工业厂房排架结构设计与施工

栗志

辽宁科技大学工程技术有限公司 辽宁省鞍山市 114000

摘要：工业厂房排架结构设计是工厂重要生命线工程之一，主体建筑结构的安全直接关系到工厂的正常运作。基于此，本文重点分析了工业厂房排架结构设计与施工。

关键词：工业厂房；排架结构；设计；施工

目前，我国工业生产所需厂房大多采用预制排架结构，由于生产规模需要，当前建造的工业工厂面积普遍大，因此，经综合考虑，大多企业会选择跨度较大单层厂房，普遍用预应力混凝土结构或钢结构。混凝土柱采杉预制或现浇，根据以往类似结构施工经验，现浇混凝土柱的施工存在一定困难，因而预埋件不仅要满足要求的平整度，而且各轴线上牛腿顶面标高要一致。

一、工业厂房概述

工业厂房指直接用于生产或为生产配套的各种房屋，包括主要车间、辅助用房及附属设施用房。凡工业、交通运输、商业、建筑业及科研、学校等单位中的厂房都应包括在内。工业厂房除用于生产的车间，还包括其附属建筑物。

1、特点。工业厂房按其建筑结构型式可分为单层、多层工业建筑，其中，多层工业建筑的厂房大多见于轻工、电子、仪表、通信、医药等行业，此类厂房楼层一般不是很高，其照明设计与常见科研实验楼等相似，多采用三基色稀土荧光灯照明方案。机械加工、冶金、纺织等行业的生产厂房一般为单层工业建筑，并且根据生产需要，更多的是多跨度单层工业厂房，即紧挨着平行布置的多跨度厂房，跨度视需要可相同或不同。

2、分类。根据产品生产特点，工业厂房大致可分为：(1)一般性生产厂房：正常环境下生产的厂房。(2)爆炸和火灾危险性生产厂房：正常生产或储存有爆炸及火灾危险物的厂房。(3)处在恶劣环境下的生产厂房：多尘、潮湿、高温或有蒸汽、振动、烟雾、酸碱腐蚀性气体或物质、有辐射性物质的生产厂房。根据上述的分类，应严格遵照生产条件的不同进行工厂照明设计。

二、工业厂房排架结构

排架构造的组成是以柱子，两边的柱子，有一个屋架支撑在柱子上，构成了这样的一排，下面又是一排，在这两排上面上屋架之间放上一个板子构成个空架连续的房子。排架特性是在本身平面内承载力和刚度较大，而排架间承载才能则较弱，通常在两个支架间应加上相应支撑，防止风和载的一个推进，发作侧向的挪动，合适用于单层的工业厂房。

排架构造的特性是承载才能及逾越空间的才能大，排架构造的跨度可超36m，吊车吨位可达250t以至更大。假如厂房的长度或宽度过大，当气温变化时，厂房构造地上局部热胀冷缩大，而公开局部受温度变化影响小，根本上不产生温度变形，这样厂房上部构造的伸缩遭到限制，构造内部产生温度应力。当温度应力较大时，可使屋面、墙体等开裂，影响厂房的正常运用。

三、工业厂房排架结构设计与施工

1、场地布置。在预制排架结构前，先要总览全局，做好构件平面构图，并预先布置吊车工作路线，熟识上下叠层结构的限购搭建顺序，预制好的柱子应以建造场地中心为基准两端排列，屋顶构架及薄板梁在搭建有效区域内以轴线平行方式布置，柱子预制以两三根为一组，屋架及薄腹梁用三四榀叠浇生产，这样能满足场地内预制构件的需求，而且节省了成本，降低了胎膜费用。此外，在正式搭建前，应提前处理好场地内的防水系统和相关设施。

2、胎模制作。对于胎模表面，要求平整且水平，预制叠层构件时，胎膜表面或上下层构件间隔离剂应为油毡或厚塑料布。叠层施工柱“工”字处，下层柱应用灌砂振实，并与柱面齐平，上面砌砖成形“工”字形模，并应用水泥砂浆压光。

制作胎模时应注意：⑴胎膜所用材料应外观平直、无内部缺陷松木，并刨平，同一块胎模背肋保持相同尺寸，这样能保证构件拼接时尺寸的准确性及其加固处理时有效性。⑵接口部位尺寸大小应一致，切面相符，并应进行预对接试验，若存在缝隙，则应调整。⑶在固定立柱膜前，先在胎膜直立后底处封口及四周贴上海绵条，以防止浇筑中出现泥浆渗漏，并对该区域进行特殊处理，使灌注后混凝土柱能有效成型。⑷固定立柱时，准确调整柱周缆风绳松紧度，使其处于最垂直状态。每隔一定尺寸用柱箍捆绑，以确保截面尺寸一致，尤其是在胎模背肋和柱箍间要挤紧，否则会留有空隙，使立柱浇筑后成型表面不平。

3、柱子、屋架和薄腹梁预制。现场预制件一般采用竹胶板胎模，叠层施工时，柱子牛腿处、柱根部、柱顶处胎模一次支设到顶，屋架现浇腹杆与上下弦交角处胎模一次支设到顶；预留筋或预埋件要有准确的埋置标高。柱子吊环吊点的位置和吊环钢筋的直径需由施工单位综合考虑吊点位置、构件抗弯强度与抗裂性、钢筋抗拉强度、抗拔力、局部承压强度等，并计算后确定。

屋架及薄腹梁外形尺寸大，杆件截面小，节点钢筋密，支模时要确保埋件位置准确。屋架现浇杆件钢筋绑扎完后，拼装预制腹杆，从中间节点向两侧布放。拼装完后，放置波纹管。放置前，调整影响波纹管位置的屋架下弦各节点钢筋。穿波纹管应在端锚板安装前进行，波纹管接头应采用波纹套管连接，并用胶带缠裹接头，防止漏浆。接头处波纹管不得向内倒边，以免影响穿束。波纹管应使用无齿锯切割，切割后应修平切口。

4、预应力屋架张拉及灌浆。张拉前，应对张拉机具和仪表维护验证，并仔细检查构件几何尺寸、混凝土捣制质量和孔道位置。孔道必须保证尺寸和位置正确，平顺畅通，无局部弯曲；屋架端部锚具下预埋板位置和垂直度应准确，板面应平整，孔道接头无漏浆，灌浆前孔道应湿润干净，灌浆孔及排气孔应符合设计要求；屋架混凝土强度达到设计强度100%。

①张拉工艺

(1)钢丝下料：根据以下公式计算钢丝下料长度，使用砂轮切割机、氧乙炔或压力钳剪断钢丝，严禁电弧焊切割。

L＝l+(l1+l2+80)+(h+δ)

式中：L——钢丝束下料长度；l——屋架长度；l1——锚环厚度；l2——千斤顶分丝头到卡盘外端距离；h——锚板厚度；δ----钢丝束镦头留量，对φs5取10mm。

(2)镦头：用于镦头处钢丝要用砂轮切割机切断的端头。φs5碳素钢丝镦头采用LD10型冷镦器。镦头尺寸：外径1.4～1.5d，高0.95～1.05d(d为钢丝直径)，头型圆整，不偏歪，颈部母材不受损伤。钢丝镦头强度不应低于母材强度标准值98%，镦头中心偏移允许偏差为1mm。在钢丝镦头圆弧周围，不应存在延伸到钢丝母材裂纹，镦头拉伸试验应符合镦头强度要求。

(3)编束：将钢丝束按设计要求依次摆放在平整地坪上，用铁丝将内外圈钢丝依次编扎，然后将内圈钢丝放在外圈钢丝内扎牢。钢丝偏规律，钢丝一端可直接穿入锚杯，另一端距端部约20cm处编束，以确保钢丝穿锚板时不紊乱。从一端0.5m处开始用2根φ0.7mm铅丝编扎成束，直到距离另一端0.5m处为止。

(4)孔道中线：各孔道两端认真分孔中线，并用红铅笔正确标记锚环的位置，以防锚具放偏。若孔道偏小或偏斜，应按标准处理，以免在张拉中损坏钢丝。

(5)穿束：钢丝束应穿过整个线束，使用人工穿束，束的前端用胶布包好裹成子弹头形，以便顺利通过孔道。

②张拉程序及控制应力。整个张拉程序从顶部开始，逐渐张拉到底部。张拉预应力钢丝时，要保持孔道中心、锚具中心、千斤顶中心“三心一线”。张拉锚具固定后，应测量钢丝回缩量，钢质锥形锚具不超5mm。张拉时，应注意检查预应力钢筋是否断裂或滑脱，当每束钢丝滑脱或断裂超过一根或同一截面预应力筋总数3%时，应更换该束钢丝，重新张拉榀屋架。

③孔道灌浆。预应力钢筋张拉完后，应尽早进行孔道灌浆，以减少预应力损失。灌浆前，观察锚环外钢丝标记，看是否有少丝、断丝或滑丝情况，若发现数量超过规定数量，则应更换钢丝束及其对称钢丝束。

④端头封闭。灌完浆第二天后，可将外留多余的钢丝剪断(切记不用氧焊或电焊切断，以免应力损失)。根据设计要求，锚具外最少留50mm长，并用比屋架混凝土强度高一级的细石混凝土封闭保护端头锚具及钢丝头。

参考文献：

[1]张永斌.单层排架厂房设计技术措施[J].黑龙江科技信息,2016(09).