工厂单层厂房特点及施工技术研究.doc

工厂单层厂房特点及施工技术研究摘要：单层厂房具有宽广的内部空间，其平面、屋面面积宽裕，高度客观，内部交通运输组织方便流畅，可满足各种生产工艺流程的要求。此外，单层厂房且还可承受高重量设备，在冶金、机械制造、电机制造、化工以及纺织等工业建筑很受欢迎，也得到了广泛的应用。文章内容囊括了单层厂房的特点、分类、构造等基本要素，还介绍了单层厂房在施工以及应用中常出现的问题及相关解决措施。abstract: the single-floor building has spacious internal space, its flat and roofing area is comfortable, its hight is objective, and the internal transport organizations is facilitate and smooth, so it can meet the requirements of a variety of production process. in addition, single-floor building can also withstand high weight equipment, so it is is very popular in metallurgy, machine building, motor manufacturing, chemical and textile industries and has been widely applied. this article includes characteristics, classification, structure and other basic elements of single-layer building, and introduces the common problems and related solutions in its construction and application.关键词：工厂厂房；单层；施工；技术key words: factory premises；single-floor；construction；technology中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）11-0080-021 单层厂房的特点为了满足工业生产及运输的需要，对其厂房建筑也有较高的要求标准。单层厂房由于内部空间大，平面、屋面面积宽裕，且还可承受高重量设备。在冶金、机械制造、电机制造、化工以及纺织等工业建筑很受欢迎，也得到了广泛的应用。单层厂房指层数为一层的工业厂房。一般而言，单层厂房的柱网之间的距离较远，可达6-12米左右，甚至个别柱网间隔可达24米。由此大的间隔距离成就了单层厂房的宽广跨度。在单层厂房中，最狭窄的跨度还可打达60米，高者可达90米左右。还可采用多跨连片布局设计单层厂房，可生成十余万平方米的厂房面积。此外，单层厂房在高度控制上还有很宽广的空间，由此最终成就了单层厂房高大的内部空间。另一方面，单层厂房不仅有广阔的内部空间，还具有强悍的载重能力。单层厂房架柱上可设置双重或三重吊车，厂房内还能通行如机车、重型汽车等大型运输工具。单层厂房的载重能力超乎想象，可承载多台高达数十、数百吨重的吊车的重量。单层厂房高强度的作业，也注定了其建设工艺的精准性能和高工艺水平。在设计及建设单层厂房建筑时，首先要制定科学合理的厂房平、剖面图形，承重构造图以及如跨度、柱距和高度等各种建筑参数，确保厂房的体型、立面和内部空间的最优比例。其次，在选材上要选用承重性能高的建筑材料。再者，要充分考虑厂房所处环境的地理形貌、气候、通风、采光等自然条件，以及交通运输等社会条件，做到扬长避短，使厂房的机体性能、生产环境、通风、采光、排水、防水，以及卫生都发挥到最优水平。2 单层厂房的分类2.1 排架结构单层厂房 排架结构单层厂房由厂房基础、屋架或者屋梁、排架柱三部分组成。排架柱起到衔接其余二部分的作用，通过铰接形式连接屋架或屋面，通过钢接的形式与厂房基础相联。按着不同的划分方式，排架结构单层厂房可分为不同的类别。按照生产工艺和使用要求的不同，排架结构单层厂房可分为单跨和多跨两种形式。跨度较大、或者对相邻厂房有较大干扰的车间的单层排架结构厂房，可采用单跨形式。相反情况下，跨度较小或者厂房的生产工艺和使用要求相同或相近的单层排架结构厂房，则采用多跨形式。单跨和多跨两种形式各有利弊，以多跨厂房为例。多跨厂房的设计结构简单，构件规格种类少，不仅便于施工、节省用料，还可有效提高土地的利用率。此外，多跨厂房的排架柱截面尺寸较小、结构的横向刚度较大，可大大减少公共设施、工程管道设施的建立。但是为了解决通风、采光等问题，需在厂房顶部安装天窗。为了保证受力的均匀和明确，单层多跨厂房多为等高厂房，当相邻厂房跨高差较大时，则应采用不等高厂房。按用材料的不同，排架结构单层厂房可分为三类：钢筋混凝土排架、钢筋混凝土砖排架、以及钢钢筋混凝土排架。三种方式各占春秋，具体介绍如下：钢筋混凝土排架厂房的构成，顾名思义是由厂房基础、钢筋混凝土材料的的屋架或屋面梁、排架柱三个部分。此类型厂房具有较高的承载能力和较好的抗震性能力，但是只有跨度低于36米，檐高低于20米，吊车重量低于200吨的厂房才能适用。而钢筋混凝土一砖排架厂房的载重能力和抗震能力较小，只适用于跨度低于15米、柱顶标高小于6.6米、吊车重量小于5吨的中小型工业厂房。钢钢筋混凝土排架结构可运用在重型工业厂房建设中，其载重、抗震能力是最为出色的，可承载250吨以上的重量。2.2 钢架结构单层厂房 和排架结构单层厂房类似，钢架结构单层厂房也是由三部分构成。包括由厂房基础、钢筋混凝土的横梁和柱。同样，钢架柱起到衔接其余二部分的作用，以铰接形式连接基础，以钢结形式连接横梁。按着横梁形式的不同，钢架结构单层厂房可分为折线形门式刚架和拱形门式刚架两个类别。大多数情况下，钢架单层结构在载重大的厂房中很受限制，只适用于跨度、载重较小的中小型厂房。因为钢架单层结构虽然组成部件少、制作简单，但是其跨度和高度也很局限，梁柱转折处易产生裂缝。并且刚架柱在横梁的推力作用下，还易产生相对位移，改变厂房的跨度。3 单层厂房主要结构概况及施工顺序3.1 厂房基础 单层厂房的基础是钢筋混凝土条形，其中水泥砂浆砖要采用采用m10型号，地腰箍截面尺寸为（240mm240mm）。具体施工流程为浇捣素混凝土垫层、绑扎基础钢筋、预插柱头钢筋、浇捣混凝土、砌基础墙、浇捣防水层。3.2 屋架 在单层厂房主体结构的建造中，要求屋架要采用18米薄腹梁或18米预应力拱形屋架，屋面板要启用1500mm6000mm标准的大型屋面板。此外，屋面还要经三毡四油程序设立防水层。其施工流程为：按着先后数序，吊装薄腹梁和大型屋面板，再通过焊接连接二者，并弥补灌缝，使二者融为一体。再经水泥砂浆粉刷大型屋面板面层、涂刷冷底子油、铺贴三毡四油设立防水层。3.3 柱 柱是单层厂房中一重要部件，可分为等截面实腹柱、等截面缀条柱以及分离式柱三个类型。在实际应用中，等截面实腹柱及分离式柱运用较多。柱高10米以下且载重不超过20吨的中小型厂房多采用等截面实腹柱；在重工型厂房中，分离式柱的启用频率较大，因为分离式柱不仅施工、计算都较为方便，且可承载125吨以上的吊车重量，还可允许下层吊车轨顶标高为10米左右的双层吊车。此外，实腹柱截面高度一般小于或等于1米，份离式柱的截面高度则大于1米。实腹柱与肩梁的连接有两种模式：其一，通过两条角焊缝使实腹柱的上段和肩梁的盖板连接起来，但此法要充分考虑腹板的强度。其二，下移上盖板，通过焊接的方式来联通实腹柱的上段和肩梁的两侧。其三，当实腹式上段柱截面较小时，可通过铰接的形式连接实腹柱的上段和肩梁。4 温度变化下的单层厂房的裂缝在我国，冬夏气温相差巨大，再加上厂房机器等设备在运行时产生的热量，单层厂房的各部件所承受的温差就更大了。比如，厂房中的外墙，冬天最低温度约为-10，到了夏天最高辐射温度为50，温差高达60。屋面最低温度为-12；最高辐射温度为60，二者温差72；车间内的最低温度为-5，最高温度为36，温差也可达41。强大的温差，势必会导致一定程度的热胀冷缩，由此就会生成裂缝。根据裂缝生成的时间与位置等因素，裂缝的种类多样不唯一，不同类别的治理的方法也不尽相同。比如，经过冬夏季节热胀冷缩双重冲击的裂缝，则称为热胀冷缩裂缝。此类型裂缝的特点是缝隙粗细均匀。还有在夏天生成的裂缝称为热胀裂缝，像薄腹梁的温度裂缝属于热胀裂缝的一种。而女儿墙压顶底部产生的水平裂缝，则是因砖与钢筋混凝土的线膨胀系数不同而造成水平膨胀引起的裂缝。厂房裂缝要及时补休，否则裂缝程度的不断上升不仅会致使维修困难度的上升，严重的话会影响工厂生产的效率，耽误工期，增加经济负担。传统上，多采用细石混凝土灌缝来修补裂缝。随着科学的发展，新一代补休方法也应运而生，且被广泛应用，此方法即采用水泥珍珠岩灌缝修补。此方法对原料的用量比例有一定要求，水泥和珍珠岩的最佳比例为1:5。珍珠岩是一种具有较高的软性和弹性的材料，可以很好的抵抗热胀冷缩。用水泥珍珠岩对大型屋面板缝隙进行灌缝，可以由此就大大减小了热胀冷缩裂缝的生成。大型屋面板沿板缝采用珍珠岩水泥灌缝以后，不仅可以减轻屋面板、屋架的负荷，还以有效地遏制薄腹梁、拱形屋架、室内板底等多位置生成温度裂缝。此外，水泥珍珠岩灌缝还可以保持粉刷层的完整不破损，同时也使得板缝内安装排气槽、排气孔变为可能，有效地利用了空间。但是，水泥珍珠岩灌缝也是有一定的缺点的，比如此方法虽然减轻了负荷，但同样也使得屋面刚度不足。针对此情况，也可采用吊环衔接各板来增加韧度和刚度。5 其他问题及改进措施单层厂房在使用过程中，随着各项材料性能的耗损，各种问题也是层出不穷，比如上文涉及到的裂缝就是一常见问题。此外，外墙面中的统腰箍会产生温度应力，进而产生温度裂缝。再比如，大面积屋面防水层经过岁月的催打，顺着板缝方向，其二毡三油的沥青防水层会发生拉裂或拉断现象，需要不断的劳烦人力物力对此一再维修，造成很大的损失。再如，室内地坪也会产生温度裂缝，还易出现地基不均匀等问题。但是这些问题是有办法可以补救的，像外墙面的温度裂缝，可通过设置两三条伸缩缝来减少温度应力，从而减少温度裂缝生成的条件；像大面积屋面防水层断裂的现象，可通过空贴法来解决，并且此法还可延长防水层的使用寿命。这是近年来新兴的有效措施，已得到了地方及国家有关部门的认可，和各行业的欢迎。像室内地坪问题则可通过预先在室内地坪设置变形缝来解决。6 结论单层厂房的大空间、高承载的优势显而易见，已被越来越多的行业所接受选用，已被广泛应用到工厂建设中。随着社会的发展、技术的进步，单层厂房的设计、布局、载重能力、技术参数等要素也朝着更加科学合理的方向节节高升。同时解决单层产房在使用过程中的问