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煤礦地面建筑物結構設計探討論文
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，一般采用框架結構設計、鋼筋混凝土框架結構設計、框排架結構設計等。由于資源消耗大、環(huán)境污染嚴重、工期長(cháng)、見(jiàn)效慢，這些結構設計模式已不適應現代煤礦建設的發(fā)展。
2輕鋼結構在煤礦地面建筑中的應用
輕鋼結構非常適合煤礦地面施工的需要，如井口房、駕駛室等建筑。因為煤礦建設的特殊性，如:井筒施工會(huì )對周?chē)孛嬖斐蓻_擊，使井筒周?chē)耐恋厮蓜?dòng)，使用傳統的鋼筋混凝土框架或排架結構，易使建筑物沉降、結構變形。輕鋼結構重量輕、變形協(xié)調能力強，只需針對基礎進(jìn)行簡(jiǎn)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(jià)，克服傳統結構形式的缺點(diǎn)。
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構設計中關(guān)鍵的問(wèn)題，選取建筑結構材料的原則是適合本礦井特點(diǎn)、有可靠保證的、經(jīng)實(shí)踐驗證的新型建筑材料�；炷恋倪x用標準:煤礦礦井建筑基礎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(guò)400MPa時(shí)，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(jiǎn)介:齊亞楠(1986－)，女，本科學(xué)歷，工程師，現在中煤西安設計工程有限責任公司從事結構設計工作�；炷两Y構。煤礦礦井篩分車(chē)間由于受到重復荷載的鋼筋混凝土構件的重力，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(shí)際施工中大多采用HＲB400級的鋼筋，相應的混凝土一般采用C30。承重鋼結構材料采用Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼比較適宜。按強度控制結構構件的截面時(shí)，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鋼能夠節約30%左右。在煤礦礦井建筑結構中常用的吊車(chē)梁，多數都是輕(A1～A3)級或中級(A4、A5)，通常情況下設計為鉸接。多采用型鋼作為吊車(chē)梁的基礎材料，采用鋼板進(jìn)行焊接制作時(shí)，一般選用Q345－C型鋼板來(lái)保證它的沖擊韌性。鋼結構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(jìn)行連接，一般情況下使用強度低的鋼材比較適應。進(jìn)行手工焊接的時(shí)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取值要求
2．2．1建筑梁的扭矩折減系數取值要求
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?chē)m當設置一些輔助支撐設備。在進(jìn)行建筑結構設計的時(shí)候，為了能夠使數值更加精確，建筑梁扭矩折減系數必須要符合工藝設計的要求。一般情況下，要按照建筑孔洞的尺寸來(lái)計算梁扭矩折減系數，調整的范圍0．3－0．4。
2．2．2建筑活載組合值系數的取值要求
大部分煤礦礦井建筑物的樓面活載組合值系數不同。一般情況下工業(yè)場(chǎng)地內的井口房、提升機房、輸送機棧橋、翻車(chē)機房等活載組合值系數為0．1，在篩分樓、選矸樓、轉載站、煤倉等活載組合值系數為0．9。因此，為了能使各個(gè)數值更加精準，并且符合建筑工程的質(zhì)量標準要求，在設計煤礦礦井建筑結構的時(shí)候，必須要按照工業(yè)場(chǎng)地的建筑類(lèi)型，嚴格選擇活載組合系數進(jìn)行設計。
3優(yōu)化煤礦地面建筑環(huán)境的功能性設計
在煤礦地面建筑的優(yōu)化設計中，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(jué)效果的設計與優(yōu)化
現存煤礦建筑大都是20世紀60年代建設的，受當時(shí)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(guò)長(cháng)期的風(fēng)化剝蝕，許多建筑雖然能夠繼續使用，但外觀(guān)陳舊了，對煤礦地面環(huán)境外觀(guān)美產(chǎn)生嚴重影響。從技術(shù)角度分析，比較總體規劃如新建、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(xué)優(yōu)化設計，建筑環(huán)境視覺(jué)效果加以改進(jìn)。通過(guò)對建筑設計風(fēng)格的優(yōu)化，改變煤礦建設舊模式形式單調為多元化趨勢，將矩形平面設計規則為不規則形狀，梯形、圓形、多邊形;增加凹凸線(xiàn)、虛線(xiàn)直線(xiàn)、圓弧、彎曲的形狀;在一個(gè)單一的色調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(fēng)格。
3．2建筑能耗優(yōu)化設計
在當前低碳環(huán)保倡導的口號下，合理使用自然采光、通風(fēng)、采暖圍護結構、屋面結構、地板保溫等。根據不同地理環(huán)境的要求，充分利用周?chē)淖匀画h(huán)境，實(shí)現健康、節能設計。改變煤礦地面建設現狀，充分利用自然采光在冬季取暖和夏季乘涼，優(yōu)化設計中充分利用自然采光，自然通風(fēng)，余熱，設置遮陽(yáng)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)化設計屋頂為坡屋頂，有利于排水滲漏，同時(shí)也能改善室內微氣候舒適性。
參考文獻:
�。�1］李合章．煤礦采空區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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