議廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中存注意要點

羅文華

摘要：雖然我國鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房發(fā)展前景十分廣闊，可是仍然存在問題，需要綜合考慮設(shè)計和施工過程中的遵循的原則和注意的問題，以便保證廠房建設(shè)的順利進行。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計;施工

前 ?言

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，工業(yè)廠房設(shè)計也提出了更高的要求。而鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是節(jié)材高效，制造安裝運輸簡便，工期短，可拆遷，定型批量生產(chǎn)易于實現(xiàn)商品化等，近年來發(fā)展迅速，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房應(yīng)用日益廣泛。鋼結(jié)構(gòu)工程因其結(jié)構(gòu)跨度大、自重輕、安裝便捷等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房，鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接影響到了廠房的安全和使用壽命，需要在其設(shè)計及施工中注意常見問題，使鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量達到對工業(yè)廠房預期的目的。

一、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意的問題

1.防火設(shè)計

雖然鋼結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點，但是其防火能力很差，受溫度影響大。鋼結(jié)構(gòu)受熱在100℃到250℃之間時，隨著溫度的升高，鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強度降低、塑性增大;溫度達到250℃左右時，鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強度有輕度的提高，但塑性繼續(xù)降低，出現(xiàn)“藍脆現(xiàn)象”;當溫度超過250℃時，鋼結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)“徐變現(xiàn)象”;當溫度達到500℃時，鋼結(jié)構(gòu)的強度極低，發(fā)生塌落，造成生產(chǎn)破壞，經(jīng)濟損失，甚至人員傷亡。所以，鋼結(jié)構(gòu)的隔熱和防火設(shè)計極其重要。設(shè)計人員應(yīng)當正確定義工業(yè)廠房的火災(zāi)危險性類別，確定廠房的防火等級，嚴格按照規(guī)范要求，使鋼構(gòu)件達到防火等級的要求，選用恰當?shù)姆椒▽︿摻Y(jié)構(gòu)采取有效防火保護，使鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限達到規(guī)范規(guī)定的要求，防止鋼結(jié)構(gòu)在遇到火火災(zāi)時發(fā)生變形，甚至塌落。目前，最常用的方法是在鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料，提高鋼構(gòu)件的耐火極限。另外，設(shè)計人員還要充分考慮火災(zāi)時的人員疏散要求，合理設(shè)計疏散樓梯和安全出口。

2.抗震能力設(shè)計

在鋼結(jié)構(gòu)廠房施工建造前，應(yīng)對結(jié)構(gòu)的實際抗震性做綜合考慮，有利于解決日后復雜多變的地質(zhì)問題。設(shè)計廠房結(jié)構(gòu)時一定要將剛度與質(zhì)量呈均勻分布，并應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)固有的受力性來降低橫向結(jié)構(gòu)的變形程度。同時還要盡可能實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)對強度的要求，以確保杠桿不會失穩(wěn)，從而有效提高整個鋼結(jié)構(gòu)廠房的安全性和穩(wěn)定性。在發(fā)生地震的情況下，會出現(xiàn)低周疲勞影響，在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮到其對廠房造成的影響。設(shè)計抗震性對于鋼結(jié)構(gòu)廠方來說具有至關(guān)重要的作用。

3.屋蓋支撐系統(tǒng)及屋面設(shè)計

屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車設(shè)置及噸位大小、振動設(shè)備情況等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐，在無檁體系中，大型屋面板有三點和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件限制和安裝需要，無論有檁或無檁體系屋蓋均應(yīng)在屋架上弦和天窗架上弦設(shè)置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12m的廠房或廠房內(nèi)設(shè)有特重級橋式吊車或廠房內(nèi)有較大振動設(shè)備的均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。

屋面設(shè)計的重點是防水。屋面防水設(shè)計涉及屋面坡度、天溝形式、單坡屋面長度等因素。屋面坡度最小為5%，在積雪較大的地區(qū)，坡度應(yīng)適當增大。單坡屋面長度，主要取決于工程所在區(qū)域的最大溫差以及降雨所形成的最大水頭的高度。單坡屋面長度宜控制在70m以內(nèi)，若超過70m，需做專題研究、特殊處理。常用的鋼結(jié)構(gòu)屋面做法有兩種：①雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉，使用量很大，但溫差大、單坡長造成的彩鋼板熱脹冷縮問題很難解決。②復合柔性鋼屋面系統(tǒng)，由屋面彩鋼板內(nèi)板、隔汽層、保溫層、卷材防水層組成。

4.連接點的設(shè)計

連接點是鋼結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一，設(shè)計好連接點可以有效提高廠房的安全性、穩(wěn)定性、抗震性和持久性。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實際需要，參照廠房建設(shè)標準，選擇合適的焊接工藝。在連接板的厚度選擇方面，要選擇合適的厚度。通常，連接板的厚度比梁腹板厚度多4mm，且須保證連接板的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)中多采用高強螺栓。高強螺栓根據(jù)受力特點分為承壓型和摩擦型兩種，設(shè)計人員需根據(jù)實際情況進行選擇，以保證施工效果。

二、工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)施工時要注意的問題與措施

1.施工中要注意的問題

進行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工時應(yīng)該注意很多問題，如下：一是關(guān)于地腳螺栓的埋設(shè)問題，地腳螺栓的穩(wěn)定與否關(guān)乎到鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的穩(wěn)定性，它的精確度與否關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)定位，因此在進行施工的過程中，應(yīng)該注意做好地腳螺栓工作，將軸線位控制在兩毫米左右，標高為五毫米左右?？梢詫⑵矫婵刂凭W(wǎng)的軸線投測到柱基礎(chǔ)面上，全部閉合，保證螺栓的精度。二是關(guān)于吊車梁系統(tǒng)的安裝問題，進行安裝時要求按照規(guī)范，從柱間的支撐跨進行安裝，可以在柱間支撐安裝連接后構(gòu)成穩(wěn)定的空間鋼度單元。以保證安全，并且在對端部截面的吊車梁底部安裝時可以調(diào)整墊板。當進行制動板和吊車梁的連接時，可以先進行吹擰然后鋪整。三是注意構(gòu)件的合理堆放。進行鋼結(jié)構(gòu)工廠廠房的建設(shè)時，需要的構(gòu)件很多，并且占用的空間較大，如果不合理地堆放，就阻礙構(gòu)件的安裝使用、施工的正常進行，甚至出現(xiàn)安全問題?？梢詫⒓毙璋惭b的構(gòu)件直接堆放，按照需要吊裝的順序進行堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，進行存放的時候應(yīng)該進行專人的管理，并且做好供貨要求和清單。并且進行堆放的時候保證支點的穩(wěn)定性。四是注意安全問題，做好安全防范措施，及時檢查設(shè)備的安全性，有關(guān)工作人員做好防護措施。

2.保障施工質(zhì)量的措施

2.1高強螺栓的安裝

高強螺栓的安裝包括兩個步驟：首先，構(gòu)件初始就位時先用臨時普通螺栓固定;校正之后，再將普通螺栓替換成高強螺栓，并最終擰緊。在工業(yè)廠房中，鋼結(jié)構(gòu)件間的連接絕大部分是通過高強螺栓實現(xiàn)的，足以見得高強螺栓的安裝在鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要性。因此，對于高強螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事項。

首先，高強螺栓日常的管理要保證連接板接觸面的平整。若接觸面不平整時，根據(jù)接觸面間間隙的大小酌情處理。例如，間隙小于1.0mm可不處理;大于3.0mm時，加墊板，并對墊板兩面進行噴砂處理，使安裝的摩擦面應(yīng)處于干燥狀態(tài)，以滿足摩擦系數(shù)的要求。應(yīng)根據(jù)廠房中使用的位置，領(lǐng)取相應(yīng)規(guī)格、數(shù)量的高強螺栓，盡量避免當天高強螺栓的剩余。若有剩余，禁止堆放在施工現(xiàn)場，將高強螺栓放在包裝箱內(nèi)。其次，高強螺栓在安裝時，要輕裝、輕卸，且利用光頭撬棍及沖釘對正上下（或前后）連接板的螺孔，使螺栓自由進入，不能將螺栓強行穿入。否則，會損壞螺紋以及改變扭矩系數(shù)。而且，在安裝高強螺栓時，以施工方便為原則，保證墊圈倒角與螺栓頭的方向一致。最后，酌情處理連接板螺孔的誤差。

2.2鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正

在立柱、梁安裝完成后，要及時的進行安裝校正。進行鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正時，要考慮到諸多因素，諸如風力、地形、日照等因素。在鋼結(jié)構(gòu)中，每完成一個構(gòu)件的安裝后，就要進行校正。若檢查出現(xiàn)問題后，要采用千斤頂進行校正，校正完成后，要及時進行加固。

2.3安裝過程中的焊接工藝

工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)中需要進行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接環(huán)境和條件惡略，焊接的質(zhì)量難以保證。為了確保鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，要由相關(guān)技術(shù)人員嚴格按照焊接工藝進行焊接，滿足對接焊縫的設(shè)計要求。根據(jù)焊接的相關(guān)規(guī)定，立柱、屋架、梁等要采用一、二級焊縫，不能有咬變、缺口、裂紋、焊瘤等缺陷，保證焊縫的質(zhì)量。在焊接完成后，要對焊縫進行一級行無損檢測。

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