山西晋中焦化厂拱形屋面技术图纸解读

拱形屋顶由于其无梁无檩空间开放的结构特性，在砂石混凝土厂、煤棚、工业车间等工业建筑中得到广泛应用。相比传统框架结构，拱形波纹钢屋盖能有效减少截面尺寸、增加室内净高、加快施工速度。

工程基本信息

本项目为山西晋中地区某矿业公司的焦炉机侧封闭项目，采用 24 米跨度的拱形屋面结构。项目位于山西省晋中市太谷县，主要工程内容为在现有框架结构和新建混凝土基础的基础上，安装 24 米跨拱形波纹钢屋盖，总长度 74 米。

工程规模参数

• 屋面跨度：24 米
• 屋面长度：74 米
• 拱高：4.8 米
• 矢跨比：1/5
• 檐口标高：14.720 米
• 建筑面积：约 1776 平方米
• 拱脚连接：刚接
• 基础形式：钢筋混凝土独立基础

结构体系与支撑方案

该项目采用混合支撑方案。屋面左侧直接安装在原有框架结构上，在框架结构上方放置 6mm 厚钢板天沟；屋面右侧采用独立钢结构牛腿支撑，在钢结构牛腿上方安装天沟，将拱形屋顶架设在天沟内侧。这种设计充分利用了现有结构，同时保证了新增结构的稳定性和可靠性。

钢结构设计与材料规范

主要钢材规格

• 主钢架：采用 Q345B 钢材
• 主钢柱：H569×199×10×12
• 主钢梁：H396×199×7×11
• 屋面系杆、檩条、地脚螺栓、支撑：采用 Q235B 钢材

连接件与螺栓规格

• 高强螺栓：10.9 级摩擦型，采用抛丸处理
• 普通螺栓：C 级（GB5780 规定）
• 地脚螺栓：需与钢筋焊接，作为防雷接地使用
• 防锈涂层：干漆膜总厚度室内不小于 125μm，室外不小于 150μm

预埋件与基础设计

预埋件采用螺纹钢制造，间距要求最少 60 厘米安装一个。预埋件必须在天沟内侧进行预埋和焊接，以保证拱形屋面的安装精度和防水效果。新建一侧的钢结构立柱采用钢筋混凝土独立基础，基础尺寸和埋深根据地质勘察报告和结构计算确定。

设计依据与规范体系

结构设计规范

• 《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018
• 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
• 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016 年版）
• 《钢结构设计标准》GB50017-2017
• 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
• 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015

施工验收规范

• 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
• 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
• 《钢结构工程施工规范》GB50755-2012
• 《钢结构焊接规范》GB50661-2011

工程环境条件与荷载

抗震设防

• 结构安全等级：二级
• 结构重要性系数：1.0
• 抗震设防烈度：8 度
• 设计基本加速度：0.20g
• 场地类别：Ⅱ 类
• 特征周期：0.40s

气象荷载

• 50 年一遇基本风压值：0.40KN/m²
• 基本雪压（100 年）：0.40kN/m²
• 标准冻深：0.94 米
• 地面粗糙度：B 类

屋面荷载

• 恒载：0.35kN/m²
• 活载：0.50kN/m²
• 施工检修荷载：1kN

钢材与连接材料要求

所有钢材除须具有出厂合格证书外，在下料前应进行抽样复检。钢材应具有明显的屈服台阶，伸长率不应小于 20%，屈服强度与抗拉强度的比值不应大于 0.85。承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度合格保证，焊接结构还应具有碳含量的合格保证。所有钢构件规格、型号如需替换，必须经过原设计单位同意。

屋面板材与零配件

压型钢板规格

• 屋面板型号：根据建筑设计确定
• 固定方式：采用镀锌自攻螺丝，配尼龙头盖
• 止水材料：中性硅酮止水胶泥
• 防水工艺：采用 SBS 防水卷材或聚氨酯防水涂料

常见问题解答

拱形屋面能否用于工业厂房？

完全可以。拱形波纹钢屋盖具有优异的跨度能力和防水防腐性能，特别适合焦化厂、煤棚、砂石料厂等工业建筑。24 米的跨度在工业应用中属于常见规格。

混合支撑方案（一侧利用原结构，一侧新建）如何确保稳定性？

混合支撑需要通过精确的结构计算和节点设计来实现。新建一侧采用独立基础和钢牛腿支撑，两侧的拱脚连接设计为刚接，确保整体刚度和稳定性。施工中需严格控制两侧支座的标高差和水平位移。

24 米跨的拱高为 4.8 米是否合理？

矢跨比为 1/5，即拱高与跨度的比例为 1/5，这在拱形屋面设计中属于较为合理的范围。该比例既能保证结构刚度，又能减少工程造价，同时提供足够的室内净高。

小结

江苏杰达钢结构工程有限公司在山西晋中焦化厂项目中，成功应用了 24 米跨拱形波纹钢屋盖结构，充分展示了拱形屋面在工业建筑中的优势。项目通过混合支撑方案、精细化的节点设计、严格的材料管控和规范的施工工艺，确保了工程的质量和安全。从前期设计依据、钢材规范、荷载条件到施工验收，各个环节均严格按照国家现行规范进行。拱形波纹钢屋盖因其无梁无檩的空间特性、高效的施工速度和优异的耐久性，已成为现代工业建筑的理想屋面解决方案。

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