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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；設計
中圖分類號：TU391文獻標識碼： A
引言
無論是中國古代,還是現(xiàn)代工業(yè)廠房設計,都需要強調(diào)安全,有些建筑只注重難度和高度,甚至有些工業(yè)廠房為了節(jié)省材料,導致現(xiàn)代建筑工程的安全問題和滲漏甚多,這是建筑質(zhì)量所不能夠允許的,我們只有重視鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設計施工工藝,才能保證滿足廠房的施工安全。
一、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)設計中的重要性
我們知道農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，因為它提供人民的基本生存保障。但在整個國民經(jīng)濟中光靠農(nóng)業(yè)是遠遠不夠的，其它產(chǎn)業(yè)部門，如工業(yè)、交通、商業(yè)等都必須大力發(fā)展，尤其是工業(yè)，它是國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。一個國家工業(yè)發(fā)展水平就代表了其經(jīng)濟發(fā)展水平，世界上的發(fā)達國家都是工業(yè)化國家。作為發(fā)展中國家，與發(fā)達國家相比，我國的工業(yè)還存在許多問題。比如總體水平低，現(xiàn)代化程度差，科學技術(shù)上明顯滯后，工業(yè)生產(chǎn)效率也較低。因此，工業(yè)經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型勢在必行。
配合著工業(yè)方面的轉(zhuǎn)型，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)領(lǐng)域的應用也將進入到一個新的階段。在這個階段中面臨著一定的考驗，但更多的是機遇。對于工業(yè)來講，鋼結(jié)構(gòu)的應用范圍相當廣泛，歷史也相當悠久，其體系也較為成熟和固定。工業(yè)中體量大小差異很大的建、構(gòu)筑物很多，需要滿足的功能要求也多種多樣，各方面的限制因素等都導致結(jié)構(gòu)樣式要比較靈活，因此鋼結(jié)構(gòu)的應用必將占據(jù)很大的部分。輔助材料的性能發(fā)展，如防火材料、防腐蝕材料及保溫材料等，也使鋼結(jié)構(gòu)能滿足越來越高的使用上的要求。隨著時間的不斷推移，工業(yè)與鋼結(jié)構(gòu)之間形成了一種相互促進、互利互惠的關(guān)系。這種關(guān)系也決定了兩者緊密的聯(lián)系。
二、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設計
1、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房常用結(jié)構(gòu)體系分析
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系上，主要有3種常用的結(jié)構(gòu)：
（1）純框架體系
具體而言，綜合考慮廠房的縱向與橫向這兩個方向，將其設計為剛接框架，禁止設置柱間支撐。這種結(jié)構(gòu)體系的使用空間基本上不受其影響，但是其柱不能運用工字型柱，必須要設置成截面形式，例如箱形柱。一般而言，截面形式的兩個方向在慣性矩差別上基本上沒有變化，因而在一定程度上增加了鋼材的使用量。
（2）框架-支撐體系
這種結(jié)構(gòu)體系主要是將結(jié)構(gòu)的橫向設計為剛接框架，而結(jié)構(gòu)的縱向通常設計為柱-支撐體系，基于積極發(fā)揮柱間支撐作用的同時，提高水平荷載的抵抗力。從本質(zhì)上來講，這種結(jié)構(gòu)體系相對經(jīng)濟環(huán)保，但柱間的支撐在一定情況下將會對整體的使用性能造成影響。由此可以看出，框架-支撐體系對于縱向深度較廣、橫向深度較廣的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房。
（3）鋼架聯(lián)合支撐的混合結(jié)構(gòu)體系
這種形式主要是把結(jié)構(gòu)的縱向設計為鋼架與支撐相結(jié)合的形式，依靠這兩者的相互作用來實現(xiàn)抵抗水平壓力的目的。立足于鋼架聯(lián)合支撐的混合結(jié)構(gòu)體系的特點，有助于促進柱縱向彎矩的減少，但在一定狀況下增大了樓面的剛度，導致柱子間的變形出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的狀況，因而柱間的支撐作用沒有得到有效發(fā)揮。
2、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房樓蓋布置思路分析
一般來講，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的樓蓋主要存在4種形式：壓型鋼板現(xiàn)澆組合樓板、裝配整體式預制樓板、裝配式預制樓板和普通現(xiàn)澆混凝土樓板。綜合考慮這4類樓板各自的優(yōu)缺點，對于壓型鋼板現(xiàn)澆組合樓板來講，與普通現(xiàn)澆混凝土樓板均存在平面整體剛度相對較好的優(yōu)點，同時在施工速度上，壓型鋼板現(xiàn)澆樓板與裝配整體式預制樓板以及裝配式預制樓板相比顯著提高，但其造價較高。由此可知，要想提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的使用性能，必須要積極運用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板。
3、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房柱網(wǎng)布置分析
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房柱網(wǎng)的布置過程中，要遵循其相關(guān)的原則。換言之，主要體現(xiàn)在5個方面上：要滿足廠房的生產(chǎn)工藝以及使用需求；要遵循建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性以及合理性原則；體現(xiàn)施工方法的先進性；與鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑的統(tǒng)一化原則相匹配；最大限度地體現(xiàn)生產(chǎn)的發(fā)展要求以及技術(shù)變革的要求。通常狀況下，當鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的跨度處在18m以下的情形中，要運用3m倍數(shù)原則。反之，如果跨度在18m以上時，要遵循6m倍數(shù)設計原則。而廠房的柱距要盡可能地執(zhí)行6m以及6m倍數(shù)原則。
4、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房變形縫設置分析
在設置鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的變形縫時，首先要明確變形縫的種類，主要包括3種，即為伸縮縫、防震縫以及沉降縫。當鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的寬度與長度超過實際需求的范圍時，此時氣溫發(fā)生明顯的變化，于鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)一定的溫度應力，導致墻面以及屋面產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象，不利于廠房的正常使用。在這種情形下，為了最大限度地降低工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的溫度應力，必須要進行伸縮縫的設計。通常狀況下，要對廠房進行分區(qū)處理，進而分成諸多個溫度區(qū)段。需要強調(diào)的是，在設置伸縮縫的過程中，最先開始的位置是基礎(chǔ)頂面，將溫度區(qū)段上部結(jié)構(gòu)區(qū)分開來，預留適當寬度的縫隙，致使上部的結(jié)構(gòu)在氣溫發(fā)生變化的過程中能夠順著水平方向?qū)崿F(xiàn)變形。
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中，通常狀況下不進行沉降縫處理，但是當工業(yè)廠房相鄰的兩部分在高差上存在很大差異時可設置沉降縫，同時當兩跨間吊車在起重量上產(chǎn)生巨大懸殊下，且地基承載力也發(fā)生巨大落差，必須要進行沉降縫設置。為了盡可能地減輕震害，必須要設置防震縫。當工業(yè)廠房在平面以及立面上相對復雜時，同時結(jié)構(gòu)的高度以及剛度存在較大的差異，必須要設置防震縫。此外，如果要在廠房的側(cè)邊進行附房的布置，需要注意的是要將相鄰的部分區(qū)別設計，設置伸縮縫與沉降縫時，要與防震縫設計要求相一致。
三、鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中存在質(zhì)量控制的要點
1、鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)工程質(zhì)量控制的重要措施
鋼結(jié)構(gòu)廠房最基礎(chǔ)的工程就是采用混凝土作為一些獨立的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)工程混凝土和鋼筋模式的施工施工工藝完全相同，因此鋼結(jié)構(gòu)廠房中我們需要注意錨栓會出現(xiàn)不垂直的現(xiàn)象；基礎(chǔ)施工后的錨栓預埋水平會出現(xiàn)很多誤差，鋼柱在安裝過程中，柱腳底部會有很多擴張的技術(shù)。國際先進的施工采用的是信息化技術(shù)的引進。以先進的技術(shù)和機器設備代替復雜的施工要求，是減少事故的有效方式。
首先，施工過程遇到困難要及時地修復。對于建筑材料薄弱部位進行優(yōu)化處理。其次，確定中后期建筑安全的維護。相關(guān)技術(shù)人員要進行嚴謹?shù)臋z測。對于已發(fā)生的事故要有“科學保護處理方案”，將損失減少到最少。最后，如果降低安全事故的發(fā)生率，最重要的還是要宣傳安全文化，所以，定期對施工人員以及相關(guān)的人員進行安全知識的培訓，提高施工人員的知識。
2、鋼結(jié)構(gòu)廠房主體工程質(zhì)量控制的相關(guān)要點
根據(jù)設計圖紙及設計對基礎(chǔ)的要求為依據(jù)，地腳螺栓的埋設誤差，對每一柱腳，錨栓之間允許誤差不得＞2mm，其它誤差不得＞4mm的要求對基礎(chǔ)進行復查，其驗收內(nèi)容主要包括：基礎(chǔ)的中心位移偏差，基礎(chǔ)標高偏差，預埋螺栓位置偏差，間距、跨距復查和沉降觀察點、控制點、基礎(chǔ)技術(shù)資料的交接及基礎(chǔ)外觀等其它質(zhì)量指標的檢查認定。進行復驗交接時必須有甲方、基礎(chǔ)施工方和鋼構(gòu)安裝方的現(xiàn)場負責人共同組織參與。對不符合設計及有關(guān)規(guī)范要求的必須及時提出處理意見并經(jīng)甲方和監(jiān)理檢查認定后方可進入下步工序施工。技術(shù)資料的交接必須清楚明了，無遺漏、缺項，保證真實性和實物分類的統(tǒng)一性。
結(jié)束語
綜上所述，在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設計過程中，諸多業(yè)主與設計單位在鋼結(jié)構(gòu)建筑的認識上存在諸多問題，鋼結(jié)構(gòu)體系方案設計不合理，因此相關(guān)的結(jié)構(gòu)設計人員要充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)設計思維，掌握新形勢的發(fā)展要求，優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)體系設計，綜合各種影響因素，優(yōu)化廠房整體的設計思路，從而提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設計質(zhì)量。
參考文獻
[1]劉震.工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設計體會[J].中國科技信息，2012.
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)；結(jié)構(gòu)設計；施工
中圖分類號：TU391文獻標識碼： A
引言
隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，鋼材的種類也日益繁多，尤其是高性能鋼材的產(chǎn)品逐漸占據(jù)市場的主體，其應用必將更加廣泛。更為重要的是，計算機技術(shù)的發(fā)展為鋼結(jié)構(gòu)設計軟件甚至計算理論帶來的更大的益處。目前鋼結(jié)構(gòu)計算軟件越來越多，各種技術(shù)理論的應用也越來越全面，鋼結(jié)構(gòu)在有限元及空間作用的研究及應用會越來越普及。
目前鋼結(jié)構(gòu)或者應用大量鋼材的混合結(jié)構(gòu)的應用實例很多，更多的為人熟知的是其在高層、超高層及大型公共建筑中的應用。這些項目一般在社會上的影響力非常大，經(jīng)常為一個城市甚至一個國家的地標性建筑。能夠在這樣的項目中得到大量應用，充分證明了鋼材及鋼結(jié)構(gòu)體系在結(jié)構(gòu)設計中所占有的重要位置。
一、鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)設計中的重要性
我們知道農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，因為它提供人民的基本生存保障。但在整個國民經(jīng)濟中光靠農(nóng)業(yè)是遠遠不夠的，其它產(chǎn)業(yè)部門，如工業(yè)、交通、商業(yè)等都必須大力發(fā)展，尤其是工業(yè)，它是國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。一個國家工業(yè)發(fā)展水平就代表了其經(jīng)濟發(fā)展水平，世界上的發(fā)達國家都是工業(yè)化國家。作為發(fā)展中國家，與發(fā)達國家相比，我國的工業(yè)還存在許多問題。比如總體水平低，現(xiàn)代化程度差，科學技術(shù)上明顯滯后，工業(yè)生產(chǎn)效率也較低。因此，工業(yè)經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型勢在必行。
配合著工業(yè)方面的轉(zhuǎn)型，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)領(lǐng)域的應用也將進入到一個新的階段。在這個階段中面臨著一定的考驗，但更多的是機遇。對于工業(yè)來講，鋼結(jié)構(gòu)的應用范圍相當廣泛，歷史也相當悠久，其體系也較為成熟和固定。工業(yè)中體量大小差異很大的建、構(gòu)筑物很多，需要滿足的功能要求也多種多樣，各方面的限制因素等都導致結(jié)構(gòu)樣式要比較靈活，因此鋼結(jié)構(gòu)的應用必將占據(jù)很大的部分。輔助材料的性能發(fā)展，如防火材料、防腐蝕材料及保溫材料等，也使鋼結(jié)構(gòu)能滿足越來越高的使用上的要求。隨著時間的不斷推移，工業(yè)與鋼結(jié)構(gòu)之間形成了一種相互促進、互利互惠的關(guān)系。這種關(guān)系也決定了兩者緊密的聯(lián)系。
二、鋼單層鋼筋混凝土柱工業(yè)廠房的典型案例分析
（一）、工業(yè)廠房屋蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)嚴重破壞
采用鋼筋混凝土屋架及屋面板的工業(yè)廠房在地震中容易發(fā)生嚴重破壞，強烈的地震作用使得這種整體性差、重量大的屋蓋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)大批墜落，個別廠房結(jié)構(gòu)解體破壞。
強烈的地震作用使得鋼單層鋼筋混凝土柱工業(yè)廠房柱的頂面與屋架連接處的連接焊縫及螺栓被剪斷，或預埋件被拔出，從而使得柱頂與屋架的連接失效，在地震中屋架產(chǎn)生縱向或橫向位移錯動，最終喪失鋼筋混凝土柱的支撐，屋面板與屋架一起墜落。由于屋架與屋面板的焊接不良，或連接件嚴重銹蝕，在強烈的地震作用下，屋架與屋面板的連接松動脫空，使屋面板在地震晃動中滑脫下墜。
（二）、柱子及支撐的震害
柱子嚴重破壞導致屋蓋坍塌。廠房屬多跨單層廠房，邊柱為矩形截面，地震后基本完好；中柱為雙肢大空腹薄壁柱，每個肢是槽型鋼筋混凝土截面，柱子的整體工作能力顯然太差，下柱局部破壞嚴重，上柱的破壞更為嚴重，有的甚至在全高范圍內(nèi)被壓碎，只剩下零零星星的幾根鋼筋，最終導致屋蓋的全面坍塌。鋼單層鋼筋混凝土柱與吊車梁頂面連接處發(fā)生剪切裂縫。由于汶川地震前的工業(yè)廠房設計中均未考慮到抗震設計，所以在汶川地震中工業(yè)廠房柱子與吊車梁頂面連接處發(fā)生了嚴重的剪切裂縫如圖1。
圖1
三、工程概況
貴州省甕安縣創(chuàng)業(yè)園一期工程有三連體和兩連體兩種形式，均由鋼結(jié)構(gòu)廠房和連體組成。其中鋼結(jié)構(gòu)廠房為3層，連體為5層。三連體建筑面積為24669m2，兩連體建筑面積為15490m2。廠房采用新型裝配整體式空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)，單跨跨度為14.4m，共兩跨3層，平面尺寸為28.8m×72m，墻架柱間距為2m，建筑總高為15.6m。
四、廠房結(jié)構(gòu)設計
（一）、結(jié)構(gòu)設計方案
本工程鋼結(jié)構(gòu)廠房與連體用縫斷開，分開建模計算。鋼結(jié)構(gòu)廠房采用SATWE程序進行分析計算。廠房樓面活載取6kN/m2，屋面活載取2.0kN/m2，恒載按實際考慮。
鋼材選用Q345鋼，樓面及屋面混凝土板采用C30混凝土，鋼筋采用HRB400。墻架與樓蓋單元布置如圖2所示，樓蓋、縱墻、山墻單元布置分別如圖3～5所示，圖中圓圈表示各單元的連接節(jié)點，虛線表示相鄰單元的分界線，各字母為單元編號。單元之間均采用腹板高強螺栓連接、翼緣焊接的剛接形式，按照等強連接的原則確定螺栓的數(shù)量和大小。墻架柱及層間梁按實際截面輸入模型，由于現(xiàn)有計算軟件無法真實輸入鋼空腹夾層板的模型，筆者采用折算過的等剛度的工字形截面來等效模擬上、下T形截面。等效原則按兩者高度相同、抗彎剛度相同進行換算，折算結(jié)果如表1所示。在采取鋼空腹夾層板樓蓋的實際工程中，這種折算方法已通過現(xiàn)場試驗證實是可行的(實際截面的現(xiàn)場試驗結(jié)果與折算成實腹梁的計算結(jié)果相吻合)。
圖2 墻架與樓蓋單元連接軸測
圖3 樓蓋單元布置
圖4 縱墻單元布置
圖5 山墻布置
表1 按等效剛度原則折算成實腹梁截面(標準層)
（二）、中柱與樓蓋相交處節(jié)點設計
由于采用鋼空腹夾層板樓蓋結(jié)構(gòu)，中柱與樓蓋節(jié)點計算模型類似于無梁樓蓋，經(jīng)計算對比，采用“米”字形節(jié)點作為“柱帽”，經(jīng)整體、節(jié)點分析此節(jié)點均能滿足設計要求，其應力比及截面尺寸見圖6。
（三）、剪力鍵的設計校核
鋼空腹夾層板樓蓋剪力鍵采用方鋼管，按下式計算:
ΔN≤fvAs
式中:ΔN為剪力鍵兩側(cè)上(下)肋軸力設計值差值中的較大值；fv為鋼材抗剪強度設計值；As為鋼材受剪截面面積。
圖6 米字形節(jié)點應力比及截面尺寸
（四）、結(jié)構(gòu)分析及計算結(jié)果
采用SATWE軟件進行結(jié)構(gòu)分析。設計參數(shù):建筑安全等級為二級，結(jié)構(gòu)設計使用年限為50年，抗震設防烈度為6度，設計基本加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類，結(jié)構(gòu)高度為15.6m，基本風壓為0.3kN/m2。結(jié)構(gòu)體系為多層鋼結(jié)構(gòu)廠房，屬于平面規(guī)則結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)分析結(jié)果見表2，3。由表可知:結(jié)構(gòu)第1，2階振型均為平動；最大層間位移角和位移比遠小于《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011―2010)限值，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和抗側(cè)剛度均較好。
表2周期及振動形態(tài)
表3最大層間位移角和位移比
五、施工過程
墻架及樓蓋均以層為單位以獨立單元形式在工廠進行加工，然后運到現(xiàn)場用高強螺栓進行拼接。墻架單元最大尺寸為7100mm×4066mm，質(zhì)量為981kg，樓蓋單元最大尺寸為11250mm×4000mm，質(zhì)量為784kg。所有單元質(zhì)量均小于1t，運輸和安裝均較方便。
空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)安裝工藝:先安裝墻架網(wǎng)格，再安裝雙層空腹網(wǎng)格樓蓋，形成第1層網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)；再逐次安裝第2層和第3層。在鋼網(wǎng)格安裝期間，外墻DQ板制作加工亦可同步進行。外墻采用厚90鑲嵌型DQ板條，雙面鑲嵌，形成雙層DQ墻板。根據(jù)墻架的特點，安裝步驟為:1)鋼絲網(wǎng)細石混凝土現(xiàn)場澆制，即門窗洞口的細石混凝凝土澆制工序；2)所有H型鋼墻架柱的高強螺栓連接節(jié)點的鋼絲網(wǎng)細石混凝土現(xiàn)場澆制；3)上述工序完成后進行DQ墻板的安裝；4)根據(jù)建筑要求進行墻體內(nèi)外側(cè)裝飾。
結(jié)論
相對普通鋼框架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由于構(gòu)件尺寸小且數(shù)量較多，對鋼構(gòu)件的加工和安裝提出了一定的要求。采用裝配整體式鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)，所有構(gòu)件在工廠加工，現(xiàn)場只進行高強螺栓的拼接。在加快施工進度的同時，能夠更好地保證工程質(zhì)量，同時減少現(xiàn)場焊接，減少發(fā)生火災的隱患，提高了施工文明程度。
參考文獻
[1] GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2003．
關(guān)鍵詞:工業(yè)廠房；鋼混凝土；結(jié)構(gòu)設計
鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)是由鋼梁和混凝土板通過栓釘組合起來的新型結(jié)構(gòu)形式，是當前工業(yè)廠房建設所采取的主要結(jié)構(gòu)形式之一。根據(jù)以往工作經(jīng)驗，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用的過程中容易受到環(huán)境等方面影響而出現(xiàn)鋼筋銹漲開裂而導致的耐久性下降，影響廠房的使用壽命，造成安全事故，因此優(yōu)化鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設計是提高廠房質(zhì)量，提高其使用壽命的重要舉措。本文以某工業(yè)廠房建設為例，該工業(yè)廠房屬于水泥選粉機車間，車間框架結(jié)構(gòu)上裝有多個電機，廠房噪音比較大，因此需要對鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，以此保證廠房的整體質(zhì)量。
1某廠房使用鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)是當前我國建筑結(jié)構(gòu)設計所采取的主要技術(shù)之一，由于該廠房框架上需要安裝多個電機，而且車間機械噪音比較大，形成的震動會對廠房的整體質(zhì)量產(chǎn)生影響，根據(jù)以往的案例，此種作業(yè)模式對廠房的使用壽命會形成嚴重的影響，因此該廠房使用鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢:(1)起到很好的抗震效果，鋼與混凝土結(jié)構(gòu)具有很好的延伸性和吸收性，在外界震動負荷力的作用下，通過鋼與混凝土組合的性能可以緩解震動隊廠房的影響，從而起到良好的抗震效果，更為重要的是通過此種結(jié)構(gòu)設計能夠提高廠房的穩(wěn)定性;(2)耐火性。工業(yè)廠房設計必須要考慮火災因素，由于鋼與混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土具有較高的熱容量，因此一旦出現(xiàn)火災混凝土就能吸收這些熱量，從而降低因為火災而對廠房構(gòu)成的影響;經(jīng)濟性強。經(jīng)濟性一方面體現(xiàn)在使用壽命上，另一方面體現(xiàn)在成本費用上。由于鋼與混凝土結(jié)構(gòu)設計一定程度上減少了鋼筋的使用量，但是其整體質(zhì)量卻沒有降低，反而增強了，因此準確的使用鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)可以有效地為工業(yè)企業(yè)減少費用支出，延長了廠房的使用壽命。
2某廠房鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設計
該廠房鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)主要包括:(1)橫向框架。橫向框架是整體廠房的主要承重結(jié)構(gòu)體系，其需要承受各種外界負荷力的作用，保證廠房的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，一般由柱、和屋架以及屋蓋橫梁等構(gòu)成;(2)屋蓋結(jié)構(gòu)，屋蓋結(jié)構(gòu)主要是承擔屋蓋所帶來的負載，例如橫梁、托架等等;(3)支撐體系。支撐體系也是廠房的主要組成部分，其主要是防止廠房出現(xiàn)傾斜、垮塌等現(xiàn)象。因此該廠房的設計:
①荷載計算設計。由于該廠房的車間頂蓋采取的是鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，安裝通風的天窗，因此需要對荷載進行計算，以此確定具體的施工方案。荷載系數(shù)取用荷載風壓的1.0，基本的風壓為0.62kN/m2。荷載計算:屋頂蓋部分:靜載有彩鋼和網(wǎng)架，是1.40kN/m2，活載為0.9kN/m2;吊車:最上層的吊車荷載主要對作用于柱上，其荷載為Rmax=4289kN，Rmin=2699kN，水平剎車力在97.9kN。第二層吊車的荷載為Rmax=1360kN，Rmin=965kN，水平剎車力在29.5kN。最低下層吊車荷載為Rmax=989.5kN，Rmin=356.7kN，水平剎車力在12.9kN;風荷載:基本的風壓主要作用于柱的頂部，對其柱頂?shù)暮奢d力為375kN，基本風壓在0.62kN/m2，風荷載在兩邊的柱底壓力為17.2kN/m和9.98kN/m;
②設縫問題設計。按照相關(guān)規(guī)定規(guī)范，鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間接為55m，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距為45m，根據(jù)工程的實際情況考慮，本設計方案選擇不設縫的施工方案，但是由于混凝土存在收縮問題，因此在具體的結(jié)構(gòu)設計時可以從廠房建筑的中部框架部位從基礎(chǔ)頂面至屋面設置10m寬的后澆帶。同時為了保證質(zhì)量，還需要在鋼框架子結(jié)構(gòu)和混凝土墻體之間進行連接構(gòu)造，具體可以通過連梁采用剛性連接或鉸接。具體的施工策略為:調(diào)整結(jié)構(gòu)施工順序，先澆筑混凝土簡體，然后安裝鋼框架;用剛性連接的鋼框架梁柱節(jié)點;調(diào)整鋼管柱的長度等方式進行;
③截面形式及計算。鋼管混凝土組合柱結(jié)構(gòu)的截面形式有3種，一種是圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，一種是矩形鋼管混凝土姐歐股，還有一種是多邊形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。在廠房建設中使用最廣泛的就是矩形和圓形鋼管混凝土組合柱。圓形鋼管混凝土組合柱的強度和抗壓性是最符合廠房建設的，所以在該廠房車間建設中使用的就是圓形鋼管混凝土組合柱。在對廠房的排架進行計算時，采用的設計福軟件是中國建筑學院編制的鋼結(jié)構(gòu)STS軟件，這種軟件在計算鋼管混凝土組合柱的截面時是根據(jù)CECS28B90計算的;
④柱腳設計。柱腳的鋼管應該使用封板進行封閉，這樣能夠減少柱和接面的壓力。從本案例中來看，封板和柱腳相連接的地方有勁肋，這是為了更好地提高柱腳的受力。而且，廠房中鋼材混凝土組合柱的柱腳有兩個杯口插入，在杯口處灌入混凝土，這樣有利于提高整個柱的受力荷載;
⑤鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的防火設計。常用的防火措施種類比較多，一般就是將構(gòu)件利用保護材料進行包裹，以此延續(xù)構(gòu)建的升溫速度，為滅火提供時間?；诒竟S的工作環(huán)境，本次的設計具體選擇的是膨脹型防火涂料保護法，此種方法能夠消除傳統(tǒng)發(fā)生火災時產(chǎn)生的有毒氣體的弊端。具體的設計是選擇由有機樹脂、發(fā)泡劑以及碳化劑等構(gòu)成的厚度在5mm左右的涂料，一旦發(fā)生火災時，該涂料就會膨脹，形成比原來還要厚幾十倍的多孔碳質(zhì)層，阻擋外部對內(nèi)包構(gòu)件的傳熱，便構(gòu)件的耐火極限可達(O．5～1.5)小時;
⑥剪力墻子結(jié)構(gòu)體系延性設計。在鋼框架一混凝土剪力墻混合結(jié)掏體系中，由剪力墻和剪力墻組成的筒體承擔了85%以上的水平剪力，應保證混凝土墻體具有足夠的延性，因此在連接處設置型鋼柱，既能有效防止裂縫的出現(xiàn)或展開，又能方便鋼結(jié)構(gòu)的安裝，減少鋼柱與混凝土墻體之間的豎向變形差異產(chǎn)生的不利影響。設計時應考慮框架具有一定的抗剪承載能力，其值不宜小于帶框墻總剪力的20%。同時剪力墻軸壓比應根據(jù)結(jié)構(gòu)的抗震設防等級確定。該廠房設計剪力墻軸壓比控制值按規(guī)范要求應小于0.6，以保證其延性。
3工業(yè)廠房鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設計的保障
實現(xiàn)對工業(yè)廠房與混凝土組織結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化必須要做好以下工作:一是要把握基本的鋼與混凝土組合設計原則，通過設計保證廠房使用壽命，強化對廠房的質(zhì)量控制以及達到最優(yōu)化的經(jīng)濟目標，也就是在設計的過程中要綜合考慮建筑項目的全壽命期的成本和效益問題。只有把握上述的基本原則才能保證設計的方案具有價值;二是提高工業(yè)設計人員的綜合素質(zhì)，提高他們的設計理念更新。鋼與混凝土結(jié)構(gòu)設計是新型的設計方案，也是當前工業(yè)設計較為常見的一種技術(shù)，因此需要設計人員要把握設計的關(guān)鍵問題，強化質(zhì)量管理意識和安全意識;三是加強施工管理。保證施工工序嚴格按照設計的要求進行，以此保證工業(yè)廠房的質(zhì)量。通過對該廠房鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的性能檢測，通過設計提高了結(jié)構(gòu)剛度，達到了良好的抗震效果，優(yōu)化了建筑布局和空間的使用，更為重要是將降低了造價，提高了工廠的經(jīng)濟效益，提升了工廠廠房的使用壽命。
參考文獻
［1］鄭友柴．管混凝土組合柱在重鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房工程中的應用［J］．中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013(22)．
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房；設計；施工
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在我國應用的時間并不長，其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房有很多優(yōu)點，但作為一種材料，它也有很多缺點，例如防火性能差、易銹蝕等，在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將從設計和施工兩個方面來進行論述。
一、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)越性
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要優(yōu)點在于：首先，在施工速度方面：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以工廠化批量生產(chǎn)，施工簡單，安裝快捷，大大縮短了施工周期。其次，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在自重方面：可減輕建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。最后，從環(huán)保方面考慮：鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，并且不需要制模施工。
二、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房圖紙設計的重要性
無論在什么樣的工程中，圖紙是工程施工的依據(jù)。在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設計期間，一定要組織施工單位專業(yè)技術(shù)人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，力爭把問題解決在施工之前，減少因圖紙問題對工程質(zhì)量、進度的影響。鋼結(jié)構(gòu)工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計，其中制作工藝內(nèi)容應包括制作階段各工序、各分項的質(zhì)量標準、技術(shù)要求，以及為保證產(chǎn)品質(zhì)量而制訂的各項具體措施。
三、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房支撐系統(tǒng)的設計原則
為了保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的空間工作，提高其整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止桿件產(chǎn)生過大的變形，避免壓桿失穩(wěn)，以及保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，應根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)的形式，車間吊車的設置，振動設備以及廠房的跨度、高度，溫度區(qū)段的長度等情況布置可靠的支撐系統(tǒng)。廠房每一溫度區(qū)段應設置穩(wěn)定的柱間支撐系統(tǒng)，并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協(xié)調(diào)。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結(jié)構(gòu)變形方向的重要因素，并影響溫度應力的大小，下柱支撐應盡可能設在溫度區(qū)段的中部，使吊車梁等縱向構(gòu)件能隨著溫度變化比較自由地向區(qū)段兩端伸縮。當溫度區(qū)段的長度不大時，一般在溫度區(qū)段的中部設置一道下段柱支撐，但溫度區(qū)段的長度大于150 米時，為了保證廠房的縱向剛度，應在溫度區(qū)段內(nèi)設置兩道下段柱支撐，其位置應盡可能布置在溫度區(qū)段中間三分之一的范圍內(nèi)，為了避免過大的溫度應力，兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。
四、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房抗震性設計的重點
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房做抗震設計時應注意：首先，在總體布置方面要求廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，變形協(xié)調(diào)，盡量避免因結(jié)構(gòu)剛度不均勻?qū)拐鹪斐刹焕绊?，廠房橫向結(jié)構(gòu)宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結(jié)的框架，以便充分利用鋼結(jié)構(gòu)的受力性能并減少橫向結(jié)構(gòu)變形。其次，鋼結(jié)構(gòu)廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩(wěn)而造成，所以合理布置支撐系統(tǒng)，保證廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，對鋼結(jié)構(gòu)廠房尤為重要。最后，在地震作用下。存在著低周疲勞作用，設計時應注意其對廠房的影響。對結(jié)構(gòu)連接點的設計。應保證節(jié)點的破壞不先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全截面屈服，應使結(jié)構(gòu)構(gòu)件能進入塑性工作，充分吸收地震能量發(fā)揮其抗震能力。
五、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐熱能力設計的重要性
前面提到過，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；當溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此，當鋼結(jié)構(gòu)表面溫度處于150℃以上時，必須做隔熱及防火設計（通常是涂耐熱涂料來解決）。
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工中，存在的問題非常繁冗，在這里只對比較突出的幾個問題進行分析研究。
六、關(guān)于施工過程中地腳螺栓的埋設問題
可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑穩(wěn)定性的根本所在。地腳螺栓的精度關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)定位，地腳螺栓的埋設必須嚴格保證其精度。地腳螺栓的埋設精度：軸線位移±2.0 mm，標高±5.0 mm。在地腳螺栓安裝前，將平面控制網(wǎng)的每一條軸線投測到柱基礎(chǔ)面上，全部閉合，以保證螺栓的安裝精度。然后根據(jù)軸線放出柱子外邊線，待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后，將所需標高抄測到鋼管架子上。
七、關(guān)于吊裝過程中的注意事項
首先，把柱腳底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調(diào)整標高，把螺母緊固。其次，吊裝完一個區(qū)域的鋼柱后，吊裝連系桿，這樣保證鋼柱整體穩(wěn)定性，使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形。最后，吊裝鋼梁，兩對鋼梁空中對接，并把高強螺栓初擰，第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊，防止鋼梁向一邊傾斜。
八、關(guān)于吊車梁系統(tǒng)的安裝問題
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工過程中，吊車梁的安裝必須嚴格按規(guī)范從柱間支撐跨進行，柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩(wěn)定的空間剛度單元，從此處安裝，一是保證安全，二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調(diào)整墊板，該墊板在吊車梁系統(tǒng)調(diào)整完后應焊接固定，按事先測放的定位線精確對中。制動系統(tǒng)的連接應在吊車梁調(diào)整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接和輔桁架焊接連接時，為防止連續(xù)施焊對高強螺栓的影響，應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接，并進行初擰，然后調(diào)整輔桁架，并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓，最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接，均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行，以減小板內(nèi)應力。
九、關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碼放問題
為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝，構(gòu)件進廠后應進行合理的堆放。原則為：現(xiàn)場急需安裝的應直接堆放到現(xiàn)場，按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭，后吊裝的碼放在下頭。不急于吊裝的構(gòu)件暫時存放在現(xiàn)場外。堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放。存放場地應設專人進行管理，并按供貨要求和供貨清單進行清點，資料存檔。構(gòu)件堆放時，H型構(gòu)件應立放，不得平放。每個構(gòu)件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應上下對齊。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人；結(jié)構(gòu)庫；關(guān)節(jié)；模塊化
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A
0.引言
隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)、機械制造技術(shù)的快速發(fā)展和改進，有力地促進了機器人的應用。機器人能夠模擬人體操作，在工作空間中實現(xiàn)生產(chǎn)活動。工業(yè)機器人是一種特殊的機器人，其是現(xiàn)代工業(yè)革命和發(fā)展的重要組成部分，具有很強的靈活性、適應性，能夠在復雜的、惡劣的、常人不能的環(huán)境中進行工作，目前已經(jīng)在多個國家被列為高新技術(shù)發(fā)展計劃。工業(yè)機器人按照不同的原則可以實現(xiàn)不同的分類，非常復雜，工業(yè)機器人應用領(lǐng)域多，功能強大，已經(jīng)在多種場合取代了人力勞動，具有重要的作用。工業(yè)機器人設計過程中，傳統(tǒng)的機器人開發(fā)模式是根據(jù)機器人的工作環(huán)境和實際需求，設計機器人的連桿和關(guān)節(jié)，設置機器人運動參數(shù)。如果機器人工作空間發(fā)生改變，就需要進行再設計工作，傳統(tǒng)機器人開發(fā)模式不具備可移植性、可重用性，開發(fā)周期長，工作量復雜且大，改進工業(yè)機器人設計模式已經(jīng)成為人們研究的重點。
1.工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)型分析
自20世紀第一臺機器人誕生以來，機器人顯示了非常強大的生命力，已經(jīng)廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，可以大大地提高工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量，并且能夠降低人力勞動強度，成為智能制造時代最為熱門的研究項目。機器人的手臂部分決定其工作空間和形式，因此工業(yè)機器人的分類也多依賴于手臂部分的結(jié)構(gòu)坐標形式，主要包括5種類別：
（1）直角坐標式。該類型的機器人3個移動關(guān)節(jié)按照X、Y和Z互相垂直的模式確定模板執(zhí)行器的空間位置，其具有結(jié)構(gòu)剛度高、控制無耦合、構(gòu)型位置精度高等優(yōu)勢，但是密封叉，工作范圍小并且占地面積大。
（2）圓柱坐標式。該類型的機器人可以基于一個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和兩個移動關(guān)節(jié)確定末端執(zhí)行器的空間位置，其操作精確度較高，工作范圍大，操作空間易于計算，但容易與工作空間中的其他物體產(chǎn)生碰撞，移動關(guān)節(jié)不易于密封防塵。
（3）球（極）坐標式。該類型的機器人可以基于一個移動關(guān)節(jié)和兩個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)確定末端執(zhí)行器所處的空間位置，其占地面積小，精度一般，工作空間大，但是存在避障性和平衡性等問題，不易于操作穩(wěn)定和可靠。
（4）SCARA。該類型的機器人基于一個移動關(guān)節(jié)和兩個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)確定其操作空間位置，機器人的垂直運動通過移動關(guān)節(jié)完成，水平運動通過兩個并聯(lián)的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)完成，其體積較小，工作空間非常大，運動速度快，已經(jīng)在自動裝配、搬運等工業(yè)生產(chǎn)中獲取較多的應用。
（5）關(guān)節(jié)式。該類機器人使用的關(guān)節(jié)全部為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，這些關(guān)節(jié)與人的手臂類似，分別是一個大臂和一個小臂，同時增加了垂直回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以模擬人體腰、肩、肘的運動功能，因此關(guān)節(jié)式機器人工作空間大，占地面積小，避障性好，靈活性強，已經(jīng)是應用最為廣泛的工業(yè)機器人，但是其計算控制較為復雜，存在嚴重的平衡問題，位置精度較低。
2.工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)庫建立
工業(yè)機器人設計可以采用結(jié)構(gòu)模塊原則，在滿足工業(yè)生產(chǎn)使用功能的前提下，需要最大程度地減少機器人制造使用的關(guān)節(jié)數(shù)量，降低結(jié)構(gòu)的復雜度，同時模塊之間的接口也需要盡可能的簡單和一致，便于連接、拆卸機器人模塊。模塊劃分還需要充分考慮管理便捷性，提高工業(yè)機器人組合靈活性。工業(yè)機器人的運動性能取決于連接桿參數(shù)，結(jié)構(gòu)模塊劃分非常有利于連桿參數(shù)自適應配置，因此工業(yè)機器人機構(gòu)庫建設過程中，基于工業(yè)生產(chǎn)功能分解機器人單元模塊，可以將工業(yè)機器人劃分為多個模塊，因此工業(yè)機器人機構(gòu)庫主要由基座、末端執(zhí)行器和關(guān)節(jié)構(gòu)成，工業(yè)機器人可以使用連桿依次連接，基座是機器人的支撐，關(guān)節(jié)可以為機器人提供運動功能，末端執(zhí)行器可以為工業(yè)機器人工作提供抓取和細微操作支撐，然后可以使用連桿將這些功能單元連接起來，具體的工業(yè)機器人接口卡包括6個類別，分別是基座庫、連桿庫、關(guān)節(jié)庫、末端庫、手腕庫、連接庫，如圖1所示。
工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)庫中的組件根據(jù)需求設計了不同的尺寸，比如連桿庫中包含3種連桿，連桿1可以連接垂直軸線的組件，連桿2可以連接平行軸線的組件，連桿3可以連接共線軸線的組件，這些組件可以根據(jù)不同的應用環(huán)境和需求進行選擇，提高了機器人研制的靈活性，滿足多樣性需求。工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)庫的關(guān)鍵組成子庫是關(guān)節(jié)模塊庫、手腕模塊庫和連接模塊庫。
關(guān)節(jié)子庫只有一個自由度，其組件分別是移動關(guān)節(jié)、回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)?；剞D(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接的軸線是共線型，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1可以應用于機器人腰部，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2可以實現(xiàn)其他轉(zhuǎn)動動作；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1可以連接的組件軸線是共面垂直型，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2連接的組件軸線是異面垂直型，適用于旋轉(zhuǎn)動作難以實現(xiàn)的連桿模塊。關(guān)節(jié)子庫設計的目的是靈活調(diào)整機器人尺寸，保持接口尺寸一致，按比例協(xié)調(diào)機器人模型。
手腕子庫可以劃分為3類自由度組件，分別是三自由度手腕、二自由度手腕和單自由度手腕。三自由度手腕可以實現(xiàn)工作空間任意方向移動，應用得最為廣泛，常見的類型包括RBR型和BBR型，R表示旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，B表示俯仰關(guān)節(jié)；兩自由度手腕包括RB型、BR型、BB型；單自由度手腕包括R型和B型，手腕使用R型時旋轉(zhuǎn)角度非常大，可以滿足較多的應用需求。
連接子庫是一種方形結(jié)構(gòu)組件，其包括6個平面，沒有自由度。連接子庫的組件設計目的是為了能夠?qū)⑷我鈨蓚€連桿組件連接起來，這樣就可以形成一個長度加大的連桿，其可以在按比例縮放、調(diào)整機器人尺寸時得到廣泛使用；連接模塊也可以應用與機器人轉(zhuǎn)向，這樣就可以增加其他組件的靈活性、自適應性。連接子庫的設計可以增加機器人的多樣化需求，能夠更好地滿足不同工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的需求，進一步提高機器人的應用普適性。
結(jié)語
隨著電子電路技術(shù)、自動化控制技術(shù)、通信傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)機器人將會在鋼鐵制造、汽車生產(chǎn)、電氣產(chǎn)品生產(chǎn)、國防科工等多個軍民應用領(lǐng)域得到廣泛普及和使用。工業(yè)機器人的制造和設計模式也將會得到迅速地提升，以便能夠適應現(xiàn)代工業(yè)機器人的大規(guī)模需求。論文提出了一種可重用性強、靈活性高的機器人生產(chǎn)結(jié)構(gòu)庫，可以采用模塊化設計原則提高機器人設計、制造的效率，縮短研制周期，增強機器人自適應性，具有重要的作用和意義。
參考文獻
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關(guān)鍵字：工業(yè)建筑設計輕鋼結(jié)構(gòu)特點設計方法
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
輕型鋼結(jié)構(gòu)指的是由鋼材所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，即由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、焊接或者高頻焊接輕鋼結(jié)構(gòu)、熱軋輕鋼結(jié)構(gòu)、輕型鋼管結(jié)構(gòu)以及板壁較薄的焊接組合梁焊接組合柱而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。在工業(yè)建筑中應用這一結(jié)構(gòu)，能夠起到良好的效果。本文就在分析該結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，對其具體的設計方法進行分析論述。
一 輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點分析
隨著技術(shù)的發(fā)展，輕型鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設計中得到了廣泛的應用，其具有輕便、精巧且成型方便的優(yōu)勢，正是具有這些特點，才能夠使該結(jié)構(gòu)得到廣闊的發(fā)展空間。下面本文就對其特點進行分析。
首先，輕型鋼結(jié)構(gòu)具有輕巧的特點。一般來講，輕型鋼結(jié)構(gòu)的截面較小，并且自重較輕，承重結(jié)構(gòu)截面能夠根據(jù)受力的情況進行精確的設計，這樣一來會比普通的鋼結(jié)構(gòu)使用的槽鋼和工字鋼截面的受力更為科學且合理。根據(jù)資料統(tǒng)計可知，輕型鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的含鋼量基本上在25到80千克之間，彩色壓型鋼板的重量僅僅為10千克，因此說，輕型鋼結(jié)構(gòu)的自重只有普通鋼結(jié)構(gòu)的30%到50%左右，十分輕巧。
其次，輕型鋼結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性和可靠性。和其他建筑材料相比較而言，鋼材料的容重和屈服點比重最小，并且其具有較好的延展性，材質(zhì)均勻，能夠達到很好的抗震和抗壓效果，這樣就會進一步提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。通常輕型鋼結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件為鋼結(jié)構(gòu)，采用的鋼材塑性、強度以及韌性都很好，能夠承受住較大的動力荷載。
最后，輕型鋼結(jié)構(gòu)施工周期短。輕型鋼結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢特點就是其所有的構(gòu)件都能夠由工廠制作，現(xiàn)場拼接安裝，這樣就會比混凝土結(jié)構(gòu)的建筑施工工期縮短一半左右。施工周期短，就能夠使建筑提前投入使用，這樣能夠提前獲得投資的效益。
二 工業(yè)建筑設計中輕鋼結(jié)構(gòu)的設計方法
在工業(yè)建筑中應用輕鋼結(jié)構(gòu)，能夠縮短施工周期，提升建筑物的穩(wěn)定性能。在工業(yè)建筑設計的過程中，需要采取科學的設計方法，以便更好的發(fā)揮輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。下面本文就對具體的設計方法進行分析論述。
首先，從建筑屋面的選材和坡度的選擇角度進行分析。通過近幾年的發(fā)展，輕鋼結(jié)構(gòu)的屋面材料有了很多類型，如壓型鋼板、太空鋼板等，但是當前應用的最為廣泛的還是金屬壓型板、夾芯板以及金屬壓型復合保溫板。但是需要注意的是，在設計的過程中，需要針對不同板材的特點進行科學的選擇，最大限度的發(fā)揮它們的用途。
對于坡度設計的問題，也需要具體問題具體分析。對于一般的工業(yè)建筑來講，其屋面的坡度越大越有利于排水的實現(xiàn)，但是需要把握設計的度，如果坡度過大的話就會增加排水的流速，進而出現(xiàn)濺水的現(xiàn)象。反之，如果說工業(yè)建筑屋面的坡度較小，這樣排水的速度也會減小，水流的速度也會變慢，這樣如果雨量大的話很容易會在屋面形成積水，給壓型板帶來嚴重的腐蝕，影響其使用壽命。
由此可見，在對工業(yè)建筑的屋面進行設計的過程中，一定要根據(jù)地區(qū)氣候條件科學的選擇屋面的坡度，并且要以經(jīng)濟要求和施工要求作為參照的依據(jù)，合理確定屋面坡度，既能夠有效避免屋面坡度過大而增加施工難度，影響施工質(zhì)量的問題發(fā)生，又需要在設計中最大限度的降低材料的使用，節(jié)約設計和施工成本，達到最佳的經(jīng)濟效益。
其次，從金屬壓型鋼板屋面的構(gòu)造設計角度進行分析。金屬壓型鋼板屋面的設計也是輕鋼結(jié)構(gòu)屋面設計中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在設計的過程中，需要科學的選擇板型、壓型金屬板，并確定屋面開洞的方式和防水處理的措施。對于大部分輕型鋼結(jié)構(gòu)來講，為了更好的實現(xiàn)采光和通風的效果，需要在屋面上部開鑿一定的孔洞或者是進行通風和防水設計，所以說，在金屬壓型鋼板屋面設計的過程中，也需要注重對屋面的開洞、防水以及通風的設計。
需要注意的是，在屋面開洞設計的過程中，對于一些孔直徑或者是邊長較小的孔洞，能夠直接在橫梁上面插入一根圓形鋼管，或者是其他工藝管對其進行處理，如果在這個過程中出現(xiàn)泛水的現(xiàn)象，則需要在開洞縫的位置涂上足夠的硅酮膠進行防水。而一些開孔尺寸較大的孔洞，則通常將泛水裙板和底座設計成一體進行處理，為了降低積水對屋面的影響，可以設計波槽蓋板進行防護。
在屋面防水結(jié)構(gòu)的設計中，最需要解決的問題就是搭接縫的問題，需要防止因為搭接縫的存在導致的漏水現(xiàn)象，所以說在設計的過程中需要對搭接的結(jié)構(gòu)設計作為防水結(jié)構(gòu)設計的主要環(huán)節(jié)進行控制。
再次，從輕型鋼結(jié)構(gòu)的夾層設計角度進行分析。對于輕型鋼結(jié)構(gòu)夾層設計來講，其除了需要具備普通夾層的共性外，還需要具備輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點，所以說在設計的過程中既需要考慮到夾層的共性，還需要考慮到自身的個性特征，這樣才能夠更好的提升夾層設計的科學性和合理性，并不斷的優(yōu)化和完善設計。
輕型鋼結(jié)構(gòu)夾層的主要方式是在原有的舊房主體結(jié)構(gòu)上直接加高，并緊密的依托原來的主體結(jié)構(gòu)，進而達到優(yōu)化和加固的目的。在實際設計的過程中，需要確定既安全可靠又具有經(jīng)濟價值的方案，并科學的選擇夾層的方式。但是由于輕型鋼結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，因此說在設計的過程中需要設計出足夠的縱向和橫向支撐，這樣才能夠確保該結(jié)構(gòu)的固有剛度，進一步保證其穩(wěn)定性。同時，在設計中還需要充分的考慮到輕型鋼結(jié)構(gòu)中夾層結(jié)構(gòu)的地震效應，使板塊的剛度能夠均勻的分布在結(jié)構(gòu)之中。
最后，對工業(yè)建筑中輕型鋼結(jié)構(gòu)的墻面設計問題進行分析。對于工業(yè)建筑來講，可以根據(jù)墻置的不同將其分為內(nèi)墻和外墻兩種，根據(jù)受力特點的不同能夠?qū)⑵浞譃榉亲猿兄厥捷p型墻體以及自承重式輕型墻體。在工業(yè)建筑中，較長應用的墻體材料一般以輕質(zhì)材料為主，如PC板，涂彩金屬壓型板等，能夠根據(jù)建筑物的建設要求和設計標準科學的選擇各種墻體材料。
以金屬壓型板墻面的系統(tǒng)構(gòu)造設計為例進行分析。該墻面在設計中主要對對壓型板具體的長度選取和鋼板墻面系統(tǒng)的細部構(gòu)造設計為中心。在選擇金屬板的過程中，需要充分的考慮到板塊的承載水平力和板塊單位面積材料的有效覆蓋能力，科學的確定各種數(shù)據(jù)，最大限度的降低壓型板長向搭接情況的出現(xiàn)，并減少材料的浪費。對于其中夾心板墻板構(gòu)造的設計，需要考慮到夾心板的結(jié)構(gòu)布置和節(jié)點的設計防范，科學選擇板塊的放置方式，并重點對踢腳、墻轉(zhuǎn)角處等節(jié)點位置進行設計。
結(jié)束語：從目前情況來看，在工業(yè)建筑設計中廣泛的應用輕型鋼結(jié)構(gòu)，不僅能夠縮短施工工期，使建筑更快的投入使用以獲得最佳的經(jīng)濟效益，還能夠提升建筑物的使用性能和穩(wěn)定性能。本文就在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工作實際，對輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點進行分析，并指出了該結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑設計中的具體應用，希望能夠?qū)窈蟮脑O計工作起到一定的幫助作用。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu) 工業(yè)廠房 設計施工
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房因其施工速度快、自重輕、抗震性能好、環(huán)保等特點在建筑工程中已被廣泛認可,在工業(yè)廠房設計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而得到了普遍應用。本文就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房工程中鋼結(jié)構(gòu)的特點、制作、設計要點、施工測量、安裝方案和技術(shù)措施作了較為詳細的介紹,并對鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝、施工要點作了重點闡述。
1.鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)越性
鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的主要優(yōu)點：1.在現(xiàn)場施工、安裝速度快，由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以工廠化批量生產(chǎn)，采用設備下料、焊接、開孔，并作表面處理，可極大的方便現(xiàn)場拼裝施工，大大縮短施工周期；2.鋼結(jié)構(gòu)相對于混凝土結(jié)構(gòu)可減輕建筑物結(jié)構(gòu)約30%的自重，在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系；3.鋼結(jié)構(gòu)體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，并且不需要制模施工。
2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要制作工藝
鋼柱制作工藝流程為:放樣下料電腦編程拼板CNC切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗防銹處理、涂裝、編號構(gòu)件驗收出廠。
3.工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計要點
多層廠房因為工藝布置的要求,一般都需要大空間,結(jié)構(gòu)通常采用框架結(jié)構(gòu),在層數(shù)較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)布置的原則是:盡量使柱網(wǎng)對稱均勻布置,使房屋的剛度中心與質(zhì)量中心相近,以減小房屋的空間扭轉(zhuǎn)作用,結(jié)構(gòu)體系要求簡捷、規(guī)則、傳力明確。避免出現(xiàn)應力集中和變形突變的凹角和收縮,以及豎向變化過多的外挑和內(nèi)收,力求沿豎向的剛度不突變或少突變。
3.1地震區(qū)的廠房宜少設或不設防震縫。地震區(qū)房屋的伸縮縫是合一的,當房屋較長時,宜采取下列一些構(gòu)造措施和施工措施以少設伸縮縫及防震縫;施工中,每隔40m設置一道800mm一個1400mm寬的后澆帶,后澆帶的位置設在結(jié)構(gòu)受力影響最小的區(qū)段;在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內(nèi)縱墻端開間的墻體等部位,適當提高配筋率;加厚屋面隔熱保溫層或設置架空層形成通風屋面。
3.2合理布置電梯間的位置。多層廠房由于設備、貨物很重,豎向運輸?shù)男枰?均要設置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大,應充分考慮電梯井筒對建筑物的偏心影響,在結(jié)構(gòu)布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
3.3控制橫向框架與縱向框架的周期。由于多層廠房跨度方向尺寸較大,柱子少;而柱距方向尺寸較小,柱子多。一般都是橫向控制,使縱橫向的抗震能力大致相同,不僅有利于抗震,也使設計更為經(jīng)濟合理。
4.結(jié)構(gòu)設計中應注意的問題
4.1結(jié)構(gòu)設計與工藝設計的協(xié)調(diào)。廠房都是為生產(chǎn)服務的,廠房設計中結(jié)構(gòu)專業(yè)作為配套專業(yè)首先應滿足工藝要求,結(jié)構(gòu)設計也只能服從于工藝條件。而工藝設計人員在工藝布置時,經(jīng)常與結(jié)構(gòu)設計發(fā)生矛盾,要開洞的地方是框架梁,設備本來可以沿梁布置卻布置在了跨中等。所提荷載也經(jīng)常偏大,有時甚至把設備的荷載作為均布荷載提出。尤其在方案設計階段,結(jié)構(gòu)設計人員應多與工藝協(xié)調(diào),盡量了解工藝布置,使設計和施工都減少了許多不必要的麻煩。
4.2結(jié)構(gòu)計算。計算機軟硬件的迅速發(fā)展,解決了復雜的結(jié)構(gòu)計算問題,使結(jié)構(gòu)工程師們從繁重的瑣碎的計算工作中解脫出來。他們可以把大量的精力放在結(jié)構(gòu)方案的選擇比較上,合理的確定結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)布置,從而提高設計水平及質(zhì)量,降低工程成本。
4.2.1樓面等效荷載的計算
工業(yè)建筑與一般多高層民用建筑結(jié)構(gòu)形式、樓面活荷載等有許多不同之處,工業(yè)建筑樓面活荷載一般大于多高層民用建筑。有的中小型機床上樓層、柱上、梁上還有吊車荷載,它的跨度柱網(wǎng)一般比民用建筑大,層高相對較高,最大特點是整個平面幾乎沒有內(nèi)隔墻。工業(yè)建筑一般采用現(xiàn)澆鋼筋掘凝土板梁柱結(jié)構(gòu),板厚比一般民用建筑厚,樓板的平面剛度可視為無窮大,電梯貨梯間,如不用剪力墻:整個剛度重心移向剪力墻,而電梯或貨梯一般設在端頭,結(jié)構(gòu)剛度布局就不合理,所以電梯貨梯間就使用框架填充墻結(jié)構(gòu)。
4.2.2節(jié)點核心區(qū)的抗剪驗算
框架節(jié)點的設計應遵循“強柱弱梁更強節(jié)點”的原則,一二級抗震等級的節(jié)點還應進行受剪承載力計算。由于多層廠房的梁柱中心線往往不能重合,加之柱的截面比較大,節(jié)點偏心也比較大,對柱節(jié)點核心區(qū)的構(gòu)造和受力都有較大的不利影響。因此,大跨度、大空間、大荷載的多層廠房的節(jié)點核心區(qū)的抗剪驗算顯得更為重要。
4.2.3與電梯井筒相連框架的考慮
過去電梯井設計按純框架計算,電梯井壁按構(gòu)造配筋,偏低不安全；框架部分應按壁式框架計算出的數(shù)值進行配筋,電梯井壁則應按剪力墻配筋。
5.在鋼結(jié)構(gòu)進行吊裝的過程中的注意事項
首先,把柱腳的底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調(diào)整標高,把螺母緊固;其次,吊裝完一個區(qū)域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩(wěn)定性,使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形;最后,吊裝鋼梁,兩對鋼梁空中對接,并把高強螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
6.吊車梁系統(tǒng)的安裝難點解析
在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的施工過程中,吊車梁的安裝必須嚴格按規(guī)范從柱間支撐跨開始進行,柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩(wěn)定的空間剛性單元,從此處安裝一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調(diào)整墊板,該墊板在吊車梁系統(tǒng)調(diào)整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統(tǒng)的連接應在吊車梁調(diào)整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接,和輔桁架焊接連接時,為防止連續(xù)施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接,并進行初擰,然后調(diào)整輔桁架,并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓,最后進行制動板和輔桁架的焊接。
7.關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碼放問題
為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件運進安裝現(xiàn)場后應進行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應設專人進行管理,并按供貨要求和供貨清單進行清點,資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應立放,不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構(gòu)件端部七分之一跨處,疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應上下對齊。
8.總結(jié)
綜上所述,做好工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設計與施工的關(guān)鍵在于:概念應清楚,結(jié)構(gòu)選型應做到合理;施工圖的設計應與施工相結(jié)合,避免施工困難;結(jié)構(gòu)計算要準確,施工安全和質(zhì)量必須嚴格按規(guī)范及要求執(zhí)行,以達到最佳效果。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞：工業(yè)；自動化系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設計；分析
中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
隨著我國市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場競爭越來越激烈，因此我國很多流程工業(yè)領(lǐng)域的很多企業(yè)單位也根據(jù)其業(yè)務結(jié)構(gòu)特點，進行了相應的調(diào)整。流程工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)單位開始從純生產(chǎn)型企業(yè)單位逐漸向生產(chǎn)經(jīng)營型企業(yè)單位轉(zhuǎn)變。特別是近些年計算機技術(shù)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)單位的生產(chǎn)經(jīng)營效率,減少了新技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)周期，因此產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)直到投入市場的時間周期成為了各個生產(chǎn)單位和企業(yè)提升競爭力的關(guān)鍵。因此在流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)單位構(gòu)建自動化綜合管理體系，對于流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)單位提高競爭力是十分重要的。
1 流程工業(yè)的特點以及管理方面的需求
流程工業(yè)對于自動化綜合管理的需求和應用特點主要表現(xiàn)為以下幾點：
1.1 具有一定的基礎(chǔ)自動化水平；
1.2 生產(chǎn)方式具有連續(xù)性的特點；
1.3 參數(shù)復雜以及測量結(jié)果滯后的特點；
1.4 優(yōu)化手段、設備管理、生產(chǎn)環(huán)境、目標的需求；
1.5 提高工程設計效率的需求；
1.6 優(yōu)化供需鏈需求。
2 綜合自動化系統(tǒng)的架構(gòu)設計方案
根據(jù)流程工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)單位的生產(chǎn)特點,本文采用三層架構(gòu)模式，兩套平臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系以及高效集成的工作方式完成企業(yè)單位進行綜合自動化體系的構(gòu)建。
2.1 三層架構(gòu)模式。
2.1.1 ERP 層：主要功能是為 REP 平臺實現(xiàn)相關(guān)應用以及構(gòu)建數(shù)據(jù)信息管理平臺的基本構(gòu)架，根據(jù)ERP 管理的基本管理方式和理念、基本管理應用實現(xiàn)方法、具體功能以及相關(guān)技術(shù)應用,是建立和完善科學合理的工作流程的基本條件。以企業(yè)單位的財務項目的指控和管理為管理重點、實現(xiàn)一體化生產(chǎn)經(jīng)營綜合管理平臺；
2.1.2生產(chǎn)任務執(zhí)行管理層：主要是負責對一體式綜合管理平臺的相關(guān)應用進行控制，應用現(xiàn)在先進的計算機網(wǎng)絡應用技術(shù),實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)和信息的一體化管理，包括網(wǎng)絡通信應用管理、系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)檢測功能以及系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫主要應用管理，并且對這些主要功能應用進行有效的集成,構(gòu)架一體化綜合數(shù)據(jù)管理平臺的功能應用以及信息集成框架,建立數(shù)據(jù)信息管理和糾錯功能應用、企業(yè)單位物料控制和平衡管理、企業(yè)能量平衡管理、優(yōu)化企業(yè)單位工作計劃任務、工作任務調(diào)度體系管理、工作任務仿真模擬、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤檢測、實時信息數(shù)據(jù)管理等多個應用模塊。并且為 ERP 層提供可靠、真實并具有唯一性企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和成本數(shù)據(jù)支持；
2.1.3.過程管理控制層：該層主要是基于 DCS（分布式控制系統(tǒng)）技術(shù)而建立的系統(tǒng)平臺,該平臺集成了很通用性、實用性、擴展性較強的軟件，并且結(jié)合計算機網(wǎng)絡通信技術(shù)，實現(xiàn)了平臺實時數(shù)據(jù)庫基本應用和管理、實時數(shù)據(jù)處理等功能，集成了自動化罐區(qū)管理功能，過程優(yōu)化功能、班級或生產(chǎn)組成本控制管理功能等,為實現(xiàn)有效的綜合自動化系統(tǒng)體系打下基礎(chǔ)。
2.2 兩套平臺系統(tǒng)。
根據(jù)流程工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)單位的業(yè)務特點，本文采用兩套平臺系統(tǒng)解決相關(guān)企業(yè)的龐大數(shù)據(jù)信息處理需求。在數(shù)據(jù)管理層中，本文采用的實時數(shù)據(jù)庫是我國浙江中控公司開發(fā)的。
2.2.1實時數(shù)據(jù)庫(ESP-iSYS)。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ESP-iSYS）是構(gòu)建協(xié)同式自動化綜合管理體系的基礎(chǔ)。ESP-iSYS 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效的實時數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)信息存儲功能以及 Web 方式數(shù)據(jù)信息瀏覽功能和實時數(shù)據(jù)信息檢測功能，并且保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性、真實性以及完整性。并且支持多種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)交互功能，包括 API 接口、OPC 接口、DDE 接口、ODBC 接口以及 OLEDB 接口等，具有很強的通用性和擴展性。ESP-iSYSS 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成了COM/DCOM 技術(shù)與應用、系統(tǒng)信息檢測與容錯、任務管理控制與調(diào)度、高效數(shù)據(jù)壓縮功能、位號映射控制與管理等先進數(shù)據(jù)信息管理技術(shù)。
2.2.2綜合集成軟件平臺(ESP-PlantJet)。
ESP-PlantJet 是浙江中控軟件技術(shù)有限公司針對流程工業(yè)企業(yè)研制開發(fā)的綜合集成軟件平臺,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層、分布式的組件結(jié)構(gòu)設計,能支持大用戶量及計算量應用。整個系統(tǒng)自下而上可劃分為工廠數(shù)據(jù)模型、支撐環(huán)境、業(yè)務處理和人機接口等四個層次。ESP-PlantJet 系統(tǒng)采用 B/S 結(jié)構(gòu)來實施,并輔之以工作站上的常用工具軟件,這樣,就更能充分地利用己有的信息,從而為解決方案帶來了附加價值。
2.3 高效集成。
本文綜合自動化整體解決方案的高效集成體現(xiàn)在以下幾個方面。
2.3.1實時數(shù)據(jù)庫與下層 DCS 之間的高效集成：ESP-iSYS 可以通過 DDE、OPC及自定義的接口與 DCS、PLC、FCS 等開放式控制系統(tǒng)或者智能儀表連接,并進行數(shù)據(jù)采集和管理。ESP-iSYS 支持包括橫河、ABB、Fisher Rosemount、Foxboro、Honeywell、浙大中控、西門子、OMRON 等幾乎所有的主流型 DCS、PLC 和 FCS 等。
2.3.2全系列的先進控制軟件：以 APC-Adcon 為代表的先進控制軟件,涉及到多變量預測控制、預測函數(shù)控制、軟測量、模型辨識、物料平衡、數(shù)據(jù)校正等等方面,這些軟件既能夠很方便與ESP-iSYS 進行集成應用,也能夠根據(jù)客戶和現(xiàn)場的情況單獨使用。
2.3.3 ESP-iSYS 與 ESP-PlantJet 之間的高效連接：由于這兩個平臺均是自主開發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件系統(tǒng),充分發(fā)揮了平臺的高效聯(lián)結(jié)機制,保證兩個平臺之間能夠正確、及時地進行數(shù)據(jù)的雙向傳輸。
3 結(jié)束語
我國流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)，例如石油領(lǐng)域企業(yè)、化工領(lǐng)域企業(yè)或冶金領(lǐng)域企業(yè)等，所采用的傳統(tǒng)管理方法為利用計算機（包括數(shù)據(jù)信息收集、設定值數(shù)據(jù)管理和控制）、電氣化管理控制、各種儀表管理控制(主要包括各種溫度控制儀表、壓力控制儀表、液位控制儀表等相關(guān)儀表或 DCS 控制)，并根據(jù)工作特點進行劃分，不同的專業(yè)、工種管理和發(fā)展相對獨立。雖然目前流程工業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)在管理方面做出了調(diào)整，但是在大多數(shù)企業(yè)中，機電儀還是做為一個部門進行管理和發(fā)展，但是機電儀部門是由多種專業(yè)領(lǐng)域組成的，所以在管理時，還是需要根據(jù)不同的專業(yè)進行針對性的管理。因此，可以在機電儀部門中進行實施綜合管理，建立一體化的機、電、儀綜合業(yè)務管理，通常還被叫做電儀一體化管理體系，建立完善電儀一體化管理體系，是實現(xiàn)流程工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)單位自動化綜合管理體系的基礎(chǔ)。
本文通過對目前國內(nèi)工業(yè)自動化的發(fā)展經(jīng)驗進行總結(jié)和論述，主要分析了工業(yè)自動化技術(shù)在流程工業(yè)中的綜合應用和發(fā)展。本文從流程工業(yè)中相關(guān)企業(yè)自動化技術(shù)的應用入手，分析了流程工業(yè)的相關(guān)企業(yè)對于自動化技術(shù)的需求，設計了綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。并對目前綜合工業(yè)自動化技術(shù)在流程工業(yè)領(lǐng)域的應用經(jīng)驗進行總結(jié)，希望對流程工業(yè)相關(guān)企業(yè)的綜合自動化應用和管理提供一定的借鑒和幫助。
參考文獻：
