浅谈多层钢结构在干混砂浆生产线中的应用

杜月香 张运祥

（1.福建南方路面机械有限公司，福建 泉州 362021；2.豪氏威马（中国）有限公司，福建 漳州 363122）

0 前言

干混砂浆在我国有近20年的历史。随着建筑市场的逐步壮大，砂浆的使用需求量也非常巨大。为了保护环境，大力推行干混砂浆，鼓励干混砂浆取代传统的现场搅拌砂浆，干混砂浆在国内已经进入了快速发展的阶段，干混砂浆生产线设计规范也进入议程，其中已经对生产线中的构筑物的规范设计提出了要求。

干混砂浆搅拌设备按照结构形式分为塔式（T），阶梯式（J）和站式（Z）结构。干混砂浆生产线的建设少不了支撑的主体结构，目前市场上的支撑构筑物有：混凝土支撑和钢结构支撑2种。钢结构由于其质量轻、强度高、质地均匀、塑韧性好、工业化程度高和施工周期短等优点被广泛使用。塔式和阶梯式结构在普通砂浆和特种砂浆生产线中占了很大的比例，其高度通常在20 m～40 m，楼层数为5～10层等都属于典型的多层房屋（厂房）钢结构。

1 多层钢结构厂房的特点

多层钢结构厂房具有自重轻、抗震性能好、有效使用面积高、建造速度快、耐腐性和防火性能差等特点。由于多层钢结构采用的材料为钢板和轧制或冷弯型钢，维护结构多采用轻型围护结构设计，围护材料多采用夹芯板或者是彩钢瓦楞板，整体结构的重量可以大大地降低，钢材良好的力学性能和自重轻的特点都对抵抗地震有利。钢结构的螺栓连接的结构易于拆卸，建造速度极快。但是该结构的厂房必须注意对结构进行防腐蚀和防火保护，目前出现的耐候钢、耐腐蚀的油漆、防火涂料或具有耐火性能的钢材可以在一定程度上解决问题。且多层钢结构厂房可以充分发挥其作用，增大每层的空间，提高钢结构厂房每个楼层的使用效率。

2 适用于干混砂浆的多层钢结构厂房结构体系

多层房屋钢结构的结构体系可以有4种形式。

2.1 纯框架体系

该体系中梁柱节点一般做成刚性连接以提高结构的抗侧刚度，如图1所示。

2.2 框架-支撑体系

该体系中，为了增加框架体系的抗侧刚度，在框架柱之间设置支撑，如图2所示。

2.3 框架-剪力墙体系

图1 框架结构体系

图2 框架-支撑体系

框架体系与钢筋混凝土剪力墙组成钢框架-混凝土剪力墙体系，钢筋混凝土剪力墙也可以做成墙板，设置在钢梁和钢柱之间，并在上下边与钢梁连接，如图1所示。

2.4 交错桁架体系

横向框架在竖向平面每隔一层设置桁架层，相邻横向框架的桁架层交错布置，在每层楼面形成2倍柱距的大开间，如图3所示。

目前部分干混设备厂家的钢结构构筑物采用的屋面的结构形式是使用三角形钢屋架或梯形钢屋架的结构形式（如图1、图2所示），这种钢屋架的形式适用于重型单层工业厂房的钢结构，但是设计分析和制作较为复杂，安装运输的成本也较高。在干混砂浆生产线中，可以考虑采用支撑框架加顶层门式钢架的结构形式。其好处在于，相对于纯框架钢结构体系，在保证同样刚度的条件下，可以采用相对较小规格的型材，大大地降低结构的材料，且门式钢架结构的屋架所有零部件加工完成后方便运输，运输成本相对桁架架构低，可以提高经济效益。

3 适用于干混砂浆的多层钢结构厂房结构组成及选材

由于在干混砂浆生产线中，涉及的设备较为多样，有搅拌机、出料仓、计量仓和除尘设备等，部分结构需要进行加强考虑。设计遵循的原则依旧为强柱弱梁，强节点弱构件。整个结构体系由以下4个部分组成。

3.1 立柱结构体系

出于制作、安装和结构受力的考虑可以采用热轧H型钢，材料选用Q345B可以大大地节省立柱的占地面积，方便楼内设备的摆放，尤其对于溜管、螺旋等空间设备的摆放是很有好处的。柱脚的结构形式可采用外露是钢接柱脚，柱脚底板采用Q345钢板，底板厚度在30 mm左右，在加工立柱的时候与型钢、筋板焊好。客户在混凝土施工的时候预埋锚栓，锚栓采用Q235即可，以满足一定的变形要求。安装时只需现场进行配装即可。

图3 交错桁架体系

3.2 楼面结构体系

主梁和用于支撑设备的次梁主要采用热轧H钢，方便安装，小梁可考虑使用槽钢、角钢等，楼板采用花纹钢板。

3.3 支撑结构体系

支撑主要采用中心支撑或者偏心支撑的形式。增加支撑可以大大地提高刚度。中心支撑可以采用按手拉杆件设计的十字交叉式，主要以圆钢管为主，偏心支撑可采用H型钢，可以方便地安装。

3.4 围护结构体系

墙梁采用冷弯薄壁型钢，墙面板根据客户的需要或者是设备的位置环境因素等采用保温板或者是瓦楞单板。由于设备布置的原因，往往会有设备（溜管为主）穿过墙面，导致墙面开孔的情况出现，需要考虑开孔处的防水。

3.5 屋面结构体系

顶层设计采用门式钢架的结构形式，由屋面钢梁、系杆、屋面水平支撑、屋面檩条、拉条、屋面板等部分组成。屋面钢梁可采用H型钢，方便连接。屋面水平系杆使用圆钢管，同时屋面檩条也能起系杆的作用，屋面支撑可采用20 mm～30 mm左右的圆钢，只考虑其作为受拉斜杆，可通过花篮螺栓与屋面钢梁连接。屋面檩条采用冷弯薄壁型钢，屋面板采用压型钢板或夹芯板，利用自攻螺钉将外封板固定到檩条上，应考虑打钉处的防水。

4 结论

干混砂浆生产线的建设速度已经越来越快，多层钢结构厂房也随之发展，带支撑的框架体系基础上配合门式钢架结构可以很好地适用于干混砂浆生产线中，设计人员可以充分地利用该结构进行计算和开发，保证干混砂浆生产线建筑物的规范化发展。