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摘要:建筑特种结构应用于多种行业领域,像建筑的结构形式,荷载的分布形式都有着很多特殊意义,有价值去做相应的研究。特种钢结构涵盖的范围比较广,开展对它的研究有着非常重要的意义,为特种钢结构的发展做出了巨大贡献。
关键词:特种钢结构;大板梁;锅炉搭架烟囱;特种构筑
中图分类号:TU351 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)12-0016-02
特种结构并非有一个特定的统一的定义,在工程实际应用中对特种结构有多种多样的要求,在普通的工业和民用建筑工程的像道路交通建设、码头、水利电站的建筑都是普通的工程,除了这些以外的在土木工程中应用广泛的建筑会用到特种结构,某些工程对结构的要求功能比较多,它的结构形式也比较复杂,特种钢结构应用的就比较多。
1 特种结构介绍
高耸结构包括高烟囱、水塔、冷却水塔和电视塔等高建筑。高烟囱是钢筋混凝土结构,一般的烟囱是用滑模施工,但是特种的烟囱结构应用双滑工艺就是将内外筒同时施工,在滑升时同时将不同的混凝土浇灌,一次完成浇灌,大大减少了工艺程序,减少了劳动力,同时加快了施工速度。我国最初的水塔是倒锥壳水塔,后来随着发展又推出了实用、美观、施工方便的水塔。它主要的特点是滑模施工,具有较好的经济效益,节约了工程费用。冷却水塔过去用的人工倒模施工,传统的冷却水塔施工耗时耗力,应用效果不是很理想,有一种直式提升架滑升法,基本满足构筑物的施工要求,提升架可以变换角度完成成型过程。另外一种是电视塔的特种结构,我国从50年代就开始了电视事业,陆陆续续的建造了电视塔,但是混泥土建造的塔要比钢结构建造的塔无论是在高度上、技术上还是经济上好。
2 其他特种钢结构的研究
除了上面的特种钢结构的研究,还有两种典型的钢特种结构,风电塔的研究和火电厂钢烟道结构的研究。如今风力发电应用广泛,塔架是否能够承受压力也是考虑的重要问题,它的设计必须能够承受风力发电系统产生的振动,所以还要进行计算了解不同边界下结构的固有频率。钢烟道广泛用于大型的燃煤电厂,因为岩道防腐困难,所以外加强钢烟道应用的更广范。烟道里会产生涡流,自然会产生不同频率的振动,振动的时候会使保温层脱落,振的道体破裂等现象,为了防止这些就要在设计时考虑强度和刚度的要求。
3 特种结构的应用
特种结构在生活中的运用是特别广泛的。在生活中处处离不开特殊的钢结构。例如我国的奥运会主场鸟巢,就是钢架结构,还有中央演播大楼,外国设计师所设计的特殊钢架结构。在最普通的生活中,可以看到钢结构,有的商场便是钢架结构。
然而在工业生产当中,一般的钢架结构是不足以满足要求的。工业生产的场所是比较特殊的,一是特殊在使用方面,在一个是特殊在环境的方面,所以工业生产中使用的钢结构也该也要有特殊之处。
下面说说在我们炼钢厂所使用的钢架结构的一些特殊性。
炼钢厂,顾名思义就是冶炼钢铁的工厂。这样一来,我们所生产的产品就是相对质量较大的,材质较硬的钢铁。所以这样一来,对存放这些钢铁的场所和厂房有了一定的要求,再有就是对起吊这些的设备有了更高的要求。主要的要求有一下几点:
(1)要有较大的硬度,将钢铁起吊运输的过程中,因为要运动,所以钢铁会有更强的下坠作用。因此对设备的硬度有了更高的要求,但是一为的加厚设备的厚度来提高强度是不可取的。众所周知,在增加厚度的同时,设备本身的重量也会增加,导致自重变大,负荷也会变大。这样一来就会导致钢架会不牢固,导致设备的倒塌等危险事故。因此应该对设备进行特殊化处理,在不增加厚度的情况下增大设备的强度和硬度。如果科技能达到的话,减轻设备的重量是更好的选择。其中最重要的事不能过于的薄,过于的薄就会导致断裂。在保证强度和硬度的情况下,也要有一定的柔韧性,当所用的钢结构缺少柔韧性时,会导致断裂的情况发生,也会使钢架设备出现倒塌或者其他的因断裂产生的事故。
(2)存放刚才的库房和架台也要有特殊的结构。炼钢厂存放钢铁的库房应该满足设备在库房里的空间,因此库房的设计是比较高的,这样一来,也对建筑所用的钢架提出了新的要求。对建造较高的钢架来说,一定要有稳定性,和坚固性,再有就是耐久性和抗腐蚀性。稳定性和坚固性不用多说,是为了保证房屋的安全和稳定。那么耐久性和抗腐蚀性是为了什么?库房不能用一段时间就更换,所以耐久性是必须的,还得抗腐蚀,减少腐蚀才会更耐久。存放钢铁的平台自然不用多说,要的就是硬度,可以多层来存放钢材。
还有一点就是炼钢厂内的环境对建筑钢架的影响。对钢架结构有一下的要求:
(1)因为是炼钢厂,所以内部的环境比较高,有的地方或者设备的温度更高,达到几百甚至上千摄氏度。钢结构在达到一定的温度后,会突然失去原有的强度,硬度和柔韧度,并且会瞬间垮塌。因此在炼钢厂力的钢结构建筑来说,特别是在特殊位置的钢结构来说,应该更经得起温度的考验。所以在建筑中,钢架的结构和特性都需要有特殊的改变。结构上,减少钢架在温度较高的位置的设立,再有将钢架与耐高温耐火并且可以隔火隔热的材料结合在一起使用。
(2)炼钢厂在炼钢的时候会将钢水成型,然后进行冷却。当然,冷却用到的是水冷却法,因此在冷却的过程中会产生大量的水蒸气,所以在炼钢厂的一些车间,环境是高温高湿度的。正是因为这两点因素,所以对建筑的钢架结构的耐腐蚀性和耐久性提出了要求。钢架在高温大湿度的情况下腐蚀的速度会加快,因此钢架应该有一定的保护措施来抵抗这些腐蚀。
4 结语
特种钢结构一半适用于重要的工业,以上谈到的是我国特张结构的应用,特种结构施工也有难度,对操作重点、劳动组织统还不是很成熟,所以要不断的完善,不仅要研究特种结构还要在施工技术上有更大的提升。虽然我国在特种结构研究上已经有了很大的突破,但还是要不断的研究为特种结构的发展做出更大的贡献。
参考文献
[1] 王登峰,方滨,任刚,戴海金,王元清,石永久.电除尘器钢结构的承载性能分析及优化设计研究进展[J].钢结构,2010,(8):162-174.
[2] 施刚,刘钊,班慧勇,张勇,石永久,王元清.高强度角钢轴心受压构件稳定设计方法研究[J].工业建筑,2009,39(6):18-21.
[3] 李圣良,石永久,王元清.火力发电厂外加强钢烟道结构的力学性能分析[J].武汉理工大学学报(自然科学版),2007,29(4):87-90.
关键词:特种钢结构;大板梁;锅炉搭架烟囱;特种构筑
中图分类号:TU351 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)12-0016-02
特种结构并非有一个特定的统一的定义,在工程实际应用中对特种结构有多种多样的要求,在普通的工业和民用建筑工程的像道路交通建设、码头、水利电站的建筑都是普通的工程,除了这些以外的在土木工程中应用广泛的建筑会用到特种结构,某些工程对结构的要求功能比较多,它的结构形式也比较复杂,特种钢结构应用的就比较多。
1 特种结构介绍
高耸结构包括高烟囱、水塔、冷却水塔和电视塔等高建筑。高烟囱是钢筋混凝土结构,一般的烟囱是用滑模施工,但是特种的烟囱结构应用双滑工艺就是将内外筒同时施工,在滑升时同时将不同的混凝土浇灌,一次完成浇灌,大大减少了工艺程序,减少了劳动力,同时加快了施工速度。我国最初的水塔是倒锥壳水塔,后来随着发展又推出了实用、美观、施工方便的水塔。它主要的特点是滑模施工,具有较好的经济效益,节约了工程费用。冷却水塔过去用的人工倒模施工,传统的冷却水塔施工耗时耗力,应用效果不是很理想,有一种直式提升架滑升法,基本满足构筑物的施工要求,提升架可以变换角度完成成型过程。另外一种是电视塔的特种结构,我国从50年代就开始了电视事业,陆陆续续的建造了电视塔,但是混泥土建造的塔要比钢结构建造的塔无论是在高度上、技术上还是经济上好。
2 其他特种钢结构的研究
除了上面的特种钢结构的研究,还有两种典型的钢特种结构,风电塔的研究和火电厂钢烟道结构的研究。如今风力发电应用广泛,塔架是否能够承受压力也是考虑的重要问题,它的设计必须能够承受风力发电系统产生的振动,所以还要进行计算了解不同边界下结构的固有频率。钢烟道广泛用于大型的燃煤电厂,因为岩道防腐困难,所以外加强钢烟道应用的更广范。烟道里会产生涡流,自然会产生不同频率的振动,振动的时候会使保温层脱落,振的道体破裂等现象,为了防止这些就要在设计时考虑强度和刚度的要求。
3 特种结构的应用
特种结构在生活中的运用是特别广泛的。在生活中处处离不开特殊的钢结构。例如我国的奥运会主场鸟巢,就是钢架结构,还有中央演播大楼,外国设计师所设计的特殊钢架结构。在最普通的生活中,可以看到钢结构,有的商场便是钢架结构。
然而在工业生产当中,一般的钢架结构是不足以满足要求的。工业生产的场所是比较特殊的,一是特殊在使用方面,在一个是特殊在环境的方面,所以工业生产中使用的钢结构也该也要有特殊之处。
下面说说在我们炼钢厂所使用的钢架结构的一些特殊性。
炼钢厂,顾名思义就是冶炼钢铁的工厂。这样一来,我们所生产的产品就是相对质量较大的,材质较硬的钢铁。所以这样一来,对存放这些钢铁的场所和厂房有了一定的要求,再有就是对起吊这些的设备有了更高的要求。主要的要求有一下几点:
(1)要有较大的硬度,将钢铁起吊运输的过程中,因为要运动,所以钢铁会有更强的下坠作用。因此对设备的硬度有了更高的要求,但是一为的加厚设备的厚度来提高强度是不可取的。众所周知,在增加厚度的同时,设备本身的重量也会增加,导致自重变大,负荷也会变大。这样一来就会导致钢架会不牢固,导致设备的倒塌等危险事故。因此应该对设备进行特殊化处理,在不增加厚度的情况下增大设备的强度和硬度。如果科技能达到的话,减轻设备的重量是更好的选择。其中最重要的事不能过于的薄,过于的薄就会导致断裂。在保证强度和硬度的情况下,也要有一定的柔韧性,当所用的钢结构缺少柔韧性时,会导致断裂的情况发生,也会使钢架设备出现倒塌或者其他的因断裂产生的事故。
(2)存放刚才的库房和架台也要有特殊的结构。炼钢厂存放钢铁的库房应该满足设备在库房里的空间,因此库房的设计是比较高的,这样一来,也对建筑所用的钢架提出了新的要求。对建造较高的钢架来说,一定要有稳定性,和坚固性,再有就是耐久性和抗腐蚀性。稳定性和坚固性不用多说,是为了保证房屋的安全和稳定。那么耐久性和抗腐蚀性是为了什么?库房不能用一段时间就更换,所以耐久性是必须的,还得抗腐蚀,减少腐蚀才会更耐久。存放钢铁的平台自然不用多说,要的就是硬度,可以多层来存放钢材。
还有一点就是炼钢厂内的环境对建筑钢架的影响。对钢架结构有一下的要求:
(1)因为是炼钢厂,所以内部的环境比较高,有的地方或者设备的温度更高,达到几百甚至上千摄氏度。钢结构在达到一定的温度后,会突然失去原有的强度,硬度和柔韧度,并且会瞬间垮塌。因此在炼钢厂力的钢结构建筑来说,特别是在特殊位置的钢结构来说,应该更经得起温度的考验。所以在建筑中,钢架的结构和特性都需要有特殊的改变。结构上,减少钢架在温度较高的位置的设立,再有将钢架与耐高温耐火并且可以隔火隔热的材料结合在一起使用。
(2)炼钢厂在炼钢的时候会将钢水成型,然后进行冷却。当然,冷却用到的是水冷却法,因此在冷却的过程中会产生大量的水蒸气,所以在炼钢厂的一些车间,环境是高温高湿度的。正是因为这两点因素,所以对建筑的钢架结构的耐腐蚀性和耐久性提出了要求。钢架在高温大湿度的情况下腐蚀的速度会加快,因此钢架应该有一定的保护措施来抵抗这些腐蚀。
4 结语
特种钢结构一半适用于重要的工业,以上谈到的是我国特张结构的应用,特种结构施工也有难度,对操作重点、劳动组织统还不是很成熟,所以要不断的完善,不仅要研究特种结构还要在施工技术上有更大的提升。虽然我国在特种结构研究上已经有了很大的突破,但还是要不断的研究为特种结构的发展做出更大的贡献。
参考文献
[1] 王登峰,方滨,任刚,戴海金,王元清,石永久.电除尘器钢结构的承载性能分析及优化设计研究进展[J].钢结构,2010,(8):162-174.
[2] 施刚,刘钊,班慧勇,张勇,石永久,王元清.高强度角钢轴心受压构件稳定设计方法研究[J].工业建筑,2009,39(6):18-21.
[3] 李圣良,石永久,王元清.火力发电厂外加强钢烟道结构的力学性能分析[J].武汉理工大学学报(自然科学版),2007,29(4):87-90.