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钢结构工业厂房建设中的施工问题研究韦焕鹏

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：韦焕鹏

[导读] 摘要：随着我国市场经济的迅猛发展，对厂房的需求日益加强。现阶段厂房设计工作，普遍采用钢结构来搭建，减少建设周期，有效节约了企业成本，厂房重要的是要确认好在建设过程当中质量是否满足要求。

        广西梧州粤桂合作特别试验区投资开发有限公司广西梧州 543000
        摘要：随着我国市场经济的迅猛发展，对厂房的需求日益加强。现阶段厂房设计工作，普遍采用钢结构来搭建，减少建设周期，有效节约了企业成本，厂房重要的是要确认好在建设过程当中质量是否满足要求。基于此，本文将对钢结构工业厂房建设中的施工进行论述。
        关键词：钢结构设计；工业厂房；结构设计
        引言
        当前，中国的工业厂房在结构的设计使用过程中仍存在着很多严重影响人们的生命财产安全相关的问题，在此基础上，本文将分析在结构的设计中使用钢铁结构的优点，为了实现提出的相关设计要点。
        1钢结构建筑主要的特点
        首先，钢铁构造物抗震性能很好。如果发生地震，瞬间就会释放能量，破坏力实际上非常大，包括非燃烧性损伤在内的主要破坏方法，燃烧损伤及脆性故障。一般使用的钢筋混凝土构造物在抗震性方面有很多缺点，钢筋构造物本身就是轻量的优点。一般使用的钢筋混凝土构造物的重量和四层的砖一样。混合结构住宅的重量与地震相似，所拥有的住宅强度相对较小，同时，钢铁本身的高强度特性能够较好地消耗部分地震能量，减少地震带来的损失。房屋的钢筋结构可以说是具有优秀的地震性能。钢筋构造物可以满足顾客的需求，按功能间隔配置，传统房屋使用的大部分材料都是钢筋混凝土，空间布局有很多限制。钢结构的自身具有劲性结构能够承担施工荷载以及结构荷载，在施工的过程当中节省了拆模、支模材料的使用，使其完成降低成本的目的。能够更好地适应现代住房产业的发展，钢结构的具有较高的商品化的程度高，非常适合用于批量的工业化的生产。
        2钢结构工业厂房建设提升措施
        2.1改变结构计算图形
        改变结构计算图形的应用，将厂房的受力结构有效改变，分担钢结构荷载，以提高整体建筑的稳定性。在实际应用中，对钢结构的受力构件进行有效分析，适当更改杆件，通过增加支撑等方式进行加固，当原截面承载力过小时，可以设置临时支撑，使被换构件完全卸荷，并保证整个结构的安全性。为现阶段厂房的加固工作有效开展，借助现有结构，对整体建筑展开有效分析，制定符合工作需求的加固方案。在钢结构厂房中增加支撑，形成稳定的空间结构，提高整体钢结构的刚度。及时调整整体厂房的自震频率，对结构的受力构件进行加固，以提高整体建筑的承载力，同时与企业生产机械的振动频率错开，避免厂房钢结构与机械生产频率相互共振，影响到整体建筑的稳定性。目前钢材质量不断提高，在整体钢结构厂房加固阶段，通过结构的改变，有效提高整体建筑的稳定性，延长使用寿命。在钢结构厂房内部，将负荷有效转移，有利于整体设计的合理性。例如：①对钢结构厂房原屋面桁架梁增设辅助杆件使桁架梁构件的长细比减少以提高其稳定性；②对钢结构厂房原屋面桁架梁增加水平支撑和纵向支撑；③在钢结构厂房加固过程中，将内部结构中的铰链接改为刚接，同时增加中间支座的方式；④将构件转化为撑杆式结构；⑤对钢结构施加预应力等。
        2.2增强连接强度
        目前钢结构厂房中构件的连接方式很多，较为普通的有铆接、焊接、高强度螺栓连接和焊接与高强度螺栓混合连接的方法，铆接连接的刚度最小（普通螺栓连接除外），焊接连接刚度大整体性好，高强螺栓连接介于两者之间。加固连接方式选用必须满足既不破坏原结构功能，又能参与工作的要求。设计人员需要根据加固目的，对主体建筑展开详细的受力分析，对可能出现问题的部位选择科学有效的加固件的连接方法，来提高主体结构的受力合理性。

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钢结构厂房加固通常采用焊接连接来提高整体结构强度，在同一受力部位连接的加固中，不宜采用刚度相差较大的加固连接，如焊缝与铆钉或普通螺栓共同受力的混合连接方法，但仅考虑其中刚度较大的连接（如焊缝）承受全部作用力时除外。如有根据，可采用焊缝和摩擦型高强螺栓共同受力的混合连接。如果厂房加固的钢结构之间间隙较小，可以采用焊接连接的方式，来对整体结构进行加固，如果不能采用焊接的方式，则可采用摩擦型高强度螺栓来进行连接。钢结构使用焊接，能够避免在材料上打孔，节约材料。在施工阶段，不需要其他大型辅助工具，就可以直接焊接，施工操作简单，密封性好，能够发挥自身作用，将钢材连接在一起。在加固阶段使用焊接，现场施工环境适应性强，可以节省人工成本，减少材料的使用，但是对材质的要求较高，加固连接所用材料应与结构钢材和原有连接材料的性质匹配，其技术指标和强度设计值应符合《钢结构设计规范》的规定。在钢结构厂房加固的时候，使用高强度螺栓进行连接，施工方便，对构件的有一定的削弱，能够承受相应的负载，但是这种结构的施工需要正确的安装工艺，整体造价较高。
        2.3屋面构件的布置
        部分工程人员因对建筑力学知识不熟，屋面构件布置时，仅设置直拉条而未设置或部分设置斜拉条及撑杆，这是不合理的。拉条可防止檩条侧向变形及扭转，并为其提供侧向支承。因此在屋脊处、檐口处及天窗两侧应设置刚性撑杆和斜拉条，拉条数量要足够。檩条跨度＞4m时，应在檩条跨度二分点处设置拉条；当檩条跨度＞6m时，应在檩条跨度三分点处各设一道拉条。当刚架梁下翼缘受压时，须在受压翼缘两侧布置隅撑（山墙处刚架仅布置在一侧）作为刚架梁的侧向支承，隅撑另一端连接在檩条上。某厂房底部1.2m采用砌体墙面，在刚架柱外皮砌筑构造柱，在窗顶布置圈梁，圈梁与构造柱整浇。由于圈梁和砌体墙对刚架柱作用在柱的外侧翼缘，而实际刚架柱是内侧翼缘受压且材料属性差异大，受荷可能会引发墙体开裂及刚架柱失稳。对此，设计人员应通过增设纵向通长系杆的数量加强钢架柱的整体稳定性，且此系杆作为厂房纵向承重体系的重要部分，与其他支撑体系互不影响。
        2.4钢梁、钢柱防腐防火技术
        钢梁以及钢柱的防火涂料对厂房结构的使用寿命产生影响，为了确保涂料成膜后的防火效果，要对钢构件的防火等级进行确认，合理的掌握钢柱以及梁柱的耐火时间，一般前者为不小于2.5h，后者不小于1.5h，在涂料的过程中，要禁止在安装焊缝两侧30~50mm范围内进行涂抹，并在安装完成之后对安装焊缝处存在的锈蚀进行处理，并将防锈涂料以及防火涂料进行涂抹。例如：在涂抹钢柱的防火材料时，要进行两次涂抹，并控制好两次涂抹的厚度，前者要保持在1.2mm以下，掌握好两次涂抹的间隔时间，一般在6h过后方可进行第二次的涂抹，第二次涂抹的厚度要与耐火时间相一致，以耐火时间为基准，可以在第一次涂抹厚度的基础上适当的增加厚度。
        结语
        总之，工业厂房搭建过程中对钢结构的需求量较大，由于吊装施工细节较多，加之部分钢结构跨径较大，极容易出现质量问题，甚至会对现场施工人员的安全造成威胁。对此，在围绕工业厂房钢结构展开吊装作业时，需从工程实际情况出发，形成与之相适应的施工方案，使其兼顾质量、效益等多方面要求。同时，现场作业人员需要认知到安全施工的重要性，将安全技术落实到位，顺利完成工业厂房钢结构的施工作业。
        参考文献：
        [1]李辉.工业厂房钢结构吊装工程施工方法及安全技术措施研究[J].建筑技术开发，2019（11）：3-4.
        [2]林北方.工业厂房钢结构施工技术分析[J].佳木斯职业学院学报，2019（4）：253-254.
        [3]张朝.工业厂房钢结构安装技术[J].中国建材科技，2016（6）：113-115.