浅议钢结构平台体系施工要点
2013-08-15王立文
王立文
(太原市热力公司基建处,山西 太原 030001)
钢结构中的平台体系是一个公共建筑中很重要的组成部分,一般情况下室内室外均可灵活设置,这些优点归结于它是一个独立的结构体系。它既可与原有建筑物通过焊接或螺栓连在一起,也可与建筑物脱开,自行承重。相比混凝土平台,它具有轻便、快捷、安全等高效的独特认识。
一、钢平台的用途和结构形式
1.适用范围
在工业建筑中,为满足生产工艺和其他要求,有时设置平台。平台的用途很广,可概括为:用于设备操作或维修;用作辅助用房,如仓库或堆放材料;用作办公室;用作走道。
2.结构形式
平台结构形式取决于其用途以及设备和工艺要求,因此,结构形式呈多样性、变化性等特点。当平台的平面位置与刚架结构的柱网布置重合时,原则上可沿刚架柱网布置纵横向主梁。然而,由于门式刚架房屋的跨度相对较大,采用与刚架柱网重合的布置方式将使沿刚架方向的主梁截面高度过大,增大用钢量,不经济。因此,建议门式刚架结构中的平台可采用以下支承形式:(1)一端支承于刚架柱,另一端设置平台柱;(2)两端均支承于刚架柱,但中间增设平台柱;(3)对于不允许在平台下部设置平台柱,且荷载较轻的结构,如走道,可将平台悬挂于刚架斜梁上。平台柱即改成为吊杆。
门式钢结构房屋中的设备平台,往往其柱距不规则,梁上下交错,无定形。平台结构虽形式多样,但基本上是梁、柱体系。组成构件包括平台面板、梁和柱等。平台柱柱距与厂房布置相关,宜尽可能利用厂房的刚柱架或骨架柱。平台柱网的布置和面板高度通常由工艺和建筑设计决定。如果平台的四周无墙体等维护结构,则应设置栏杆。另外,还须设置钢梯登上平台。
3.钢平台的组成
在钢平台的结构体系中,主要构件有平台板、梁和柱三部分。
平台板一般采用钢板或者混凝土板,钢材选用5~10mm厚的花纹钢板。当平台板较宽较长时,为了防止失稳,增加钢板的平面外刚度,在钢板背面一般以设置加劲肋的方式来提高刚度。混凝土平台板,一般采用成平压型钢板为模板,钢板厚度约0.6~0.8mm。在压型钢板凹槽处设置一级钢筋后,再进行浇筑混凝土120~150mm厚,为了减少混凝土的裂缝,应在混凝土内布置一定数量的钢丝网。这种面板施工方便,但由于需要养护混凝土,所以工期长,适用于承受荷载较大,且不经常拆卸的平台。
平台荷载由面板传至次梁上,经由次梁传至主梁,然后通过柱传至基础。平台所受的活荷载可按以下情况考虑:(1)检修平台的操作荷载,包括操作人员,一般工具盒少量零部件,可按均布荷载考虑,采用2.0KN/m2。(2)平台用于堆放材料时,其活荷载应依据工艺设计的要求采用。(3)办公平台实际上属于附属夹层建筑,此类平台应考虑隔墙荷载、顶棚等土建的固定荷载,还应考虑管线的荷载,依据具体工艺与建筑构造确定。(4)过道平台主要用于建筑物或大型设备的空中水平交通。过道平台、楼梯的荷载可根据平台的用途采用2.5~3.5KN/m2。
二、钢平台施工要点
1.压型钢板上现浇混凝土的平台铺板
平台板采用压型钢板上现浇混凝土板时,压型钢板的凹槽走向与次梁垂直。计算时,取一波的宽度(两凹槽间距离),或二波的宽度(三凹槽间的距离),约200~400mm作为一计算单元,板的跨度为次梁的间距。计算单元按简支梁考虑,压型钢板不承受荷载。混凝土板的下缘拉力由在凹槽中的钢筋承受。
2.平台梁
钢平台梁通常成梁格式体系,包括主梁和次梁。主、次梁一般选用轧制或焊接工字钢。
3.平台柱
平台柱一般采用轧制工字钢或H型钢或钢板焊成的工字型截面。在轻型平台中,即仅用于上人和荷载较小的维修平台、登车平台以及走道等的支柱可用钢管制作,钢管截面轻巧、美观、省钢。如平台因下面不能立柱或是其他要求,可将平台悬挂在斜梁上。吊杆一般采用槽钢或钢管。
4.平台附属构件
(1)栏杆
当平台周边没有墙体等实体时,应设置防护栏杆。一般的栏杆的组成部分有立杆、扶手、缀条以及踢脚板。其中的立杆、扶手一般采用易焊接的角钢制成,有条件时也用钢管或冷弯薄壁钢管。材料供用困难时,也可用圆钢。
栏杆的高度在规范中规定不小于1000mm,但是对于高空或者安全等级要求较高的平台板,不应小于1200mm。但如用圆钢,由于圆钢承载能力和刚度较差,只用于不经常走人的走道平台,其高度宜较低为900mm。
缀条可用钢板,宽40mm,厚4~5mm。踢脚板是防止平台上物品下落的安全防护措施,踢脚板高100mm,板厚4~5mm。焊接在立杆外侧。
栏杆应按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)第4.5.2条验算扶手和立杆的强度和刚度。栏杆顶部水平荷载应按1.0KN/m选取。栏杆与其他部件之间通常采用焊缝连接。一扇整体的栏杆一般施工时易分段制作。立杆与钢平台的边梁的连接易采用焊接或螺栓连接。
栏杆除在钢梯入口处留出入口外,遇有特殊需要时,可局部设计成门或用铁链条作为活动的出入口。
(2)钢梯
平台钢梯有直梯和斜梯。一般在工业厂房中常用斜梯,但是受场地限制或不经常上下时,可用直梯。直梯宽度一般采用600~700mm,直梯的竖向荷载按集中力1.5KN考虑。通常直梯的边立柱采用不等边角钢75×50×6或80×50×6,踏步采用Φ16mm的圆钢。
斜梯的倾角一般为45°~60°。宽度按一个人宽考虑取700mm。斜梯高度超过4m时,应考虑设置长约1000~800mm的休息平台。必要时,可在休息平台弯折处下面加支柱。斜梯及休息平台的竖向荷载根据工艺要求确定,但不宜小于2.0KN/m2(对水平投影面)。在此荷载下的斜梯的构件尺寸和构造如下:斜梯梁选用16#槽钢或用钢板160宽×6mm厚;斜梯踏步的斜距为300mm左右,一般采用厚度为5~6mm的花纹钢板,下设加劲肋或用厚度为4mm的钢板压弯而成。斜梯的栏杆与平台栏杆相同,但可省去踢脚板。斜梯的踢脚与基础的连接可用直径为16mm的锚栓固定,或焊于基础的预埋件上。
钢结构平台的结构形式多样,功能也各不相同。但这种结构的最大特点是全组装式、灵活、高效、安全,可根据不同的情况和业主要求设计并制造相配套的钢结构平台。钢结构平台在现代的存储中较为广泛应用,我们要很好地应用这种平台形式来完成传统混凝土结构所不能实现的很多情况。