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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇工业厂房设计及施工,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1 钢结构工业厂房的简要论述
1.1 钢结构工业厂房的设计原则。在对钢结构工业厂房进行设计工作时,我们必须要充分的考虑到工程项目的自身特点和实际情况,科学的选择施工材料、构造措施以及结构的方案,从而保证钢结构的构件在运输、使用以及安装过程中的刚度、强度以及稳定性都是符合相应的质量要求的,同时也满足防腐蚀和防火规范中的具体要求,为了尽可能的减少制作和安装的工作量,建议选择标准化的通用构件。
在钢结构的设计文件中,对于建筑结构的钢号、连接材料的型号以及设计使用年限等内容,都应清楚的标明,同时文件中还应清楚的写明端面刨平顶紧部位、焊缝质量等级以及焊缝的形式等施工要求。
1.2 钢结构工业厂房的优点。与其他类型的工业厂房相比,钢结构工业厂房主要具有以下三个显著的优点:一是钢结构工业厂房的自重非常轻,与钢筋混凝土的结构体系相比,钢结构工业厂房的经济优势较为明显;二是借助于我国现有的生产技术,钢结构构件已经可以实现大批量的生产了,其施工简单、操作方便并且安装快捷;三是我国现阶段在全面的推行环境保护工作,而钢材具有高效能和高强度的施工材料,施工时也并不需要进行制模的操作,有利于环保工作的顺利开展。
2 钢结构工业厂房设计中应注意的问题
2.1 关于保温隔热与防火设计钢材。由于钢材具有非常好的导热性能,所以,钢结构工业厂房对于温度就会非常的敏感,那么在设计的过程中,就要重视对钢结构工业厂房进行隔热处理工作,如果没有采取合理的隔热处理措施,就会造成大量的经济上和资源上的浪费。当温度超过了100摄氏度时,就必须对钢结构工业厂房采取隔热保护措施,同时还要注意防火的问题。一般情况下,我们主要采取两种应对高温的措施,一是可以在钢结构的表面涂上一层隔热防火材料,应在详细的分析实际情况后计算得出涂层的厚度;另一种则是在钢结构工业厂房的外面包裹一层具有良好耐火性的材料。
2.2 立面设计工作。对于那些采用轻质钢结构的建筑工程项目来说,其主要具有规模、色彩、变化以及线条四大特点。虽然在采用了彩色的压型钢板后,能够凸显出轻钢结构建筑具有丰富的色彩,但是在设计钢结构工业厂房时,施工工艺一定会对厂房的体型产生限制作用,同时工程的施工成本也会有所增加。而为了避免此类问题的发生,设计师在设计钢结构工业厂房时,建议尽可能的选择冷色调,这样不但能够提升工业厂房的档次和气势,同时也使得钢结构工业厂房看起来更加的立体。
2.3 钢结构工业厂房抗震性设计工作的重点。在对钢结构工业厂房进行抗震设计工作时,主要有以下三个设计的重点内容:第一,结构的刚度分布必须是足够均匀的,否则就会对抗震工作造成不利的影响;第二,在钢结构工业厂房的抗震设计工作中,科学的布置支撑结构是一项非常重要的内容;第三,要充分的考虑到地震对钢结构工业厂房影响的基础上,应始终保持结构构件是出于塑性的工作状态下的。
2.4 应合理的设置温度伸缩缝。由于钢材料自身的独特特性,钢结构工业厂房与其他类型的工业厂房相比,其对温度的变化情况会更加的敏感,只要温度稍有变化,钢结构都有可能出现变形的情况,并且材质和温差等因素也直接决定了结构的变形程度。如果钢结构工业厂房有很大的平面尺度,那么在其纵向位置或是横向位置处就应设置温度伸缩缝。通常情况下,应采用的处理方法为双柱的方法,如果是横向的温度伸缩缝,那么在檀条和框架梁的连接处建议采用槽钢夹板滑动或是椭圆孔滑动的方式,而如果是纵向的温度伸缩缝,则应在屋架的支座位置处设置一个滚动支座。
2.5 重点关注屋盖支撑系统及屋面的设计工作。在布置钢结构工业厂房的屋盖支撑系统时,我们应综合的考虑柱网布置、厂房的高度和跨度、吊车吨位的大小、振动设备的情况以及屋盖的结构形式等因素,通常情况下,在屋盖的结构中都必须设置垂直支撑的结构,同时在天窗架上弦和屋架上弦还应设置相应的上弦支撑结构,如果在厂房内部有较大的振动设备或是屋架的间距超过了12m,那么还应设置相应的纵向水平支撑结构。在对屋面进行设计工作时,我们经常会用到以下两种方法:一是复合柔性钢屋面系统,其由保温层、隔汽层、防水层以及屋面彩钢板内板组成,受温度的影响较小,但是成本较高;二是双层彩色压型钢板内夹保温棉,这种做法应用较为广泛,但易受温度影响,并且存在着明显的热胀冷缩的问题。
3 钢结构工业厂房施工中的常见问题和解决对策
3.1 钢结构工业厂房施工中的常见问题。在对钢结构工业厂房进行涂层作业时,气温条件对钢结构整体工程的质量是会产生决定性的影响的,因此,进行涂层作业时应将温度控制在5-40摄氏度的范围内,如果气温超过了40摄氏度,建议立刻停止涂层的作业;而当气温低于了5摄氏度时,那么则建议选择低温涂层材料进行涂层作业。当构件的温度超过了40摄氏度时,在钢结构表面涂刷油漆时就一定会出现气泡,漆膜的附着力就会大大的降低。
3.2 钢结构体系中存在的若干问题。现阶段,研究人员在对网壳结构的稳定性进行研究时,其中最核心的问题就是怎样才能准确的反映出弯矩和轴力的耦合效应。而在大跨度结构的设计工作中,局部稳定性与整体稳定性的相互关系也是一个值得深入研究的问题。一般情况下,对大跨度的结构进行设计时,我们都会采取一个统一的稳定安全系数,而局部的稳定性与整体稳定性之间的相互关系却无法准确的反映出来。另外,在对钢结构体系稳定性的研究工作中,很多客观的随机因素也会对其产生影响,而现阶段我们所能解决的对结构产生随机影响的问题还主要集中在随机荷载的输入以及确定的结构参数等问题上,而在实际的施工作业中,结构参数还是有很多不确定性和随机性,那么结构的响应也会存在较大的差异。因此,以随机参数为基础的干扰性屈曲、跳跃型失稳问题以及结构极值失稳等问题应成为重点研究的课题。
通过以上的论述,我们对钢结构工业厂房的简要论述、钢结构工业厂房设计中应注意的问题以及钢结构工业厂房施工中的常见问题和解决对策三个方面的内容进行了详细的分析和探讨。与其他类型的民用建筑不同,钢结构工业厂房的内部结构会受到设备布置情况的影响,因此,在对其进行设计时,就应充分的考虑到这一问题。而在钢结构工业厂房实际应用的过程中也确实暴露出了一定的问题,我们应从设计和施工等方面详细的分析问题产生的原因,并且制定出有针对性地解决对策,从而促进钢结构工业厂房得到进一步的普及和应用。
参考文献
[关键词]钢结构;工业厂房;设计;施工
中图分类号:TU17 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)36-0137-01
前言:钢结构在建筑行业中的使用改变了传统施工方法的弊端,不仅提高了工作效率、减小了工作量,钢结构在工业厂房中的合理应用,对我国建筑行业的可持续发展具有重要意义。
1 钢结构的优良性能
1.1 钢结构重量小
工业厂房建设中钢结构建筑与混凝土建筑相比,钢结构的质量轻是非常显著地优势,很大程度上缓解了地基的承载压力。其次,钢结构体系在一定程度上克服了混凝土防震性较低、建筑工艺复杂的缺点。冷弯薄壁钢构件体系这种轻钢结构常用于住宅结构建设,由特技防腐高强冷轧镀锌板制造的钢骨大大提高了钢板在使用或施工期间的抗锈蚀能力,对延长轻钢构件的使用寿命具有重要作用。
1.2 提高施工效率
有制造厂加工制作的工业厂房金属构件,高强度的机械化生产使质量、精准度得到了有力保证。钢结构构件从原生产地运输到施工现场,在组装时只需要进行螺栓的安装以及部件的紧固等较为简单的操作,提高施工效率的同时大大简化了施工程序,在保证建筑质量的基础上缩短了建设周期,有助于厂房尽早建成投产创造更大的经济效益。
1.3良好的抗震性
较好的韧性与塑性是钢结构本身最大的特点,对地震能具有良好的耗散作用。即使出现偶然的局部超载也不会出现突然断裂的情况,在动力载荷方面,钢结构具有较强的适应性,由钢柱、钢梁组合而成的柔性框架,具有抵抗八级以上地震的能力,所以在地震设防烈度高以及地基承载能力弱的区域都得到广泛应用。
2钢结构工业厂房的局限性
2.1防火性能较弱
钢结构的优良性能得到了业内人士的广泛认可,但其存在的缺陷也应该得到重视,客观对待钢结构在工业厂房中的应用情况。一般在钢结构的工业厂房中,其主体结构缺少水泥混凝土与钢筋混凝土所具有的隔绝性能,致使火灾发生时没有安全的保护设施,而带来不可估量的后果。所以钢结构工业厂房应加强防火管理。
2.2抗锈蚀能力差
铁是钢结构的主要成分,当空气湿度较大时会对钢结构造成影响,例如氧化后的锈蚀现象。钢结构发生锈蚀后如果没有及时采取修护措施,会扩大锈蚀面积,迫使钢结构强度减弱。
3钢结构在工业厂房设计中的重点
3.1防火设计
提高防火能力是钢结构工业厂房中最重要的课题,当钢材受到温度达一百摄氏度以上时,钢材的抗拉强度随温度的升高不断降低,其塑性逐渐提高;当温度达到二百五十摄氏度时,钢材塑性不断减弱,而抗拉强度却出现小幅度的增加,即产生蓝脆现象;当温度大于二百五十摄氏度时,钢材会出现徐变;当温度再次升高至五百摄氏度时,钢材强度急剧下降,对导致钢结构断裂或坍塌。由此可见,必须采取隔热等具有防火能力的有效措施,提高钢结构工业厂房的耐热性。
(1)参考《建筑设计防火规范》,切实掌握建筑物耐火等级的评判标准,对建筑物出现的火灾危险做出准确的等级划分,甲、乙、丙、丁、戊五项是对厂房火灾危险性等级的划分主要类别。若建筑物确认耐火等级为二级,就应该以二级火灾的防护措施进行加涂防火涂料等,保证钢结构建筑达到二级的耐火要求。
(2)钢结构在工业厂房设计中,应对防火分区进行科学合理的划分,严格控制好每个防火分区的范围。其次,各个分区的疏散距离与疏散口数量都要达到有效控制的要求,只有满足防火要求规定安全区域门、疏散楼梯以及直通室外的平面才是真正意义上的安全出口。由于钢结构自身耐热性较差,应把人员疏散作为设计考虑的重点内容,综合考虑钢结构的建筑特点以及人员密度指标,在设计上应完善疏散距离、安全疏散路线以及疏散路线径向宽度等,设置明确的疏散指示标志,有助于人员及时疏散到安全区域,避免财产损失与人员伤亡等情况。
3.2防震设计
通常在钢结构的工业厂房设计中不需要考虑防震缝,但这会降低厂房的整体性能,因此在钢结构厂房设计期间,尤其是较为复杂的多层厂房结构,都需要完善防震缝的设计工作。以国家相关建筑抗震设计的规范为参考依据,提高施工规范操作,符合技术设计要求,在设计防震缝时结合钢结构厂房具体使用要求,做出适当调整。
(1)当钢结构厂房的总高度低于十六米时,建筑物边缘与防震缝两边之间的距离即宽度控制在十三毫米左右;当总体高度大于二十米时,根据实际需求及时做出调整,其距离增至二十毫米左右。在考虑防震缝设计的基础上结合钢筋混凝土的性能,在设计工作中,保证其宽度在钢筋混凝土结构的一点四倍左右。
(2)钢结构的承重与钢柱脚有着密切联系,刚性柱脚和铰接柱脚两者充分体现了柱脚的受力特点。对抗震结构要求比较高的大型建筑宜采用刚接性柱脚,尤其注意的是应将其埋入土层深处。铰接柱脚属于轻型柱脚,在工程设计过程中,应达到钢柱截面宽度的二倍以上,若钢结构截面较大则应高出三倍左右。
3.3支撑系统
提高钢结构整体强度,对保证厂房的空间工作具有重要作用,加强传递与承载的纵向水平力,有效防止杆件发生严重变形,保证压杆工作稳定,实现钢结构整体的稳定性。在设置支撑系统时,充分结合厂房内部结构,保证厂房的高度、跨度、车间吊车的设置、温度区段的长度、振动设备等得到可靠地布设。柱间支撑系统的设置要保证各个温度区段的稳定性,同时与屋盖横向水平支撑实现合理配置。厂房纵向结构的变形方向直接与下柱支撑的位置挂钩,也会对温度应力造成影响。为了保证钢结构厂房的纵向高度要求,当温度区段的长度超过一百五十米时,选择温度区段的中程的三分之一左右位置,在此区段中布设两道下段柱支撑,两道支撑之间不超过七十二米的间距可有效避免较大的温度应力。
3.4钢结构的工艺设计
钢结构的工业厂房是企业主要的投产区域,厂房结构会出现墙体厚度不达标、钢支架设置不合理等部分和设计规定的现象。在设计过程中应充分考虑建厂条件、企业具体要求等,选取具有针对性的结构设计,保证钢结构中轻钢、框架、空间桁架、塔桅、索膜等基本形式的合理设置。当悬挂荷载较大时宜采用网架结构,可以有效降低建筑载荷。在支撑结构的选型方面,按照使用要求选择不同材料,应充分考虑结构具体需求,实现钢结构工业厂房的工艺性设计。
4钢结构厂房施工应注意的问题
钢结构工业厂房的建设不仅要做好前期准备,了解其设计理念,分析设计的不足,找出问题然后在具体问题具体分析。然而施工也是建设的一部分,所以在钢结构厂房建设中还要注重施工过程中的相关问题。
首先,要确保施工建材和材料的准备工作。钢结构工业厂房建设所需材料要确保质量,必要时还要对材料进行一定的实验研究检测,同时建材必须有详细的出厂证明和合格检验报告。在选择螺栓等施工材料时要严格把关,在施工过程中所需的装备例如吊车,也要严格检查其质量和承载力,避免出现安全隐患。
其次,使用先进的施工技术。在施工的过程中,要严格把关其技术要求,建筑行业的发展离不开技术。只有先进的技术才能确保建筑有效安全的完成。所以,无论是在钢结构的制作,还是安装的过程中都要采用先进的技术,例如在制作的过程中使用先进的技术设备,在安装的过程中也要采取先进的技术。
最后,做好安全监督工作。钢结构工业厂房的建设要采用能防锈的材质,同时还要有一定的防火功能。厂房的建设不仅要考虑到它的质量还要充分确保它的安全性,另外还要在施工过程中加强监督,确保施工顺利有效的完成。做好安全监督工作,促进钢结构厂房的建设。
结束语
本文对钢结构的工业厂房设计与施工质量控制做了具体的分析与探究,并提出了相关的解决措施,希望能给建设过程中起到指导作用,并且其所具有的发展意义更值得为之探讨和思索。
参考文献:
[1]张立强.钢结构的优点及施工质量控制[J].今日科苑,2010(2).
[2]张辰.钢结构设计的简单步骤和设计思路[J].山西建筑,2011.
关键词:钢结构工业厂房 问题 建议
中图分类号:TU391文献标识码: A
近年来随着社会经济的发展,环保意识的增强,一些粘土性质的建筑材料慢慢的被代替,钢结构由于其施工便捷,绿色环保等优点而被广泛使用。但是钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长,其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点,但作为一种材料,它也有很多缺点,例如防火性能差、易锈蚀等,在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素,这样才能最大程度的发挥钢材料的优良性能,在工业厂房设计方面为社会创造更大的收益。
1.浅析钢结构建筑的内容和优点
1.1钢结构工业厂房设计的内容
钢产品和建筑钢材品种的增加为钢结构的发展打下了良好的基础。我国从1996年钢产量突破1亿吨,已成为世界的钢铁大国,随着国家二十一世纪狠抓冶金科技进步,提高我国钢铁工业的技术水平和装配水平,到2020年前后我国有望成为世界的钢铁强国。钢结构工业厂房设计与施工,从其标题来看,就是一项很宏大的工程,当然包括很多具体的工作,而且不仅如此还涉及到很多细节的问题。首先是前期的准备工作,重中之重,设计师的工作就是要把设计图纸做好,将整项工程的基本概况都要提前做好;其次是工程的施工,在之间具体每项任务的实施工程中,都要求建筑工人细心到位,踏踏实实;当工程建设接近尾声时,更不应该懈怠;即使工程完工了,在后期的评估阶段也是很重要的,尤其是本研究提到的钢结构工业厂房的设计与施工,与工人的自身利益密切相关,所以更应该做到认真监测。因此,从钢结构工业厂房的建筑前期的准备工作到后期的监测评估,每一个环节都是十分重要,不可松懈的,这样才能真正做出性价比高的建筑。
1.2钢结构建筑的优点简析
本研究之前多次提到钢结构由于其自身优点而被广泛应用,而且慢慢的钢结构已成为国际现代化都市建筑发展的主流,特别是随着结构解析和钢构技术的提升,这种趋势更加明显,钢构尤其是H型钢构相对于传统的钢筋混凝土结构有很多优点。首先钢结构的强度很大,这样就提高了钢结构工业厂房的载重能力,安全性能自然上升。大家知道,混凝土的特性,是硬脆达到一定程度后,会很容易断裂。但是区别于混凝土的钢结构就补充了这方面的不足,它自身的延展性很高,在受到外力时,不会直接断裂。此外钢构件的均一性比较好,不像钢筋混凝土随着时间的推移,会很容易发生劣质现象。钢结构的使用寿命比较长,在适当的养护下,可以长期使用。钢构建材在工厂预先加工后,再运往工地,只需要螺栓、铆钉锁紧或部分焊接,即可完成组装,缩短了工期,而钢筋混凝土则需要现场施作,施工受到天气和环境的制约,施工期变长。
2.钢结构工业厂房设计与施工中需要注意的问题
2.1施工前做好前期准备工作
之前已经提到工业产房设计施工是一项很复杂的过程,任何一步都关乎成败。那么在施工之前的准备阶段就显得更为重要。俗话说,磨刀不误砍柴工,因此,做好前期工作是很重要的。首先就是图纸的准备方面,无论在什么样的工程中,图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。对于施工过程中可能会出现的各种问题都要提前预想到,这样才能减少因意外情况对施工进程产生的影响。此外,除了设计图纸之外,还包括人员方面的准备,包括专业的技术人员,各项项目的管理人员,每项工作都要细化到个人,这样才会减少纰漏。
2.2浅析专业技术人员的实际操作能力
像工业产房设计这样复杂的建设工程,对于技术人员而言,是个很大的挑战。因此仅仅掌握书本上的知识是远远不够的,因为像这样实践性的学科,必须做些针对性的实践活动,才能真正掌握这些技术。而目前高校却往往忽略了这一点,当然责任不全在学校,这与我国的教育机制也是有一定关系的,学校不得以便通过成绩考核的方式来对学生进行评估,尽管在高校这样的教育环境也难免会出现这样的问题。此外这与学生自身也有关系,部分学生将学习成绩看得过重,在学校的大部分时间都用在了课本理论知识的学习,而没有抽出时间做些社会实践,没能锻炼自己的实际操作能力,无论对企业,还是对学生自身都是个很大的弊端。
2.3施工过程中监督机制的设立问题
本研究已经分析了在钢结构工业厂房设计中存在的诸如前期准备,人才储备的问题,接下来将讨论监督机制的设立问题。因为除了硬件设施之外,政府的管制也是很重要的。但是在施工中难免出现这样或那样的问题,部分政府人员与施工队互相勾结,结党营私,导致出现了一些“豆腐渣”工程。此外,有的建筑工程进行不彻底,于是就会出现一些“烂尾工程”的出现,这些问题的出现都与当地政府的监督管制脱不了关系。
3.解决钢结构工业厂房施工中存在的问题
3.1做好施工前期的准备工作
前期准备工作能否准备好是关乎一项工程施工是否成功的关键。钢结构工业厂房施工是一项复杂的工程,因此对每一步工作都不应该松懈,尤其是施工前期的准备工作。首先就是图纸的设计,勘探组要将一些和施工相关的要素,如地质、水源、居民环境等都这些工作都要做到位。此外是人员的准备,技术施工人员必须到位,不仅具备专业的知识,还应具备实际的施工技能。还有其他各项工作的人员都应相应安排到个人,施工过程井井有条,这样才会避免后期的一些突发事件的发生。
3.2提高专业技术人员的实际操作能力
本研究发现在钢结构工业产房设计与施工的技术人员中存在着一个普遍的问题,他们在大学期间经过了专业知识的学习,从本科生、硕士生到博士生,经过几年的专业教育,他们的思想过于模式化,此外由于仅仅在高校这个环境里,因此他们的实际实践能力是很欠缺的,因此提高他们的实际搞作能力迫在眉睫,这样他们才能很快投入到施工中。那么具体的应该采取哪些措施呢?首先笔者认为学生自身要提高自己的意识,在大学期间不仅仅是要学好专业知识,对于职业必备技能也是应该具备的,这些也是对技术人员的基本要求。学生在假期期间可以利用课余时间到一些相关公司进行短期实习,这样不仅能将自己所学的知识应用到实际中,还能锻炼自己的能力。此外在学校方面要调整学生的授课计划,适当增加实验课程的课时。
3.3建立高效的监督管理机制
政府应当尽到自己的职责,对施工人员进行合理管制,对于违背职业要求的人员要严格管制,不容姑息。此外在施工队内部也应该建立适当的监督机制,尤其是个部门领导更应该以身作则,严格要求自己,对于下属队员也要严格要求,设立相应的规章制度,遏制不良风气的盛行。只有政府真正的尽到自己的职责,才能保证一方安定。
结语:随着经济社会的发展,人们环保意识的提高,在建筑方面,钢结构工业厂房设计与施工领域取得了不少突破,但毕竟这个行业还不是很成熟。因此难免存在着这样或那样的问题,所以要求政府和施工方齐心协力,共同解决这些问题,到那时,我国在这个行业上也会呈现出一番新的面貌。
参考文献:
关键词 工业建筑 防腐蚀
[中图分类号] TU318
1、概述
在工业设计院中,大家普遍认为建筑专业是辅助专业,基本谈不上什么设计理念,画厂房,画仓库,没多少技术含量……而当我真正成为一名工业院的建筑工程师后,发现里面的学问的确不少。在工业建筑设计中,尤其是化工行业的建筑设计中,有着两大最为突出的特点,一个是防火防爆,另一个就是防腐。若防腐设计不当,就会直接影响建、构筑物的使用和耐久性,会给企业造成巨大的经济损失。
本文就工业建筑的防腐设计作一浅析:
2、基本概念及原则
2.1 腐蚀:在工业生产中,由于酸、碱、盐及溶剂、粉尘等介质的作用,使建筑材料发生物理或化学破坏的现象。腐蚀性介质按形态和作用部位分为五大类:气态介质、腐蚀性水、酸碱盐溶液、固态介质和污染土。各种介质对建筑材料长期作用下的腐蚀性,可分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀4个等级。
2.2工业建筑防腐蚀设计应遵循预防为主和防护结合的原则,根据生产过程中产生介质的腐蚀性、环境条件、生产操作管理水平和施工维修条件等,因地制宜,区别对待,综合选择防腐蚀措施。对危及人身安全和维修困难的部位,以及重要的承重结构和构件应加强防护。
3、建筑防腐的设计重点
3.1 了解、熟悉生产工艺
作为工业院建筑工程师,应了解整个工艺流程中生产的产品、所用的原料以及所涉及到的添加剂和中间产品等,同时应当清楚整个流程由哪些装置组成、每个装置的作用以及哪些装置中的介质具有腐蚀性,其腐蚀性介质的强度和浓度,以及腐蚀性介质的作用机理。
3.2 熟悉设计规范,做好主要部位的防腐
3.2.1 地面的防腐
地面,在有腐蚀性介质存在的建筑物中,它是最重要的防腐蚀部位。在化工厂的建筑设计中,往往厂房的面积很大,而大多数情况是需要防腐的部位仅限于局部,因此我们可以积极配合工艺专业,制定一个合理的布局,尽量将腐蚀性区域集中布置。圈定防腐范围局部做围堰,通过控制面积来控制成本。
另外,地沟和地坑的盖板以及地漏的选材也不容忽视。由于浓硫酸的强氧化性能使铸铁表面生成一层保护性钝化膜而不再继续腐蚀,因此,在浓硫酸作用下的金属配件宜选用铸铁材料制作。同样的道理,抵御浓硝酸作用的金属材料宜选用铝。
3.2.2 构件表面的防腐
构件表面的腐蚀往往是由气态和固态(粉尘)腐蚀性介质造成的。对于易溶介质和易吸湿介质,环境的相对湿度都会对其腐蚀性强弱产生重大影响。
在确定构件表面的防腐方案时,还应当注意一些细部的处理,如混凝土构件中经常结露的部位,受干湿交替的作用,会导致局部腐蚀加重。另外楼板上洞口边缘及底面处,常会因介质流淌而加重腐蚀。其局部可采用不锈钢托盘接遗漏的液体方式减少防腐影响,并针对上述位置按照腐蚀性等级采用玻璃钢或涂料加强防护,如下图:
钢构件表面的防腐一般都以刷涂料为主。除正确地选择涂料的品种及涂刷厚度和方法之外,还应注意到除锈的问题,因为刷涂料的防腐效果是与基层的除锈密切相关的,因此,除锈是一个不容忽视的环节,应在防腐设计中,综合考虑当地的施工条件制定出合理的除锈标准。
3.2.3 围护结构的防腐
3.2.3.1 墙体的防腐:对于强腐蚀,可在水泥砂浆表面再刷厚度≥100?m的涂料或聚合物水泥浆两遍,对于防腐蚀等级不高的墙体可抹水泥砂浆面层。
3.2.3.2 门窗的防腐:一般情况下,应首选塑料窗,并且塑料窗的配件应采用不锈钢和工程塑料,工厂大门宜选用平开钢木大门,并刷防腐涂料,而不宜选用金属推拉门、卷帘门等。
3.2.3.3 屋面的防腐:为了防止含有腐蚀性介质的雨水漫流而腐蚀墙面,《工业建筑防腐蚀设计规范》第5.4条规定:屋面形式应简单,宜采用有组织外排水。排水构件也宜选用玻璃钢或硬聚氯乙烯制作。为了防止具有腐蚀性的粉尘大量堆积在屋面而加重腐蚀,《工业建筑防腐蚀设计规范》第5.4条规定:生产过程中散发腐蚀性粉尘较多的建筑物,不宜设女儿墙。
4、防腐设计中的材料选择
在防腐设计中最重要的一个环节就是材料的选择。要了解各种材料的特点,并结合工程的具体情况,从中选出最为合适的材料。可从以下几个方面进行分析比较:
第一,适用对象:它涉及到腐蚀性介质的物理性质和化学性质,以及其存在的状态和浓度(对液态而言)。
第二,适用条件:例如:当地的气候特点,若属于严寒地区,就应选择耐低温的材料,若属于炎热地区,就应选择耐较高温度的材料。除此之外,还要考虑需防腐的部位是否受压力、震动、撞击和磨擦等。
第三,施工条件:有些防腐材料对施工过程中的原料配比、操作方法及养护等各个步骤的要求都比较严格,而有些防腐材料是因施工方法比较复杂。对于基本相同的收效及价格时,选择施工方法简单些的防腐材料为好。
第四,经济条件:例如前面地面防腐中所述,在防腐面积及材料选择上满足规范的前提下,做到节约成本。
5、总结
在满足规范的条件下,结合当地条件,注意细节的处理,进行不同方案的比较,作出合理经济的防腐蚀设计方案。
参 考 文 献
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB50212-2002 中国计划出版社
【关键词】施工工艺;设备基础;预埋件;模板安装;混凝土浇筑
随着工业建筑的发展,设备基础的类型逐渐增多变复杂,且逐渐向大型化发展。由于设备的特殊性,土建设计与设备本身的相差往往引起设备基础的错位及位置不准等现象。由于建设单位投产要求时间紧。我们对设计进行建议,不需对原设备基础进行拆除,采用利用原基础进行扩建加固法施工,设计院验算后符合要求而进行变更。
1. 施工技术特点
1.1经济适用,操作方便。不需拆除旧设备,节约人力、物力、时间。
1.2精密测量及监控施工过程,并确保各工序施工精度在有效控制中。
1.3采用植筋法,完成处理后的设备基础与原设备基础的有效连接。
1.4施工设备简单,不需破除旧基础,不用投入大型机械设备。
1.5基础处理效果好,质量可靠,经加固后可满足设备需求。
1.6工序简单,施工进度快,易于操作。
1.7减少建筑垃圾产生量,提高了环保水平及文明施工水平。
2. 施工工艺原理
(1)根据设计变更要求,制订变更大型设备基础的施工方案。将原设备基础外侧挖出宽1m宽的工作面,对原设备基础进行基层清理,然后在原设备基础上精确打孔后用化学植筋法预埋钢筋,最后绑扎基础钢筋后浇筑砼。
(2)本作法依附原有设备基础,利用化学植筋方法,将外侧新加设备基础与旧设备基础连成整体,共同完成受力工作。
3. 施工工艺及技术操作要点
3.1工艺流程(见图1)。
3.2技术操作要点。
3.2.1土方开挖。 由于是对旧设备基础周围土方进行开挖,因此开挖环境较好,无未知问题。但必须保证开挖尺寸及对原有设备基础的保护。雨季施工要避免雨水浸泡,防止坑壁受水浸泡塌方。
3.2.2基层清理。 为了使新旧设备基础有效衔接,必须保证旧设备基础与新设备基础的接触面干净、清洁。在土方开挖后,先用钢丝刷对接触面的粘结土进行清理,然后用毛刷对接触面进行清扫,最后用清水冲洗干净。
3.2.3测量放线。
(1)由于设备基础精度要求高。因此必须保证位置的准确性。特别是预埋钢板的位置及平整度。
(2)根据图纸要求,找出原设备基础中心点。以此为圆心,放出新基础的控制线及中心线,并在旧设备基础上口弹出预埋钢板的中心点,植筋点位置及植筋点标高,并标注于旧设备基础上。施工时要在原设备基础上弹出12等分线,以确保钢板位置。由于设备基础要求精度较高,因此测量时要注意误差的控制。
图1工艺流程3.2.4化学植筋。
(1)钻孔时要注意孔的位置准确性,成孔中心距误差控制在2mm以内,孔形成后用皮老虎将成孔吹干净。以保证胶料进孔后保持洁净。
(2)胶泥与固化剂两组分在专用拌和锅内用专用铲刀人工拌和90秒至均匀 ,将混合均匀的胶料装入注射筒,安上密封塞,用配套之注射动注胶入孔(已清孔),并在规定之凝胶时限内将筒内料用完。
(3)插入钢筋,注意凝胶固化前,不能拔拉或转动。
(4)达到规定固化承载时间后方进行拉拔试验,合格后进行下道工序施工。
3.2.5钢筋绑扎。 钢筋绑扎前在原基础大放脚上应弹出钢筋位置线,以确保钢筋位置。钢筋绑扎分二步进行:第一步,新设备基础钢筋绑扎;第二步,锚筋与新设备基础钢筋的连接。所有钢筋均为满绑,不得漏绑。锚筋与新基础主筋为一一对应绑扎,要保证绑扎牢固、严密,每根绑扎点不得少于五点。
3.2.6预埋件固定。 本工程每个基础分别有12块预埋钢板,预埋钢板的位置准确度直接关系到设备的安装的精度。预埋钢板预先放在钢筋网片上后,根据图纸尺寸要求对预埋件进行位置、标高、控制线、轴线等进行矫正。经检查标高、位置、尺寸符合设计要求后,将预埋件用12钢筋与基础焊接成网状固定钢筋。焊接过程中要用水准仪及水平尺边矫正边焊接,保证标高及平整度,焊接完成后复核位置、标高的准确性。
3.2.7模板支设。支模板: 块体式大型设备基础错台多, 凹槽凸台多, 结构复杂。 支模前应根据施工图设计出模板装配图, 根据模板装配 图进行制作和装配。 凸台模板施工时比设计尺寸小 10mm , 凹槽模板施工时比设计尺寸大10mm , 以确保凸台平面外形尺寸允许偏差- 20mm 及凹槽尺寸允许偏差+ 20mm 的规定。 模板支撑必须牢固、 可靠, 防止浇筑砼时将模板打爆。外侧用方木进行支撑,确保模板位置准确性。
3.2.8砼浇筑。搭设砼上料平台及坡道,采用砼输送泵浇筑砼, 也可采用搭设上料架, 斗车直接送料到位的方法浇筑砼。 上料平台搭设时, 脚手架 钢管立柱间距为 500 × 800mm , 搭满整个 基础范围, 平台满铺木跳板。 与周围厂房柱子撑牢。 坡道搭设宽度 5m , 满铺跳板, 方便混凝土运输车辆自由上下。 浇筑混凝土: 块体式大型设备基 础混凝土厚度较大, 为降低水化热, 避免或 减少混凝土凝结过程产生裂缝, 应使用矿 渣硅酸盐水泥。振捣过程中严禁碰撞模板及钢筋,浇筑过程中要分层进行。下层振捣密实后浇筑上层,确保砼浇筑质量。
4. 质量标准及控制要求
4.1预埋件的标高控制在+2,0内。
4.2预埋钢板施工过程中严格控制其平整度,平整度误差控制在1mm以内。
4.3严格按照设计要求和施工规范进行施工。
4.4施工前首先进行技术培训及技术交底。
4.5在施工过程中,振捣棒不得碰撞钢筋、模板及预埋件。
4.6砼浇筑严格分层进行以保证砼的施工质量。
4.7本工程砼比原设备基础砼提高一个标号为C25砼搅拌要严格计量,且按规定留置强度评定试件及实体检测试件。
5. 安全措施
5.1严格遵守国家有关安全技术操作规程规范。认真执行各工种的安全操作规程。
5.2建立健全安全保障体系,制定安全奖罚制度并贯彻执行。
5.3基坑周围地面应该保持平整、坚实。
5.4认真做好安全交底,警告隐患部位,并提出注意事项。接受人必须签字以增加其责任。
5.5做好临边防护及警告标志。
5.6施工现场主要施工机械均实行一机一闸一保护装置。
5.7施工道路要牢固平整。
关键词:胎模制作;屋架和薄腹梁预制;张拉;灌浆;养护
1前言
新建工业厂房多采用预制排架结构,这种结构构件预制尤为关键。由于工业厂房一般作业面积较大,因此多采用大跨度单层厂房,现比较普遍采用预应力混凝土结构或钢结构。其中预应力混凝土结构形式为:竖向承重结构为混凝土柱,屋面为预应力混凝土折线形屋架。混凝土柱采用预制或现浇。结合以往同类结构施工经验,现浇混凝土柱子的施工具有一定的难度。这主要是因为现浇排架柱具有总体柱身超高、排架柱截面较小、牛腿部位钢筋密集等特点。如在柱的牛腿部位钢筋纵横交错,而柱箍筋又需加密,牛腿面预埋件平整度要求高,吊车梁安装的基础就是牛腿预埋件。因此,预埋件不但本身平整度要达到要求,而且,每条轴线上的牛腿顶面标高也必须一致。为控制好混凝土柱的截面尺寸、垂直度及预埋件的标高,需从多方面控制混凝土柱的施。
我们在某集团铸钢厂房工程的构件预制施工中,提炼了一些行之有效的施工方法,如跨内预制、叠层生产等,提高了效率、降低了成本。现总结如下,供大家参考。
2工程概况
某集团铸钢厂房为单层4跨,局部2跨的排架结构。该厂房4跨跨度均为18 m,柱距6 m,排架柱为钢筋混凝土工字形截面柱,屋面结构为梯形钢屋架和预应力混凝土大型屋面板。本文对该工程工程的构件预制施工进行总结,在成本、质量、进度、安全等控制及社会效益方面均取得了良好的效果。并受到各相关部门的广泛好评。
3工程设计与施工
3.1场地布置
在构件预制前,首先应做好现场构件平面布置及吊车行走路线图,明确叠层构件的上下顺序,预制柱子在基础两侧平行于轴线布置,屋架和薄腹梁在跨内平行于轴线布置。柱子采用二、三根叠浇生产,屋架和薄腹梁采用三、四榀叠浇生产,既满足了场地要求,也节约了制作胎模的费用。然后夯实预制场地地基,做好排水设施。
3.2胎模制作
胎膜表面要平整、水平,叠层预制时,胎膜表面或上下层构件之间隔离剂宜采用油毡或厚质塑料布。叠层施工柱的“工”字处,下层柱内应采用灌砂振实并与柱面齐平,上面再砌砖成“工”字形模,并抹水泥砂浆压光。对于屋架,可根据胎模需要的数量,采用以下不同的胎模制作方式:
第一种为屋架榀数多需要胎模数量多,采用竹编板制作成1/2榀屋架同比例模具,每次按模具比对制作胎模。
第二种为屋架榀数少需要胎模数量少,采用在基层上直接放线砌筑砖胎模,砖胎模应比构件每边宽出50~100mm。在其表面抹20~30mm厚水泥砂浆,随即在水泥砂浆上弹出屋架边线,根据边线将构件外多余砂浆切掉,修整好至屋架实际尺寸。支胎模时即以抹灰面层边为准线即可,见图1。
a.屋架榀数多胎模制作b.屋架榀数少胎模制作
图1:胎膜制作示意图
胎模施工需注意的要点如下:
①胎模所用背肋方木选用顺直无瑕疵的松木,必须用平刨刨平,同一块胎模的背肋尺寸必须一致,确保拼装后柱身尺寸准确和加固的有效性。②胎模企口部位尺寸必须一致、顺直,同时需预拼,如有缝隙需调整,或用手提电刨刨平直。③在支立柱模前,先在胎模下口及两侧贴上海绵条,防止混凝土浇筑时漏浆,同时,对胎模下口进行专项处理,保证混凝土成型效果。④柱加固时,用紧线器调整缆风绳的松紧度以调整柱身的垂直度,用柱箍来保证截面尺寸,特别是胎模背肋及柱箍之间必须挤紧,不留空隙,避免柱成型后表面凹凸不平。
3.3柱子、屋架和薄腹梁预制
现场预制构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,屋架的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,埋置标高必须准确。柱子吊环的吊点位置及吊环的钢筋直径需施工单位根据吊点位置(使吊点处最大负弯距与跨内最大正弯距绝对值相等;二是有牛腿的柱吊点尽量设在牛腿根部)、构件抗弯强度和构件抗裂度、钢筋抗拉强度、抗拔力和局部承压强度等几个方面综合考虑进行计算后确定。
屋架和薄腹梁外形尺寸大,杆件断面小,节点钢筋密,支模时必须保证埋件位置准确。屋架现浇杆件钢筋绑完后,进行预制腹杆拼装,从中间节点处向两边布放。预制腹杆拼装完后,进行波纹管的放置。放置前先对屋架下弦各节点处影响波纹管位置的钢筋进行调整。穿波纹管应在端部锚板安装前进行,波纹管接头用波纹套管连接,并用胶带将接头缠裹严密,防止漏浆。接头处的波纹管不得向内倒边,以免影响穿束。应使用无齿锯切割波纹管,切割后要将切口修平。混凝土浇筑前,对胎模尺寸、所配制的钢筋、预埋件等进行隐蔽工程验收,并做记录。浇筑时必须振捣密实(尤其端部节点的密实),注意振动棒不要扰动胎模、预埋件和预埋管。整榀构件一次浇成,不留施工缝。
3.4预应力屋架张拉及灌浆
张拉前,首先应维护和校验张拉机具及仪表,认真检查构件的几何尺寸、混凝土捣制质量、孔道位置。其孔道必须保证尺寸与位置正确,平顺畅通,无局部弯曲;屋架端部锚具下的预埋板位置与垂直度应准确,板面应平整,孔道接头处不得漏浆,灌浆前孔道应湿润、洁净,灌浆孔和排气孔应符合设计要求的位置;屋架混凝土强度达到100%设计强度。
3.4.1张拉工艺
(1) 机具及设备布置
机具及设备布置见图2。
图2:机具及设备布置图
(2)钢丝束穿束
1)钢丝的下料:按下式计算钢丝下料长度L,并用砂轮切割机、氧乙炔或压力钳剪断钢丝,严禁用电弧焊切割。
L=l+(l1+l2+80)+(h+δ)(1)
式中 L――钢丝束下料长度;
l――屋架长度;
l1――锚环厚度;
l2――千斤顶分丝头至卡盘外端距离;
h――锚板厚度;
δ――钢丝束镦头留量,对φs5取10mm。
2)镦头:用于镦头处的钢丝,必须是用砂轮切割机切断的端头。φs5碳素钢丝的镦头,采用LD10型冷镦器。镦头尺寸:外径为1.4d~1.5d,高度为0.95d~1.05d(d为钢丝直径),头型圆整、不偏歪、颈部母材不受损伤。钢丝镦头的强度不得低于母材强度标准值的98%,镦头中心偏移允许偏差为1mm。钢丝镦头圆弧型周边不得出现伸至钢丝母材的裂纹,镦头的拉伸试验应满足镦头强度要求。
3)编束:按设计要求的钢丝数束,在平整的地坪上依次摆放。将内圈和外圈钢丝分别用铁丝顺序编扎,然后将内圈钢丝放在外圈钢丝内扎牢。钢丝偏规律,钢丝的一端可直接穿入锚杯,另一端距端部约20cm处编束,以便穿锚板时钢丝不紊乱。同时从一端0.5m处开始用2根φ0.7mm铅丝编扎成束,直至距另一端0.5m处位为止。
4)孔道中线:每一孔道两端必须认真分孔中线,用红铅笔正确画出锚环的位置,以防锚具放偏。若孔道偏小或偏斜应加工标准,以免张拉时损伤钢丝。
5)穿束:钢丝束应整束穿,采用人工穿束,束的前端用胶布包好裹成子弹头形,以便顺利通过孔道。
图3:钢丝编束工艺简图
3.4.2张拉程序及控制应力
总体张拉程序是从最上面一榀开始,逐步张拉至最下面一榀(一般为三至四榀叠层生产)。预应力钢丝张拉时,要保持孔道中心、锚具中心和千斤顶中心“三心一线”。张拉锚具固定后要测量钢丝回缩量,钢质锥形锚具不大于5mm。张拉过程中要注意检查预应力筋是否断裂或滑脱,当每束钢丝滑脱或断裂超过一根或超过同一截面预应力筋总数3%时,要对该束钢丝更换,重新对该榀屋架进行张拉。
预应力钢丝束采用应力控制方法进行张拉,用预应力筋的伸长值进行校核。预应力钢丝张拉采用0бcon持荷三分钟锚固(бcon为预应力筋的张拉控制应力)。叠层施工构件时逐层增加张拉力,一般为:第二层:1.5%;第三层:2%~3%;第四层:4%~5%。预应力筋张拉端要在屋架两端对称布置。2台千斤顶分设在构件两端,对称张拉一次完成。四束预应力筋屋架,分两批张拉,用2台千斤顶分别张拉对角线上的筋束。
3.4.3孔道灌浆
预应力筋张拉完后要尽早进行孔道灌浆,以减少预应力损失。灌浆之前,观察锚环外的钢丝记号,看是否有少丝、断丝、滑丝情况,若发现超过规定数量,则要更换该钢丝束及其对称钢丝束。清洗灌浆孔道,并检查灌浆孔、排气孔是否与预应力筋孔道连通,否则要事先处理。
灌浆顺序先下后上,避免上层孔道漏浆将下层孔道堵住。每根构件必须连续灌浆,不得中断。对灌浆孔由近到远逐个检查出浆口(排气孔、泌水孔),待浓浆冒出后逐一封闭。对最后一个出浆孔在排气孔冒出浓浆后,即堵死排气孔,再压浆至0.6MPa,保持1~2min后,即可堵塞。封闭完出浆孔,灌浆孔出浓浆后,继续加压(0.4~0.6MPa),保压2min,封闭进浆孔。每个构件的全部孔道要一次灌浆完成。每工作班组留置一组砂浆试件,连同构件加温养护,强度不低于M10后,方可移动屋架。
3.4.4端头封闭
灌完浆第二天后,即可剪断外留多余钢丝(注:切记不可用氧焊或电焊切断,以免造成应力损失)锚具外最少留50mm长,根据设计要求而定,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。
4结束语
关键词:厂房规划 设计 防火 环保节能
中图分类号:V268.1文献标识码:A文章编号:
1、工业厂房设计理念 随着现代建筑的改变,工业厂房设计除了考虑功能的实用性,还应赋予建筑以科技化,人性化,多元化的特性,使工业厂房不仅满足其使用功能,也能体现工业建筑的艺术美,赋予了现代工业建筑新的设计理念。① 节能设计:节能是可以持续发展的工业厂房最普遍、也是最明显的特征。它包括以下的两个方面,一是建筑中的营运低能耗, 二是建造工业厂房过程中的本身低能耗。这两个方面可以从某些工业厂房中来利用太阳能、自然通风、天然采光和新产品的运用所体现出来。② 绿色设计:就是指从建筑中的原材料、工艺的手段、工业的产品、设备到能源的使用,从工业的营运到废物的二次使用等所有环节都不对环境所构成威胁,绿色设计应摒弃盲目的追求高科技中的做法,强调高科技与适宜的技术并举。③洁净的设计:洁净设计是强调在生产与使用工程中做到尽量坚守废弃物的排放并设置好废弃物的处理与回收的利用系统, 以实现无污染。这是工业厂房可持续发展的较重要措施,强调了对建设中的用地与建筑材料、采暖空间资源再生的利用,因此有效的利用资源和能源,实现技术的有效性和生态的持续发展,建造负责,具有生态环境的工业厂房常成为必然。
2、以某工程为例分析工业厂房的建筑设计
2.1厂区总体规划设计
区共分为四个区,分别由厂前部分的办公研发区,厂区中部的生产区和装卸区,后勤保障区、厂区后部的储存区组成。
设计根据工艺生产流程及货运物流的特点,以厂区最主要的建筑精炼车间和小包装奶油车间的布置为核心,将精炼车间和小包装奶油车间等主要生产线布置于厂区的中部,将研发中心布置在厂前区靠近松林山路位置。
小包装车间和收发油棚为了方便出货方便,在前面设置装卸区大广场,从厂区主入口进入以后,车辆可以集中在广场上装卸,减少了外来车辆对厂区内部的影响和方便了对外来人员的管理。
精炼车间的西部,紧邻辅助部分工务中心和污水处理池等后勤保障区。
油罐区和油泵房位于厂区后部的储存区,紧靠小包装奶油车间的西面布置,方便市政管架的接入和产品的存储,以上布置均紧靠主生产线以利于减少水、电、汽的管线距离,达到节约管材和能源的目的
厂前区紧靠松林山路有研发中心、门卫室、停车场等。货运流线和人流的分设,避免了人流和货流的交叉,门卫室设在人流路线和货运路线的中间实行集中管理,有效控制。研发中心和生产区之间用隔离绿化带分割开来,中间增设二道门,方便工人工作和生活的有序管理,同时在整个厂区的空间设计上保持一致性和连贯性,以达到对外来人员和货车司机有足够的活动空间和管理,不至于和厂区的其他工作人员交叉影响。
2.2厂区单体建筑设计
(1)厂区配套用房设计
包括门卫室,垃圾站,研发中心。
门卫室是单层建筑,混凝土框架结构,高3.75m,建筑面积144m2。
研发中心是三层建筑,混凝土框架结构,高13.85m,建筑面积3379.08m2。
垃圾房是单层仓库,火灾危险性戊类,耐火等级二级,混凝土框架结构,高3.75m,建筑面积32 m2。
(2).加工生产区设计
由精炼车间和小包装奶油车间、收发油棚。
精炼车间为四层钢结构厂房,高35.8米 ,火灾危险性丙类,耐火等级二级,建筑面积6943.46m2。
小包装奶油车间为三层钢结构厂房,高21.2米 ,火灾危险性丙类,耐火等级二级,建筑面积14638.5m2。
收发油棚属于油罐区的附属设施是构筑物,高9.75m,火灾危险性丙类,耐火等级二级,计算容积率建筑面积519.1m2。
(3)储存区设计
储油罐区包括8个5000 m3油罐、10个3500 m3油罐、7个2500 m3油罐、9个1500 m3油罐、1个10 m3热水罐、1个200 m3脂肪酸罐。因储罐区储罐闪点为280°C-300°C与油相同,油罐区储罐布置同油罐,按《石油化工企业设计防火规范》6.2.9规定,储罐排数不限。
油泵房是油罐区的附属设施单层建筑,混凝土框架结构,高4.7m,火灾危险性丙类,耐火等级二级,建筑面积252.0m2。
.(4)后勤服务区设计
第四个区由工务中心、污水处理池组成。
工务中心为混凝土框架结构厂房,高5.2米 火灾危险性丙类,耐火等级二级,建筑面积837.0 m2;
污水处理池是油罐区的附属设施,构筑物,由相关专业公司进行设计。
2.3厂区竖向设计
厂区现有地势东高西低,按不同的功能分区分为三个不同标高的台地。其中厂前区研发中心场地设计标高为黄海高程15.65m,厂区中部小包装奶油车间和精炼车间及收发油棚和装卸货广场场地设计标高为黄海高程15.0m,厂区西部油罐区场地设计标高为黄海高程13.60m。
不同标高的台地之间用绿化和道路放坡过渡。
竖向设计将根据地势将雨水经过道路边的集水井汇集后排入地下排水管网接市政总管排放。
厂区总平面布置根据厂方提供的厂区地形红线图及其坐标系(镇江坐标系),高程系(黄海高程)进行设计。
道路纵坡大约0.3%,主次出入口处2%,油罐区两侧的道路坡度约为0.6%。路宽大于等于6m横坡采用双坡,坡度1.5%,小于
2.4厂区道路设计
厂区的主要出入口布置在厂区的东面松林山路,松林山路段围墙为低矮、通透式的围护结构。
全厂货运以陆路运输为主。工厂内道路设计:运输繁忙的主车道设计为18 m、9 m,普通双车道为6 m,消防车道宽度不小于4.0 m。厂区内道路路面设计为高压成品混凝土块,以减少运输作业时产生的尘土,通过次要道路将主要道路联系起来,并形成封闭环线,进一步优化交通流线,并可作为消防通道使用。
2.5厂区绿化景观设计
通过集中绿化带和道路绿化相结合的方式塑造绿化景观,有些车间是有食品洁净要求的,这些车间周边就只能布置硬地,植被也只能以植草为主,绿化较为单一,在主入口处设景观广场集中绿化布置,常绿乔木、开花乔木与开花灌木结合,实现随季节变更出现不同的植被特色,丰富视觉感受和绿化层次,改善办公和生产环境。
2.6节能环保设计
厂区总体定位:打造一个可持续发展、经济高效、清洁环保、环境优美的厂区。
采取的节能措施有生产车间采用新型高效环保型的工艺设备,以节约能耗,研发中心和门卫室等建筑采用新型节能墙体和屋面材料和节能玻璃来降低能耗,厂区灯具都采用节能型灯具等。
2.7厂区消防设计
厂区内建筑之间的消防间距根据《建筑设计防火规范》规定,高层厂房与其他厂房之间的防火间距为13m,其它厂房防火距离大于等于10m,根据《建筑设计防火规范》表4.2.1丙类液体储罐距离民用建筑防火间距不小于25m,距离一二级厂房建筑不小于20 m,表4.2.7丙类液体储罐距离收发油棚(丙类液体装卸鹤管)和油泵房防火间距不小于10m,以上防火间距满足消防要求。
全厂区道路均延伸至各建筑单体,以便于消防车辆能到达各个建筑物 ,满足消防规范要求。
引言
工业电视系统(CCTV)在核电厂中能实时、形象和真实地监控运行人员无法直接到达的一些重要场所,并成为核电厂管理中一种极为有效的观察工具,供核电厂主控室操作员复核核电厂各厂房一些重要区域的火情等异常运行工况。工业电视系统在核电厂安全分级中不属于核安全有关系统,但主控室核电厂操作员可通过该系统监视一些重要区域,包括反应堆冷却剂泵隔间、上充泵区、循环水系统泵(CRF泵)区、循环水系统泵(SEC泵)区及汽机厂房变压器平台等高火荷载区域的火灾情况,确认火灾探测器所发出的火警信号,从而迅速起动相应的保护装置。
1工业电视系统的功能与组成
1.1系统功能工业电视系统根据工艺需求在核电厂中实现下列功能:参与反应堆冷却剂泵的火灾探测、参与上充泵的火灾探测、参与CRF泵及SEC泵的火灾探测、参与汽机厂房的火灾探测、监视放射性区域内的某个系统或特定点位及监视某个指定工作区。1.2系统组成工业电视系统根据功能要求在核电厂各厂房设置摄像机,并通过视频线缆将摄像机解码的图像传送至主控室。位于主控室的后端处理设备将现场图像进行处理,实现主控室对重要区域的实时监控,并将图像信息保存,供日后回放查看。根据设备组成和功能,工业电视系统可分为三个主要组成部分:前端摄像设备、信号传输部分和后端处理设备。1.2.1前端摄像设备前端摄像设备主要为设置在核电厂各厂房的摄像装置,包括:摄像机、镜头、防护罩、电动云台、解码器、安装支架及辅助照明等设备,其功能为采集现场图像,并将现场的图像信号转换为电信号,并接受来自主控室后端设备的控制信号,完成对摄像机和云台的控制。核电厂工业电视系统前端摄像机设备分散设置在核岛(包括电气厂房LX、核辅助厂房NX、核燃料厂房KX及反应堆厂房RX)、常规岛(汽机厂房MX)及联合泵房厂房PX3个区域。为实现上述的工业电视系统的功能,需要在反应堆冷却剂泵、反应堆厂房大厅、上充泵、PX联合泵房内的CRF泵、SEC泵、汽机厂房及核岛主出入口设置固定式摄像机来实现。其他区域由移动式摄像机来实现。工业电视系统的固定式摄像机设置在以下房间:1)在反应堆厂房标高+20.00m环吊下方安装有一台摄像机(带云台和变焦镜头),可以使操作员在主控室对反应堆大厅进行全面监视。2)反应堆厂房3个回路主冷却剂泵隔间各设有一台摄像机,监视主泵设备。3)核辅助厂房3个上充泵隔间各设有一台摄像机,监视上充泵设备。4)PX联合泵房内的CRF泵隔间及SEC泵隔间各设有一台摄像机。5)电气厂房L214房间、核辅助厂房N264房间、核燃料厂房K230及K270房间门口各设有一台摄像机。6)汽机厂房标高-7.5m、±0.0m、+8.5m、+17.1m、主变压器/厂用高变压器/起动备用变压器、炉水加药和汽水取样等场所设有摄像机,共计13台摄像机。工业电视系统在核电厂共设有3台移动式摄像机,该装置由摄像机、云台、变焦镜头、解码器、泛光灯、光源适配器、可延伸电缆和折叠式三脚架组装构成。移动式摄像机如图1所示。在核电厂检修期间,现场维修人员可根据需要使用移动式摄像机。移动式摄像机自带延长线缆可连接到布置在现场的视频插座网络中的任何一个网络箱。网络箱为移动式摄像机供电,并将其视频信号通过视频电缆传输至主控室后端处理设备。根据工艺的需求,网络箱主要布置在核辅助厂房、反应堆厂房及核燃料厂房内。1.2.2信号传输部分信号传输部分主要为各种线缆,负责将现场摄像机的视频信号传送至主控室后端处理设备,并将后端处理设备的控制信号反馈至现场控制摄像机。根据监控点的数量和传输距离选择不同类型的传输线缆。视频信号传输线在工程上一般选用同轴电缆和光缆两种,控制信号多采用直接控制的方式。根据国家标准GB50115—2009《工业电视系统工程设计规范》的要求,传输距离超过300m时,采用75-7同轴电缆传输信号;传输距离超过500m时,采用光缆传输信号,即远距离传输视频信号时使用光缆,光缆具有通信容量大、传输距离远、抗干扰能力强和传输质量佳的特点;近距离传输视频信号则使用同轴电缆,同轴电缆具有信号传输稳定、资源利用充分、施工量小和易维护的优势。出于核电厂自身的防火要求,要求电缆采用低烟、无卤和阻燃类型。分散在核电厂各厂房的摄像机,设置在PX厂房、汽机厂房MX内的摄像机因距离主控室距离较远、摄像机数量较多,采用光缆传输方案。在PX、MX厂房就地设置数字光端机将摄像机产生的电信号转换为光信号通过光缆传输,主控室后端处理设备内的接收端将光信号转换成电信号后,进一步还原成图像信号传输到视频分配器;设置在核岛厂房内的摄像机,因距主控室后端处理设备距离相对较近,因此使用同轴电缆传输视频信号。1.2.3后端处理设备后端处理设备设置在长期有人值守的核电厂主控室内,是整个系统的核心部分。其功能为集中接收现场发回来的视频信号并转化为图像信号,进行切换、显示和记录操作,并进行相应的控制和管理。本核电厂项目的后端处理设备主要由2台矩阵控制器、1台硬盘录像机、2台监视器及1台控制键盘等设备组成。矩阵控制器主要功能为对输入的视频图像进行控制:所有现场的视频信号先进入到矩阵控制器,再由矩阵控制器输出到监视器上。矩阵控制器根据操作人员的需要,把选择的视频信号切换到监视器上。硬盘录像机(DVR)配有大容量硬盘,主要负责数字视频的压缩、网络视频流的管理以及用户的授权管理等,实现视频回放功能。本核电厂项目硬盘摄像机配有2400GB硬盘,足够保证30天以上的图像记录备案。控制键盘主要进行控制功能,实现对摄像机云台和矩阵控制器的控制功能。可实现系统编程和管理、显示器选取、前端摄像机选取、云台全动作、镜头全动作及切换控制等操作,通过与矩阵主机交互通信实现对前端设备的控制。本项目核电厂工业电视系统示意图如图2所示。
2工业电视系统的设计方案
摄像机是工业电视系统前端设备的核心,性能优良的前端摄像设备是后端控制设备进行高质量的显示和存储的保证。而工业环境具有自身的特殊性,如高温、高粉尘和强腐蚀性。为保证设置在工业环境中的摄像机能够正常工作,对设备的选择尤为重要。在核电厂正常运行期间,核岛一些重要区域存在辐照剂量,电厂运行人员无法进入,因此需要在这些场所设置摄像机,供主控室操作员监视这些区域,复核火灾信号等异常的运行工况。根据环境剂量率选择耐辐照性能满足要求的摄像机成为核电厂工业电视系统设计的一项重要工作。目前,市场上主流耐辐照摄像机的主要性能对比如表1所示。核电厂摄像机布置的场所及其环境剂量率如表2所示。2.1核岛厂房区域终端的设计方案核岛厂房主要包括电气厂房、反应堆厂房、核辅助厂房和核燃料厂房等。在反应堆厂房总共设有4台摄像机,其中在+20.00m环吊下方R841房间安装有一台彩色变焦摄像机,摄像机配有解码器和接线箱连接电缆至主控室,实现在主控室远程操作摄像机,可以使操作员在主控室对反应堆大厅进行全面监视。R841房间剂量率稍低(2mSv/h<D<0.1Sv/h),并且为了满足主控室画面彩色美观需求,选用了AE公司的耐辐照变焦彩色摄像机N82Z产品。摄像机N82Z剂量率大于1×103Gy/h、累积剂量大于1×104Gy,满足环境剂量使用需求,计划使用1~2个换料周期(一个换料周期为12个月);在主冷却剂泵隔间(R611/R621/R631房间)各设置一台摄像机,监视主冷却剂泵选用定焦摄像机。此处环境剂量率:0.1Sv/h<D,选用英国Centronic公司的CR2226-F80Z产品,作为电真空摄像管(Vidicon)耐辐照黑白摄像机,其累积剂量大于2×105Gy,剂量率大于1×104Gy/h,能较好满足环境耐辐照的需求。摄像机配有接线箱连接电缆至主控室。摄像机自身带有LED照明灯另配有石英卤素灯的备用照明灯作为摄像机的辅助照明。反应堆厂房一些房间内(R430、R230、R130、R741、R410、R210和R141)设置有网络箱,用于移动式摄像机的连接。在反应堆厂房设有电源箱用于本厂房内固定摄像机及网络箱的供电,上游电源引自220V交流供电系统。为确保供电的可靠性,电源箱配电采用星形连接。在核辅助厂房的3个上充泵隔间(NA217/218/219)设置一台定焦耐辐射摄像机,监视上充泵,复核上冲泵房间的火灾探测信号。摄像机型号统一选用CR2226黑白耐辐照摄像机,设备剂量率及累计剂量能满足环境的需要。摄像机配有照明设备;核辅助厂房还布置网络箱用于连接移动式摄像机,设置电源箱用于设备的供电。电气厂房L214房间、核辅助厂房N264房间、核燃料厂房K230房间及K270门口各设置有一台摄像机,因剂量分区属于白区,环境无辐射要求,因此选用普通定焦摄像机——Pelco公司产品C1OCH-6X彩色定焦摄像机。根据设计参考电站的经验,在电气厂房L215房间内设置DTL系统分控台,方便运行巡检人员检查系统运行状况。在核电厂主控室L710房间内布置工业闭路电视系统落地机柜,机柜内设置接收控制装置,包括矩阵切换器、控制键盘、码分配器、电源控制器、硬盘录像机和彩色监视器等设备。主控室操作员可通过监视器监视反应堆冷却剂泵隔间、上充泵区、CRF泵区、SEC泵区及汽机厂房的火灾情况,确认火灾探测器所发出的火警信号,从而迅速起动相应的保护装置。2.2联合泵房PX及常规岛点位设置在联合泵房PX厂房PX421、PX121、PX111、PX423、PX123及PX113房间设置摄像机观察CRF泵及SEC泵区火灾情况,因为剂量分区属于白区,所以设置普通彩色定焦摄像机(选用Pelco品牌C10CH-6X)即满足要求。摄像机的供电由PX厂房就地电源箱供电。而PX厂房距离主控室较长,采用光缆传输方案。在常规岛汽机厂房-7.5m层凝泵、电泵及真空泵,+0.0m主机油箱、放电机出线区、高低压加热器、+8.5m汽机、发电机、电气厂房、蓄电池室、+17.1m除氧器、主变压器/厂用高变压器/起动备用变压器、汽水取样和炉水加药等区域设置13个摄像机,因为剂量分区属于白区,选用Pelco公司C10CH-6X普通彩色定焦摄像机。摄像机的供电由就地电源箱供电。在信号传输方面,考虑到距离和摄像机的数量,采用光缆传输方案。
3设计方案分析
由以上各区域摄像机组成一个多头一尾的中等规模工业电视系统:在核岛反应堆厂房和核辅助厂房的红区、橙区环境下终端选用耐辐照摄像机,又根据需求不同,选用电真空摄像管及CCD摄像管两种不同类型的耐辐照摄像机;在核岛白区、常规岛及PX厂房则根据需求选用普通摄像机即可。位于主控室的矩阵设备选用两台容量为48×4的Pelco品牌控制器,既保证了系统可靠性,又留出扩容的裕量。根据参考电站及其他M310型电站的运行经验,采用视频基带传输方式的工业电视系统方案以可靠性高、实用性强作为方案首选。本核电项目在常规岛区域设置摄像机数量为13台,而设计参考电站常规岛只有8台摄像机;本项目在核岛亦设置了较多的固定摄像机终端,使得本项目的CCTV技术方案成为国内同型核电厂中迄今最大规模的工业电视系统。
4结束语