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我國社會經濟發展進入“新常態”,能源基本消費結構產生相應變化。全面降低煤炭行業基礎建設具有重要作用,在目前煤炭礦山地面建筑中應用工業化程度較高的鋼結構具有重要作用,在工業建筑中通過鋼結構替代原有的混凝土結構是建筑領域發展的重要態勢。現階段隨著社會各個領域快速發展,建筑節能與環境保護在社會發展中的地位日益顯現,工業建筑需要在環保基礎上開展,對工業建筑綠色評價要求進行分析,鋼結構在工業建筑中屬于可回收性材料,其應用范圍在逐步擴大。
1鋼結構的應用優勢分析
目前鋼結構鋼材主要采用Q235,Q34鋼,此類鋼材用于地面建筑結構強度較高,在基本承載荷載系數相同情況下,鋼結構自重要低于其他結構,產生的地震效應較小,在施工建設過程中便于進行安裝與運輸。鋼結構在煤炭礦山地面建筑中應用能夠全面發揮鋼材強度高,塑性變形與協調變形能力強等基本特點,抗變形能力與抗震能力較好。鋼結構建筑實際消耗的資源量與其他結構相比消耗資源量較低,在施工建設以及后期拆除中產生的污染性較低,各類固體建筑垃圾較少,另外,廢鋼還具有較大的回收率。在具體施工中,鋼結構通過干式施工,占地施工面積較少,與傳統施工環節相比產生的噪聲較低,能夠適應國家可持續發展要求,在提升施工效益基礎上提高社會發展效益。從現階段部分地區煤礦生產作業現狀來看,由于受到市場經濟發展影響,目前部分煤礦存在過度超采問題,導致礦井原有的生產年限和服務年限降低,礦山失去了開發價值會直接導致地面建設項目資源存在浪費問題,通過應用鋼結構進行施工具有較大的回收價值。當前建筑各項應用性能要求較高,輕鋼結構與開間合理布置,能全面適應各項工藝技術要求,墻體在布設過程中主要是非承重墻,這樣便于房間的有效改造。在建筑外墻以及屋面施工中可以結合生產要求選取輕質材料,具有良好的外觀表現效果,便于起到良好的環境美化作用。鋼結構建筑主要是通過焊接進行連接,能夠確保施工程度得到有效簡化,節約煤礦建設時間,全面提升企業經濟發展效益。
2鋼結構在煤炭礦山地面建筑的應用
2.1鋼結構在煤礦地面建筑應用情況分析
目前煤礦地面建筑都是由兩個部分構成,分別是工業建筑物與行政福利建筑。其中行政福利建筑主要是由辦公區域,聯合建筑等構成,但是,此類建筑在煤礦地面受到建筑功能使用性影響存在一定差異,建筑結構形式還是以磚混結構與混凝土框架結構為主,總建筑面積中占據的比重較大,較多的都是構筑物與工業建筑,生產廠房實際包括的內容較多,主要有主廠房、井口房、末煤倉、污水處理廠、原煤倉至篩分車間棧等。當前鋼結構在的煤礦地面建筑中主要應用在井口房、井架、廠房、食堂、材料庫中進行應用。
煤礦地面建筑具有較為明顯的表現特征,大多數建筑層數都控制在單層或是2層范圍內,各個不同建筑物之間具有較大的跨度值。建筑物軸網布設整齊度有效提升,各類構件種類相對繁雜。有部分項目建設位于煤礦填方區,此區域實際施工工程量較大,消耗的資源量較高。對于此類區域可以采取相對傳統的混凝土結構。施工周期較長以及資源浪費總量較大,對環境會產生較為嚴重的污染問題,不能適應社會發展新時期現代化煤礦建設的基本要求,所以在當前工業化煤礦地面建筑如果選取鋼結構可以選用普通鋼結構和輕型鋼結構,在圍護結構與承重結構中分別選用夾芯板、門式鋼架為主。此外,需要對鋼結構柱腳內力值進行控制,要低于混凝土結構。能夠全面降低地基處理費用等。
2.3煤礦地面建筑鋼結構可以解決的技術難題
在井架與井口房施工中應用凍結法會產生較大影響,當前建設過程中應用的凍結法,分析井筒鑿井技術應用對施工區域周邊地層物理力學性質產生的影響,對煤礦地面建筑安全性亦產生較大影響。在煤礦地面建筑施工建設過程中,需要根據施工要求及時拆除鑿井、井架、井口房等,實際消耗的施工時間較長。為了調控占用井口時間,選用鋼結構具有重要作用。在煤礦副井井口房中應用井筒施工技術,對井筒周邊地基土體會產生較大擾動性,通過輕型鋼結構體系,對地基采取淺層處理措施之后能夠確保建筑功能穩定發揮,全面限制傳統結構形式產生的多方面不良影響。井架是煤礦標志構筑物,鋼結構井架自身具有良好的結構性能,綜合強度較高,抗振性強,在實際設計過程中需要對結構設計方案進行分析,合理選用空間鋼結構,對結構荷載合理取值。對結構材料選用等方面進行對比,能夠優化工程建設,確保技術方案經濟效益全面提升。
2.3.1井口房
煤礦在具體施工建設過程中需要技術拆除臨時鑿井,然后預算井架、井口房等部分施工時間,通過合理選用鋼結構能夠對占用井口時間進行控制。比如將井筒施工技術應用到煤礦副井井口房的施工中,需要對施工區域周邊地基基本變化情況進行分析,掌握地基土體自身凍融變化對井口房產生綜合影響。由于混凝土結構自身具有較大自重信,在施工中會直接導致基礎產生沉降問題,導致施工結構變形系數增大,出現不同程度開裂。如果地基采用樁基礎等,會導致項目建設造價升高,不利于施工效益的提升。通過實踐施工活動可以看出,通過應用輕鋼結構,能夠在地基淺層處理基礎上確保建筑質量有效提升,還能抵御傳統結構形式應用的不足之處,提高項目建設質量。
2.3.2鋼結構井架
在煤炭礦山地面建筑中,井架是地標構筑物,目前需要對煤炭深度進行分析,然后在建設中選取鋼井架為煤炭立井開采的主要方案。與應用較多的現澆鋼筋混凝土井塔相比,鋼結構自重較輕,結構應用性較好,便于施工活動開展。從目前諸多中大型煤礦企業生產發展現狀來看,箱形鋼結構井架得到廣泛應用。在具體設計過程中需要結合實際情況選取空間鋼結構體系,擬定不同結構設計方案。對結構荷載進行取值,計算結構截面持續。再在各個設計方案基礎上選取相應施工材料以及防腐技術,確保所選的方案綜合效益較高。
3結語
總而言之,當前鋼結構在煤炭礦山地面建筑中進行應用能夠更好地促進綠色工業建筑全面發展,實現生態礦山建設,對各類資源合理利用,促進建設循環經濟的全面發展。