淺談多層鋼結構在干混砂漿生產線中的應用

杜月香 張運祥

（1.福建南方路面機械有限公司，福建 泉州 362021；2.豪氏威馬（中國）有限公司，福建 漳州 363122）

0 前言

干混砂漿在我國有近20年的歷史。隨著建筑市場的逐步壯大，砂漿的使用需求量也非常巨大。為了保護環境，大力推行干混砂漿，鼓勵干混砂漿取代傳統的現場攪拌砂漿，干混砂漿在國內已經進入了快速發展的階段，干混砂漿生產線設計規范也進入議程，其中已經對生產線中的構筑物的規范設計提出了要求。

干混砂漿攪拌設備按照結構形式分為塔式（T），階梯式（J）和站式（Z）結構。干混砂漿生產線的建設少不了支撐的主體結構，目前市場上的支撐構筑物有：混凝土支撐和鋼結構支撐2種。鋼結構由于其質量輕、強度高、質地均勻、塑韌性好、工業化程度高和施工周期短等優點被廣泛使用。塔式和階梯式結構在普通砂漿和特種砂漿生產線中占了很大的比例，其高度通常在20 m～40 m，樓層數為5～10層等都屬于典型的多層房屋（廠房）鋼結構。

1 多層鋼結構廠房的特點

多層鋼結構廠房具有自重輕、抗震性能好、有效使用面積高、建造速度快、耐腐性和防火性能差等特點。由于多層鋼結構采用的材料為鋼板和軋制或冷彎型鋼，維護結構多采用輕型圍護結構設計，圍護材料多采用夾芯板或者是彩鋼瓦楞板，整體結構的重量可以大大地降低，鋼材良好的力學性能和自重輕的特點都對抵抗地震有利。鋼結構的螺栓連接的結構易于拆卸，建造速度極快。但是該結構的廠房必須注意對結構進行防腐蝕和防火保護，目前出現的耐候鋼、耐腐蝕的油漆、防火涂料或具有耐火性能的鋼材可以在一定程度上解決問題。且多層鋼結構廠房可以充分發揮其作用，增大每層的空間，提高鋼結構廠房每個樓層的使用效率。

2 適用于干混砂漿的多層鋼結構廠房結構體系

多層房屋鋼結構的結構體系可以有4種形式。

2.1 純框架體系

該體系中梁柱節點一般做成剛性連接以提高結構的抗側剛度，如圖1所示。

2.2 框架-支撐體系

該體系中，為了增加框架體系的抗側剛度，在框架柱之間設置支撐，如圖2所示。

2.3 框架-剪力墻體系

圖1 框架結構體系

圖2 框架-支撐體系

框架體系與鋼筋混凝土剪力墻組成鋼框架-混凝土剪力墻體系，鋼筋混凝土剪力墻也可以做成墻板，設置在鋼梁和鋼柱之間，并在上下邊與鋼梁連接，如圖1所示。

2.4 交錯桁架體系

橫向框架在豎向平面每隔一層設置桁架層，相鄰橫向框架的桁架層交錯布置，在每層樓面形成2倍柱距的大開間，如圖3所示。

目前部分干混設備廠家的鋼結構構筑物采用的屋面的結構形式是使用三角形鋼屋架或梯形鋼屋架的結構形式（如圖1、圖2所示），這種鋼屋架的形式適用于重型單層工業廠房的鋼結構，但是設計分析和制作較為復雜，安裝運輸的成本也較高。在干混砂漿生產線中，可以考慮采用支撐框架加頂層門式鋼架的結構形式。其好處在于，相對于純框架鋼結構體系，在保證同樣剛度的條件下，可以采用相對較小規格的型材，大大地降低結構的材料，且門式鋼架結構的屋架所有零部件加工完成后方便運輸，運輸成本相對桁架架構低，可以提高經濟效益。

3 適用于干混砂漿的多層鋼結構廠房結構組成及選材

由于在干混砂漿生產線中，涉及的設備較為多樣，有攪拌機、出料倉、計量倉和除塵設備等，部分結構需要進行加強考慮。設計遵循的原則依舊為強柱弱梁，強節點弱構件。整個結構體系由以下4個部分組成。

3.1 立柱結構體系

出于制作、安裝和結構受力的考慮可以采用熱軋H型鋼，材料選用Q345B可以大大地節省立柱的占地面積，方便樓內設備的擺放，尤其對于溜管、螺旋等空間設備的擺放是很有好處的。柱腳的結構形式可采用外露是鋼接柱腳，柱腳底板采用Q345鋼板，底板厚度在30 mm左右，在加工立柱的時候與型鋼、筋板焊好。客戶在混凝土施工的時候預埋錨栓，錨栓采用Q235即可，以滿足一定的變形要求。安裝時只需現場進行配裝即可。

圖3 交錯桁架體系

3.2 樓面結構體系

主梁和用于支撐設備的次梁主要采用熱軋H鋼，方便安裝，小梁可考慮使用槽鋼、角鋼等，樓板采用花紋鋼板。

3.3 支撐結構體系

支撐主要采用中心支撐或者偏心支撐的形式。增加支撐可以大大地提高剛度。中心支撐可以采用按手拉桿件設計的十字交叉式，主要以圓鋼管為主，偏心支撐可采用H型鋼，可以方便地安裝。

3.4 圍護結構體系

墻梁采用冷彎薄壁型鋼，墻面板根據客戶的需要或者是設備的位置環境因素等采用保溫板或者是瓦楞單板。由于設備布置的原因，往往會有設備（溜管為主）穿過墻面，導致墻面開孔的情況出現，需要考慮開孔處的防水。

3.5 屋面結構體系

頂層設計采用門式鋼架的結構形式，由屋面鋼梁、系桿、屋面水平支撐、屋面檁條、拉條、屋面板等部分組成。屋面鋼梁可采用H型鋼，方便連接。屋面水平系桿使用圓鋼管，同時屋面檁條也能起系桿的作用，屋面支撐可采用20 mm～30 mm左右的圓鋼，只考慮其作為受拉斜桿，可通過花籃螺栓與屋面鋼梁連接。屋面檁條采用冷彎薄壁型鋼，屋面板采用壓型鋼板或夾芯板，利用自攻螺釘將外封板固定到檁條上，應考慮打釘處的防水。

4 結論

干混砂漿生產線的建設速度已經越來越快，多層鋼結構廠房也隨之發展，帶支撐的框架體系基礎上配合門式鋼架結構可以很好地適用于干混砂漿生產線中，設計人員可以充分地利用該結構進行計算和開發，保證干混砂漿生產線建筑物的規范化發展。