمز فقط پس از تنظیم و ثابت شدن پرتوهای جرثقیل باید به طور رسمی وصل شود. هنگامی که صفحه ترمز توسط پیچ و مهره های با مقاومت بالا به تیر جرثقیل و با جوشکاری به خرپا کمکی متصل می شود، ترتیب اهمیت دارد: ابتدا صفحه ترمز را با پیچ های با استحکام بالا به تیر جرثقیل متصل کنید و سفت کردن اولیه را انجام دهید. سپس خرپا کمکی را تنظیم کنید، آن را به صفحه ترمز جوش دهید و آخرین سفت کردن پیچ های با استحکام بالا را انجام دهید. در نهایت صفحه ترمز را به خرپا کمکی جوش دهید. هم سفت شدن پیچ های با استحکام بالا و هم جوش صفحه ترمز باید از مرکز هر صفحه به سمت هر دو لبه انجام شود تا استرس داخلی در صفحه کاهش یابد.

IX انباشته شدن قطعات فولادی

برای سهولت در نصب، اجزای فولادی باید پس از رسیدن به محل به روشی معقول روی هم چیده شوند. این اصول عبارتند از: اجزایی که برای نصب نیاز فوری دارند، باید مستقیماً در محل روی هم چیده شوند، طبق ترتیب بالا بردن - آنهایی که قرار است بلند شوند ابتدا به بالا می روند و آنهایی که بعداً بلند می شوند به پایین می روند. اجزایی که نیاز فوری ندارند باید به طور موقت خارج از سایت ذخیره شوند. هنگام چیدمان، ستون ها و تیرها را از هم جدا نگه دارید و آنها را بر اساس محور قرار دهید. حیاط انبار باید توسط پرسنل تعیین شده مدیریت شود. قطعات باید در برابر الزامات عرضه و لیست تحویل شمارش شوند و سوابق باید بایگانی شوند. اعضای بخش H باید به صورت عمودی و هرگز صاف نگهداری شوند. هر جزء باید حداقل در دو نقطه پشتیبانی شود. نقاط تکیه گاه باید در حدود یک هفتم دهانه انتهای اعضا قرار گیرند. هنگام انباشته شدن در لایه ها، بیش از سه لایه مجاز نیست. بلوک های چوبی باید به درستی بین لایه ها قرار گیرند تا آنها را در یک سطح نگه دارند و نقاط پشتیبانی باید به صورت عمودی تراز شوند.