內(nèi)蒙古烏拉特后旗污水廠凈水間廠房方案比選

閆軍濤

摘 要：建國初期，由于我國鋼產(chǎn)量較少，鋼材的使用在很大程度上受到限制，因此我國傳統(tǒng)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)形式是以鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)為主，各地均設(shè)有預(yù)制混凝土構(gòu)配件廠。隨著鋼材產(chǎn)量的逐年提高，鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用技術(shù)日益成熟，壓型鋼板等輕型屋面材料被逐漸采用，輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房迅速發(fā)展。從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面著手，論述了鋼結(jié)構(gòu)廠房和裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房各自的特點(diǎn)，并對優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)通過對實(shí)例的分析，提出了有針對性的方案、建議，從而進(jìn)一步提高建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：污水廠；技術(shù)性；經(jīng)濟(jì)性；凈水間廠房

中圖分類號：TU998 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）01-0043-02

1 工程概述

內(nèi)蒙古烏拉特后旗巴音寶力格鎮(zhèn)污水處理廠再生水建設(shè)工程計(jì)劃總工期229 d，計(jì)劃開工日期為2013-05-15，計(jì)劃竣工日期為2013-12-30. 2013年12月初，主要水處理建筑物已建設(shè)完畢，剩余工程為核心工藝區(qū)域凈水間廠房的建設(shè)。原設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)形式為裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，由于工程建設(shè)場地為嚴(yán)寒地區(qū)，現(xiàn)已進(jìn)入冬季施工階段，因而在混凝土施工過程中的環(huán)境影響因素增多，且冬季混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，為滿足計(jì)劃竣工日期的要求，施工單位提出將原設(shè)計(jì)裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房變更為門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)廠房。綜合考慮工程總投資和建設(shè)工期的要求，對兩種廠房建設(shè)方案進(jìn)行了必選論證。

2 鋼結(jié)構(gòu)廠房和鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房的主要特點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房

2.1.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)，見表1.

2.1.2 鋼結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)是：①用途廣泛，重量輕、強(qiáng)度高，適合單層大跨度建筑。②構(gòu)造簡易，施工期短。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均在工廠完成預(yù)制，現(xiàn)場工作量少，只需簡單拼裝，縮短了施工周期，符合產(chǎn)業(yè)化要求。此外，還節(jié)約了資源，減少了一些不必要的污染。③美觀實(shí)用，具有靈活性。鋼結(jié)構(gòu)廠房線條簡潔，現(xiàn)代感強(qiáng)，墻身板顏色種類多，墻體也可采用其他材料。④經(jīng)久耐用，易于維修。鋼材可以回收，建造和拆除時(shí)對環(huán)境污染較少。⑤造價(jià)合理。鋼結(jié)構(gòu)廠房自重輕，基礎(chǔ)造價(jià)相應(yīng)減少，工期短，投產(chǎn)早，綜合經(jīng)濟(jì)效益大大優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)廠房。⑥鋼結(jié)構(gòu)工廠質(zhì)量可靠，尺寸精確，安裝方便，易與相關(guān)工種配合。⑦安全可靠性。抗震、抗風(fēng)性能好，荷載能力強(qiáng)，抗震能力強(qiáng)。

鋼構(gòu)廠房的缺點(diǎn)是：①鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能較差，耐火時(shí)間短，火災(zāi)時(shí)坍塌可能性大，因此必須對鋼結(jié)構(gòu)采取耐火和隔熱措施；② 鋼結(jié)構(gòu)在腐蝕性介質(zhì)下或者潮濕環(huán)境中極易銹蝕，應(yīng)定期定時(shí)維護(hù)，因此廠房維護(hù)費(fèi)用相應(yīng)增加。

2.2 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房

2.2.1 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)

其特點(diǎn)為：①力學(xué)性能。排架自身平面承載力和剛度都較大，而排架間的承載能力則較弱。②結(jié)構(gòu)形式。排架柱采用預(yù)制形式，因此對預(yù)埋鐵件的尺寸位置要求較高，排架柱和屋架鉸接，屋架因跨度較大，為滿足強(qiáng)度和自身撓度的要求，屋架截面較大，實(shí)際空間利用率較低。③整體穩(wěn)定性。排架由屋架（或屋面梁、柱）和基礎(chǔ)組成，柱和屋架鉸接，和基礎(chǔ)剛接。在兩個(gè)支架之間加相應(yīng)支撐，是為了避免因風(fēng)荷載推動(dòng)發(fā)生側(cè)向的移動(dòng)，從而影響整體的穩(wěn)定性。

2.2.2 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)缺點(diǎn)

該廠房的優(yōu)點(diǎn)是：①排架平面內(nèi)承載力和剛度都較大，豎向承載力較高；②結(jié)構(gòu)形式簡單，構(gòu)件可選取國標(biāo)圖集做法，施工操作比較容易；③混凝土防腐做法簡單可靠，維護(hù)費(fèi)用較低；④建材成本較低，該廠房每平方米造價(jià)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)廠房（大跨度門式鋼架）。

該廠房的缺點(diǎn)是：①自重大，構(gòu)件笨重，安裝需重型起吊裝置輔助；②整體性較差，排架間的承載能力較弱，側(cè)向抵抗力較弱；③施工周期長，安裝過程中嚴(yán)重影響各工種的交叉作業(yè)；④冬期施工難度較大，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，不利于成品保護(hù)。

3 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)與門式鋼架結(jié)構(gòu)的技術(shù)比較分析

廠房設(shè)計(jì)參數(shù)：跨度24 m，柱距6 m，長度48 m，有效高度9 m。

鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)在實(shí)際制作過程中，排架柱均采用預(yù)制形式，因此只能將柱頂和梁柱之間選行鉸接，導(dǎo)致屋架跨中彎矩（ql2/8）為門式鋼架跨中彎矩（ql2/24）的3倍，在強(qiáng)度和撓度要求下，預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架截面必然很大。預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G415-1中24 m跨屋架，屋架高度為3.1 m，門式鋼架結(jié)構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)圖集02SG528-1中24 m跨鋼架，鋼梁變截面高度僅為600～1 000 mm。在屋面荷載相同條件下，鋼材性能得到了充分利用，降低了廠房的總高度。門式鋼架結(jié)構(gòu)柱截面小，同時(shí)也減小了柱底部彎矩。門式鋼架結(jié)構(gòu)自重遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)自重，相比而言，基礎(chǔ)造價(jià)較低，施工建造速度快，綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)建筑。門式鋼架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的區(qū)別，詳見4 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)和門式鋼架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性比較分析

鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房預(yù)算總造價(jià)為151萬元（不含取費(fèi)），門式鋼架結(jié)構(gòu)廠房預(yù)算總造價(jià)為215萬元（不含取費(fèi)），門式鋼架結(jié)構(gòu)的成本費(fèi)用高出鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的成本費(fèi)用64萬元。鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)在施工過程中，混凝土排架柱需預(yù)留埋件，埋件位置需應(yīng)力計(jì)算后進(jìn)一步確定，制約了混凝土排架柱的預(yù)制時(shí)間，導(dǎo)致整個(gè)工期延長，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，同時(shí)也提高了工程的實(shí)際成本。選用門式鋼架結(jié)構(gòu)，其構(gòu)配件都是由工廠制作而成，質(zhì)輕，運(yùn)輸輕便。同時(shí)，各構(gòu)件之間采用高強(qiáng)螺栓連接，便于安裝，整個(gè)工程建設(shè)工期較鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)要短很多。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于門式鋼架結(jié)構(gòu)自重輕，構(gòu)件簡單，多為工業(yè)化生產(chǎn)制作，節(jié)點(diǎn)大都采用高強(qiáng)度螺栓連接，焊接量少，現(xiàn)場安裝十分方便，施工期短，易于維護(hù)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、抗震性能好，空間完整、靈活，外形美觀、現(xiàn)代感強(qiáng)，鋼材可回收再利用，利于環(huán)保，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益等各種優(yōu)勢。所以，本工程推薦采用門式鋼架結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

[1]梁濱，高紅梅.門式鋼架結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J].石油化工設(shè)計(jì)，2007，24（4）：7-9.

[2]王旭輝.門式鋼架結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析與研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，32（6）：250.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB50755—2012 鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.CECS102—2002 門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2012.

[5]白建方.實(shí)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

〔編輯：白潔〕

摘 要：建國初期，由于我國鋼產(chǎn)量較少，鋼材的使用在很大程度上受到限制，因此我國傳統(tǒng)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)形式是以鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)為主，各地均設(shè)有預(yù)制混凝土構(gòu)配件廠。隨著鋼材產(chǎn)量的逐年提高，鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用技術(shù)日益成熟，壓型鋼板等輕型屋面材料被逐漸采用，輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房迅速發(fā)展。從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面著手，論述了鋼結(jié)構(gòu)廠房和裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房各自的特點(diǎn)，并對優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)通過對實(shí)例的分析，提出了有針對性的方案、建議，從而進(jìn)一步提高建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：污水廠；技術(shù)性；經(jīng)濟(jì)性；凈水間廠房

中圖分類號：TU998 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）01-0043-02

1 工程概述

內(nèi)蒙古烏拉特后旗巴音寶力格鎮(zhèn)污水處理廠再生水建設(shè)工程計(jì)劃總工期229 d，計(jì)劃開工日期為2013-05-15，計(jì)劃竣工日期為2013-12-30. 2013年12月初，主要水處理建筑物已建設(shè)完畢，剩余工程為核心工藝區(qū)域凈水間廠房的建設(shè)。原設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)形式為裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，由于工程建設(shè)場地為嚴(yán)寒地區(qū)，現(xiàn)已進(jìn)入冬季施工階段，因而在混凝土施工過程中的環(huán)境影響因素增多，且冬季混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，為滿足計(jì)劃竣工日期的要求，施工單位提出將原設(shè)計(jì)裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房變更為門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)廠房。綜合考慮工程總投資和建設(shè)工期的要求，對兩種廠房建設(shè)方案進(jìn)行了必選論證。

2 鋼結(jié)構(gòu)廠房和鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房的主要特點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房

2.1.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)，見表1.

2.1.2 鋼結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)是：①用途廣泛，重量輕、強(qiáng)度高，適合單層大跨度建筑。②構(gòu)造簡易，施工期短。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均在工廠完成預(yù)制，現(xiàn)場工作量少，只需簡單拼裝，縮短了施工周期，符合產(chǎn)業(yè)化要求。此外，還節(jié)約了資源，減少了一些不必要的污染。③美觀實(shí)用，具有靈活性。鋼結(jié)構(gòu)廠房線條簡潔，現(xiàn)代感強(qiáng)，墻身板顏色種類多，墻體也可采用其他材料。④經(jīng)久耐用，易于維修。鋼材可以回收，建造和拆除時(shí)對環(huán)境污染較少。⑤造價(jià)合理。鋼結(jié)構(gòu)廠房自重輕，基礎(chǔ)造價(jià)相應(yīng)減少，工期短，投產(chǎn)早，綜合經(jīng)濟(jì)效益大大優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)廠房。⑥鋼結(jié)構(gòu)工廠質(zhì)量可靠，尺寸精確，安裝方便，易與相關(guān)工種配合。⑦安全可靠性。抗震、抗風(fēng)性能好，荷載能力強(qiáng)，抗震能力強(qiáng)。

鋼構(gòu)廠房的缺點(diǎn)是：①鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能較差，耐火時(shí)間短，火災(zāi)時(shí)坍塌可能性大，因此必須對鋼結(jié)構(gòu)采取耐火和隔熱措施；② 鋼結(jié)構(gòu)在腐蝕性介質(zhì)下或者潮濕環(huán)境中極易銹蝕，應(yīng)定期定時(shí)維護(hù)，因此廠房維護(hù)費(fèi)用相應(yīng)增加。

2.2 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房

2.2.1 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)

其特點(diǎn)為：①力學(xué)性能。排架自身平面承載力和剛度都較大，而排架間的承載能力則較弱。②結(jié)構(gòu)形式。排架柱采用預(yù)制形式，因此對預(yù)埋鐵件的尺寸位置要求較高，排架柱和屋架鉸接，屋架因跨度較大，為滿足強(qiáng)度和自身撓度的要求，屋架截面較大，實(shí)際空間利用率較低。③整體穩(wěn)定性。排架由屋架（或屋面梁、柱）和基礎(chǔ)組成，柱和屋架鉸接，和基礎(chǔ)剛接。在兩個(gè)支架之間加相應(yīng)支撐，是為了避免因風(fēng)荷載推動(dòng)發(fā)生側(cè)向的移動(dòng)，從而影響整體的穩(wěn)定性。

2.2.2 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)缺點(diǎn)

該廠房的優(yōu)點(diǎn)是：①排架平面內(nèi)承載力和剛度都較大，豎向承載力較高；②結(jié)構(gòu)形式簡單，構(gòu)件可選取國標(biāo)圖集做法，施工操作比較容易；③混凝土防腐做法簡單可靠，維護(hù)費(fèi)用較低；④建材成本較低，該廠房每平方米造價(jià)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)廠房（大跨度門式鋼架）。

該廠房的缺點(diǎn)是：①自重大，構(gòu)件笨重，安裝需重型起吊裝置輔助；②整體性較差，排架間的承載能力較弱，側(cè)向抵抗力較弱；③施工周期長，安裝過程中嚴(yán)重影響各工種的交叉作業(yè)；④冬期施工難度較大，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，不利于成品保護(hù)。

3 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)與門式鋼架結(jié)構(gòu)的技術(shù)比較分析

廠房設(shè)計(jì)參數(shù)：跨度24 m，柱距6 m，長度48 m，有效高度9 m。

鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)在實(shí)際制作過程中，排架柱均采用預(yù)制形式，因此只能將柱頂和梁柱之間選行鉸接，導(dǎo)致屋架跨中彎矩（ql2/8）為門式鋼架跨中彎矩（ql2/24）的3倍，在強(qiáng)度和撓度要求下，預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架截面必然很大。預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G415-1中24 m跨屋架，屋架高度為3.1 m，門式鋼架結(jié)構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)圖集02SG528-1中24 m跨鋼架，鋼梁變截面高度僅為600～1 000 mm。在屋面荷載相同條件下，鋼材性能得到了充分利用，降低了廠房的總高度。門式鋼架結(jié)構(gòu)柱截面小，同時(shí)也減小了柱底部彎矩。門式鋼架結(jié)構(gòu)自重遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)自重，相比而言，基礎(chǔ)造價(jià)較低，施工建造速度快，綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)建筑。門式鋼架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的區(qū)別，詳見4 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)和門式鋼架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性比較分析

鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房預(yù)算總造價(jià)為151萬元（不含取費(fèi)），門式鋼架結(jié)構(gòu)廠房預(yù)算總造價(jià)為215萬元（不含取費(fèi)），門式鋼架結(jié)構(gòu)的成本費(fèi)用高出鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的成本費(fèi)用64萬元。鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)在施工過程中，混凝土排架柱需預(yù)留埋件，埋件位置需應(yīng)力計(jì)算后進(jìn)一步確定，制約了混凝土排架柱的預(yù)制時(shí)間，導(dǎo)致整個(gè)工期延長，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，同時(shí)也提高了工程的實(shí)際成本。選用門式鋼架結(jié)構(gòu)，其構(gòu)配件都是由工廠制作而成，質(zhì)輕，運(yùn)輸輕便。同時(shí)，各構(gòu)件之間采用高強(qiáng)螺栓連接，便于安裝，整個(gè)工程建設(shè)工期較鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)要短很多。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于門式鋼架結(jié)構(gòu)自重輕，構(gòu)件簡單，多為工業(yè)化生產(chǎn)制作，節(jié)點(diǎn)大都采用高強(qiáng)度螺栓連接，焊接量少，現(xiàn)場安裝十分方便，施工期短，易于維護(hù)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、抗震性能好，空間完整、靈活，外形美觀、現(xiàn)代感強(qiáng)，鋼材可回收再利用，利于環(huán)保，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益等各種優(yōu)勢。所以，本工程推薦采用門式鋼架結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

[1]梁濱，高紅梅.門式鋼架結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J].石油化工設(shè)計(jì)，2007，24（4）：7-9.

[2]王旭輝.門式鋼架結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析與研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，32（6）：250.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB50755—2012 鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.CECS102—2002 門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2012.

[5]白建方.實(shí)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

〔編輯：白潔〕

摘 要：建國初期，由于我國鋼產(chǎn)量較少，鋼材的使用在很大程度上受到限制，因此我國傳統(tǒng)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)形式是以鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)為主，各地均設(shè)有預(yù)制混凝土構(gòu)配件廠。隨著鋼材產(chǎn)量的逐年提高，鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用技術(shù)日益成熟，壓型鋼板等輕型屋面材料被逐漸采用，輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房迅速發(fā)展。從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面著手，論述了鋼結(jié)構(gòu)廠房和裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房各自的特點(diǎn)，并對優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)通過對實(shí)例的分析，提出了有針對性的方案、建議，從而進(jìn)一步提高建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：污水廠；技術(shù)性；經(jīng)濟(jì)性；凈水間廠房

中圖分類號：TU998 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）01-0043-02

1 工程概述

內(nèi)蒙古烏拉特后旗巴音寶力格鎮(zhèn)污水處理廠再生水建設(shè)工程計(jì)劃總工期229 d，計(jì)劃開工日期為2013-05-15，計(jì)劃竣工日期為2013-12-30. 2013年12月初，主要水處理建筑物已建設(shè)完畢，剩余工程為核心工藝區(qū)域凈水間廠房的建設(shè)。原設(shè)計(jì)廠房結(jié)構(gòu)形式為裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，由于工程建設(shè)場地為嚴(yán)寒地區(qū)，現(xiàn)已進(jìn)入冬季施工階段，因而在混凝土施工過程中的環(huán)境影響因素增多，且冬季混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，為滿足計(jì)劃竣工日期的要求，施工單位提出將原設(shè)計(jì)裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房變更為門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)廠房。綜合考慮工程總投資和建設(shè)工期的要求，對兩種廠房建設(shè)方案進(jìn)行了必選論證。

2 鋼結(jié)構(gòu)廠房和鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房的主要特點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房

2.1.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)，見表1.

2.1.2 鋼結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)是：①用途廣泛，重量輕、強(qiáng)度高，適合單層大跨度建筑。②構(gòu)造簡易，施工期短。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均在工廠完成預(yù)制，現(xiàn)場工作量少，只需簡單拼裝，縮短了施工周期，符合產(chǎn)業(yè)化要求。此外，還節(jié)約了資源，減少了一些不必要的污染。③美觀實(shí)用，具有靈活性。鋼結(jié)構(gòu)廠房線條簡潔，現(xiàn)代感強(qiáng)，墻身板顏色種類多，墻體也可采用其他材料。④經(jīng)久耐用，易于維修。鋼材可以回收，建造和拆除時(shí)對環(huán)境污染較少。⑤造價(jià)合理。鋼結(jié)構(gòu)廠房自重輕，基礎(chǔ)造價(jià)相應(yīng)減少，工期短，投產(chǎn)早，綜合經(jīng)濟(jì)效益大大優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)廠房。⑥鋼結(jié)構(gòu)工廠質(zhì)量可靠，尺寸精確，安裝方便，易與相關(guān)工種配合。⑦安全可靠性。抗震、抗風(fēng)性能好，荷載能力強(qiáng)，抗震能力強(qiáng)。

鋼構(gòu)廠房的缺點(diǎn)是：①鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能較差，耐火時(shí)間短，火災(zāi)時(shí)坍塌可能性大，因此必須對鋼結(jié)構(gòu)采取耐火和隔熱措施；② 鋼結(jié)構(gòu)在腐蝕性介質(zhì)下或者潮濕環(huán)境中極易銹蝕，應(yīng)定期定時(shí)維護(hù)，因此廠房維護(hù)費(fèi)用相應(yīng)增加。

2.2 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房

2.2.1 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)

其特點(diǎn)為：①力學(xué)性能。排架自身平面承載力和剛度都較大，而排架間的承載能力則較弱。②結(jié)構(gòu)形式。排架柱采用預(yù)制形式，因此對預(yù)埋鐵件的尺寸位置要求較高，排架柱和屋架鉸接，屋架因跨度較大，為滿足強(qiáng)度和自身撓度的要求，屋架截面較大，實(shí)際空間利用率較低。③整體穩(wěn)定性。排架由屋架（或屋面梁、柱）和基礎(chǔ)組成，柱和屋架鉸接，和基礎(chǔ)剛接。在兩個(gè)支架之間加相應(yīng)支撐，是為了避免因風(fēng)荷載推動(dòng)發(fā)生側(cè)向的移動(dòng)，從而影響整體的穩(wěn)定性。

2.2.2 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房優(yōu)缺點(diǎn)

該廠房的優(yōu)點(diǎn)是：①排架平面內(nèi)承載力和剛度都較大，豎向承載力較高；②結(jié)構(gòu)形式簡單，構(gòu)件可選取國標(biāo)圖集做法，施工操作比較容易；③混凝土防腐做法簡單可靠，維護(hù)費(fèi)用較低；④建材成本較低，該廠房每平方米造價(jià)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)廠房（大跨度門式鋼架）。

該廠房的缺點(diǎn)是：①自重大，構(gòu)件笨重，安裝需重型起吊裝置輔助；②整體性較差，排架間的承載能力較弱，側(cè)向抵抗力較弱；③施工周期長，安裝過程中嚴(yán)重影響各工種的交叉作業(yè)；④冬期施工難度較大，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，不利于成品保護(hù)。

3 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)與門式鋼架結(jié)構(gòu)的技術(shù)比較分析

廠房設(shè)計(jì)參數(shù)：跨度24 m，柱距6 m，長度48 m，有效高度9 m。

鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)在實(shí)際制作過程中，排架柱均采用預(yù)制形式，因此只能將柱頂和梁柱之間選行鉸接，導(dǎo)致屋架跨中彎矩（ql2/8）為門式鋼架跨中彎矩（ql2/24）的3倍，在強(qiáng)度和撓度要求下，預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架截面必然很大。預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G415-1中24 m跨屋架，屋架高度為3.1 m，門式鋼架結(jié)構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)圖集02SG528-1中24 m跨鋼架，鋼梁變截面高度僅為600～1 000 mm。在屋面荷載相同條件下，鋼材性能得到了充分利用，降低了廠房的總高度。門式鋼架結(jié)構(gòu)柱截面小，同時(shí)也減小了柱底部彎矩。門式鋼架結(jié)構(gòu)自重遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)自重，相比而言，基礎(chǔ)造價(jià)較低，施工建造速度快，綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)建筑。門式鋼架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的區(qū)別，詳見4 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)和門式鋼架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性比較分析

鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房預(yù)算總造價(jià)為151萬元（不含取費(fèi)），門式鋼架結(jié)構(gòu)廠房預(yù)算總造價(jià)為215萬元（不含取費(fèi)），門式鋼架結(jié)構(gòu)的成本費(fèi)用高出鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的成本費(fèi)用64萬元。鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)在施工過程中，混凝土排架柱需預(yù)留埋件，埋件位置需應(yīng)力計(jì)算后進(jìn)一步確定，制約了混凝土排架柱的預(yù)制時(shí)間，導(dǎo)致整個(gè)工期延長，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，同時(shí)也提高了工程的實(shí)際成本。選用門式鋼架結(jié)構(gòu)，其構(gòu)配件都是由工廠制作而成，質(zhì)輕，運(yùn)輸輕便。同時(shí)，各構(gòu)件之間采用高強(qiáng)螺栓連接，便于安裝，整個(gè)工程建設(shè)工期較鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)要短很多。

5 結(jié)束語

綜上所述，由于門式鋼架結(jié)構(gòu)自重輕，構(gòu)件簡單，多為工業(yè)化生產(chǎn)制作，節(jié)點(diǎn)大都采用高強(qiáng)度螺栓連接，焊接量少，現(xiàn)場安裝十分方便，施工期短，易于維護(hù)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、抗震性能好，空間完整、靈活，外形美觀、現(xiàn)代感強(qiáng)，鋼材可回收再利用，利于環(huán)保，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益等各種優(yōu)勢。所以，本工程推薦采用門式鋼架結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

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[2]王旭輝.門式鋼架結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析與研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，32（6）：250.

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[5]白建方.實(shí)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

〔編輯：白潔〕