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煤礦地面建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計探討論文
1煤礦地面建筑概述
煤礦地面建筑含生活建筑和工業(yè)建筑兩種形式，其中工業(yè)建筑多為單層或兩層的較低建筑，地板和地板負荷較小，一般采用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計、框排架結(jié)構(gòu)設(shè)計等。由于資源消耗大、環(huán)境污染嚴重、工期長、見效慢，這些結(jié)構(gòu)設(shè)計模式已不適應現(xiàn)代煤礦建設(shè)的發(fā)展。
2輕鋼結(jié)構(gòu)在煤礦地面建筑中的應用
輕鋼結(jié)構(gòu)非常適合煤礦地面施工的需要，如井口房、駕駛室等建筑。因為煤礦建設(shè)的特殊性，如:井筒施工會對周圍地面造成沖擊，使井筒周圍的土地松動，使用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土框架或排架結(jié)構(gòu)，易使建筑物沉降、結(jié)構(gòu)變形。輕鋼結(jié)構(gòu)重量輕、變形協(xié)調(diào)能力強，只需針對基礎(chǔ)進行簡單的處理，就可以使工業(yè)建筑安全使用，不僅可以保證煤礦的正常工作，而且還可以降低工程造價，克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的缺點。
2．1所用建筑材料混凝土和鋼材的型號標準
建筑材料的選擇是煤礦礦井建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵的問題，選取建筑結(jié)構(gòu)材料的原則是適合本礦井特點、有可靠保證的、經(jīng)實踐驗證的新型建筑材料。混凝土的選用標準:煤礦礦井建筑基礎(chǔ)墊層多采用混凝土等級小于等于C15的素混凝土。鋼筋強度等級超過400MPa時，混凝土強度要保持在C25以上，選用C30混凝土更適合。煤礦礦井儲煤倉多采用混凝土等級C30～C40之間的預應力收稿日期:2017－03－27作者簡介:齊亞楠(1986－)，女，本科學歷，工程師，現(xiàn)在中煤西安設(shè)計工程有限責任公司從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。混凝土結(jié)構(gòu)。煤礦礦井篩分車間由于受到重復荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件的重力，所選混凝土強度等級要在C30以上。鋼材的選用標準:梁和柱等縱向受力的普通鋼筋一般采用HＲB400級、HＲB500級、HＲBF500級。在實際施工中大多采用HＲB400級的鋼筋，相應的混凝土一般采用C30。承重鋼結(jié)構(gòu)材料采用Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼比較適宜。按強度控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面時，由于Q345鋼的屈服強度比較高，比Q235鋼的屈服強度提高了約45%，所以采用Q345鋼比Q235鋼能夠節(jié)約30%左右。在煤礦礦井建筑結(jié)構(gòu)中常用的吊車梁，多數(shù)都是輕(A1～A3)級或中級(A4、A5)，通常情況下設(shè)計為鉸接。多采用型鋼作為吊車梁的基礎(chǔ)材料，采用鋼板進行焊接制作時，一般選用Q345－C型鋼板來保證它的沖擊韌性。鋼結(jié)構(gòu)的焊接材料要與連接件材料相適應，如果不同強度的鋼材進行連接，一般情況下使用強度低的鋼材比較適應。進行手工焊接的時候，Q235鋼材通常用E43型焊條;Q345通常采用E50型焊條。
2．2一般情況下的建筑系數(shù)取值要求
2．2．1建筑梁的扭矩折減系數(shù)取值要求
由于機房里有比較多的吊掛物件，并且在建筑墻面上有很多洞孔，所以機房周圍要適當設(shè)置一些輔助支撐設(shè)備。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，為了能夠使數(shù)值更加精確，建筑梁扭矩折減系數(shù)必須要符合工藝設(shè)計的要求。一般情況下，要按照建筑孔洞的尺寸來計算梁扭矩折減系數(shù)，調(diào)整的范圍0．3－0．4。
2．2．2建筑活載組合值系數(shù)的取值要求
大部分煤礦礦井建筑物的樓面活載組合值系數(shù)不同。一般情況下工業(yè)場地內(nèi)的井口房、提升機房、輸送機棧橋、翻車機房等活載組合值系數(shù)為0．1，在篩分樓、選矸樓、轉(zhuǎn)載站、煤倉等活載組合值系數(shù)為0．9。因此，為了能使各個數(shù)值更加精準，并且符合建筑工程的質(zhì)量標準要求，在設(shè)計煤礦礦井建筑結(jié)構(gòu)的時候，必須要按照工業(yè)場地的建筑類型，嚴格選擇活載組合系數(shù)進行設(shè)計。
3優(yōu)化煤礦地面建筑環(huán)境的功能性設(shè)計
在煤礦地面建筑的優(yōu)化設(shè)計中，不僅要優(yōu)化建筑材料的使用，還要優(yōu)化周邊環(huán)境。
3．1建筑環(huán)境視覺效果的設(shè)計與優(yōu)化
現(xiàn)存煤礦建筑大都是20世紀60年代建設(shè)的，受當時經(jīng)濟因素的影響，墻面都是清水或混水鋼筋混凝土的材質(zhì)，經(jīng)過長期的風化剝蝕，許多建筑雖然能夠繼續(xù)使用，但外觀陳舊了，對煤礦地面環(huán)境外觀美產(chǎn)生嚴重影響。從技術(shù)角度分析，比較總體規(guī)劃如新建、拆除、擴建等，與在建筑布局、造型、容積、色彩、款式等方面重新科學優(yōu)化設(shè)計，建筑環(huán)境視覺效果加以改進。通過對建筑設(shè)計風格的優(yōu)化，改變煤礦建設(shè)舊模式形式單調(diào)為多元化趨勢，將矩形平面設(shè)計規(guī)則為不規(guī)則形狀，梯形、圓形、多邊形;增加凹凸線、虛線直線、圓弧、彎曲的形狀;在一個單一的色調(diào)裝飾墻外壁表面采用多彩漆;除對不同顏色的外墻磚粘貼的低層建筑外，改變了原有的僵化的風格。
3．2建筑能耗優(yōu)化設(shè)計
在當前低碳環(huán)保倡導的口號下，合理使用自然采光、通風、采暖圍護結(jié)構(gòu)、屋面結(jié)構(gòu)、地板保溫等。根據(jù)不同地理環(huán)境的要求，充分利用周圍的自然環(huán)境，實現(xiàn)健康、節(jié)能設(shè)計。改變煤礦地面建設(shè)現(xiàn)狀，充分利用自然采光在冬季取暖和夏季乘涼，優(yōu)化設(shè)計中充分利用自然采光，自然通風，余熱，設(shè)置遮陽組件;代替普通黏土磚墻的輕質(zhì)復合墻體，工人經(jīng)常修理工作所用房間、礦燈房間、起重燈具房間等更應如此;優(yōu)化設(shè)計屋頂為坡屋頂，有利于排水滲漏，同時也能改善室內(nèi)微氣候舒適性。
參考文獻:
［1］李合章．煤礦采空區(qū)對地面建筑物的影響及預防對策［J］．煤炭技術(shù)，2013，(9):135－136．
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