淺談門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)在廠房中的應(yīng)用

何勇

摘 要：作為我國(guó)近些年來(lái)備受關(guān)注的建筑物結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)憑借其各項(xiàng)的卓越性能在國(guó)內(nèi)建造行業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用，其中又以門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)最為明顯。在本文的開(kāi)始部分將對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)的眾多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行概括總結(jié)，接著分層次分別對(duì)對(duì)門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)在廠房中的應(yīng)用要點(diǎn)予以分析，旨在優(yōu)化門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝。

關(guān)鍵詞：門(mén)式 鋼結(jié)構(gòu) 廠房

一、前言

中國(guó)經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)建造行業(yè)工業(yè)化程度得到了極大提升。門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑物比其他結(jié)構(gòu)的建筑物有諸多眾多優(yōu)勢(shì)，例如：門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑物不但整體重量較輕、強(qiáng)度和塑性韌性也極佳，且具有優(yōu)秀的抗震性能。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)的門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化程度高、便于施工建造，能夠大大縮短施工周期。除此之外，門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)還可以在保證建筑物安全性能等工程質(zhì)量的同時(shí)，降低投資成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，是一種環(huán)境友好的施工方式，因此在我國(guó)的建筑工業(yè)中門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)備受青睞。在本文中，筆者將結(jié)合自身多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)房屋等建造過(guò)程中，分別對(duì)門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)在加工制作、安裝驗(yàn)收、防火方面的要點(diǎn)進(jìn)行深入分析。

二、輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

輕鋼結(jié)構(gòu)因其諸多優(yōu)點(diǎn)受到了建筑業(yè)的廣泛青睞。與其它結(jié)構(gòu)相比，輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）輕鋼結(jié)構(gòu)的鋼材彈性模量大，強(qiáng)度和塑性韌性極佳，是一種較為理想的彈性-塑性體。它不僅擁有均勻的質(zhì)地，而且與計(jì)算前提條件相吻合，即符合各向同性體的概念，所以輕鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相差不大，保障了輕鋼結(jié)構(gòu)的房屋的可靠性和安全性；

（二）輕鋼結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)自重較輕，且具有優(yōu)秀的抗震性能。面對(duì)地震等自然災(zāi)害可以有效應(yīng)對(duì)；

（三）輕鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)化程度高，可以在工廠進(jìn)行大批量制造，而且生產(chǎn)的出來(lái)的產(chǎn)品精確度高。我國(guó)目前主要是將工廠制造與工地安裝相結(jié)合，這種方式可以有效縮短工程周期，縮減投資成本，從而帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益：

（四）輕鋼結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用了彩鋼巖棉夾心保溫復(fù)合板，所以輕鋼結(jié)構(gòu)的隔熱和保溫性能十分優(yōu)秀。與此同時(shí)，輕鋼結(jié)構(gòu)還具有外觀多樣化可選擇顏色范圍廣，拆卸運(yùn)輸方便等特點(diǎn)。

三、門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)在廠房建造過(guò)程的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

總所周知，在進(jìn)行廠房建設(shè)之前需對(duì)房屋的鋼結(jié)構(gòu)的予以設(shè)計(jì)。筆者依據(jù)自身的多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了，具體總結(jié)如下：

1.在門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常將其結(jié)構(gòu)間距（即柱網(wǎng)軸線間的縱向距離）的控制在6m～9m的范圍內(nèi)，跨度和高度分別取9m～36m 、4.5m～9m。除此之外，采用門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的房屋，其屋面坡度一般取1/10-1/20。

2.門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的伸縮縫間距也要達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。伸縮縫間距分為縱向溫度區(qū)段（垂直鋼架跨度方向）和橫向溫度區(qū)段（沿鋼架跨度方向）兩個(gè)部分。在通常情況下，縱向和橫向溫度區(qū)段分別要保證在220米以下和150米以下。

3.采用門(mén)式鋼架進(jìn)行建造的房屋，檐口高度和最大的高度分別是室外地坪到房屋外側(cè)檁條上緣和到屋脊處檁條上緣的高度。

（二）門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的制作

廠房通常情況下的跨度都比較大，許多梁腹板的長(zhǎng)度甚至有2米之多，這就加大了門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)制造上的復(fù)雜度，其生產(chǎn)制造步驟主要由生產(chǎn)準(zhǔn)備、放樣劃線、切割鉆孔、構(gòu)件組裝和焊接、變形校正、油漆防腐等組成。鋼結(jié)構(gòu)在具體生產(chǎn)加工之前需要進(jìn)行充分準(zhǔn)備，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、鋼材的規(guī)格尺寸等進(jìn)行認(rèn)真檢查，避免設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤造成產(chǎn)品瑕疵；同時(shí)檢驗(yàn)鋼材原料的化學(xué)性能和機(jī)械性能，盡可能降低生產(chǎn)誤差，保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)變截面的梁，不僅需要在操作臺(tái)上依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙由1：1的比例彈出實(shí)樣來(lái)制作樣品，還需要根據(jù)實(shí)長(zhǎng)制作的樣品，通過(guò)在樣品上進(jìn)行劃線和加工符號(hào)的標(biāo)記，來(lái)盡可能提高后續(xù)批量生產(chǎn)的精度，減少瑕疵。在對(duì)樣品的切割和鉆孔過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照操作流程，保證精度在誤差允許范圍內(nèi)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙組裝加工制造好的零件或半成品，使其成為獨(dú)立構(gòu)件。然后對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接工作，這是鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造工藝中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，必須遵從具體焊接要求，規(guī)范化操作。之后，對(duì)焊接過(guò)程中發(fā)生變形的構(gòu)件予以校正，目前常用的矯正手段分為熱矯正和冷矯正這兩類。完成上述步驟后，考慮到鋼結(jié)構(gòu)的在環(huán)境中易被腐蝕的化學(xué)性質(zhì)，為了減緩鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕的速度，增加廠房使用年限，所以需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行油漆處理。

（三）門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的安裝及驗(yàn)收

已經(jīng)加工好的門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)，在具體進(jìn)行對(duì)其的安裝工作時(shí)，也有許多需要關(guān)注的地方。首先，設(shè)計(jì)人員與施工工人在安裝過(guò)程中需要緊密配合，施工人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的修改都需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)方的許可。未經(jīng)許可就對(duì)施工圖紙做任何形式都是違規(guī)的。而對(duì)關(guān)鍵構(gòu)件的安裝也是十分重要，需倍加重視。以鋼柱的安裝為例，鋼柱自重輕且剛度、彈性好，因此使用一點(diǎn)正吊，將吊耳置于柱頂位置，柱身垂直于對(duì)角線校正。而在安裝固定完成之后，需要加臨時(shí)支撐來(lái)避免結(jié)構(gòu)傾倒。具體采用何種起吊方式需要結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)和鋼柱重量來(lái)確定，目前多采用旋轉(zhuǎn)法和滑行法。而連接斜梁、高強(qiáng)螺栓，以及安裝次要結(jié)構(gòu)或金屬屋面墻也同要重要，需要根據(jù)圖紙規(guī)范化操作。除此之外，需嚴(yán)密計(jì)算必要吊點(diǎn)并進(jìn)行具體加固處理。嚴(yán)禁用已經(jīng)完成安裝的構(gòu)件起吊重物，更不可在主要承重部位二次焊接其他構(gòu)件。

整個(gè)施工過(guò)程需要認(rèn)真遵守相關(guān)流程按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，有文件可查，由專人組織，有機(jī)構(gòu)監(jiān)督，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。通常對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的驗(yàn)收工作是在完成全部或空間剛度單元部分的安裝后開(kāi)展，整個(gè)驗(yàn)收過(guò)程需要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求以及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行。

（四）門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的屋面防水

對(duì)任何建筑物而言，不管采用何種結(jié)構(gòu)，漏水問(wèn)題和對(duì)屋面防水工作都是需要特別注意的。特別是應(yīng)用門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的廠房，對(duì)其的防水處理更加重要。一般情況下，采用門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的廠房，漏水問(wèn)題主要出現(xiàn)在屋面螺釘和緊固件處、屋面風(fēng)機(jī)底座與透氣窗等設(shè)備的根部、女兒墻和高低跨的連接處、屋脊蓋板兩側(cè)和屋面采光窗與金屬屋面板的接縫處。所以門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的廠房在上述部位的防水處理十分重要。目前普遍使用的外天溝排水的方法能夠有效減少因雨水不能及時(shí)排出而侵蝕結(jié)構(gòu)薄弱部位，有效減少漏水引起的系列問(wèn)題

（五）門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的防火

目前為保障安全生產(chǎn)，對(duì)門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火要求普遍較高。雖然鋼結(jié)構(gòu)不是易燃、可燃材料，但是在大火導(dǎo)致的高溫下，除其物理性質(zhì)外，其彈性模量、屈服強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)也將被改變。在關(guān)鍵部位形變且承重超過(guò)閾值后，建筑物將會(huì)失去平衡而坍塌。這不僅會(huì)帶來(lái)財(cái)產(chǎn)上的損失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員傷亡，都嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。目前門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)最有效的防火處理為噴涂法，這是一種用噴涂工具將具有防火作用的涂料直接噴涂在構(gòu)件表面處理。在構(gòu)件表面的涂料層將對(duì)構(gòu)件形成隔離作用，這樣鋼結(jié)構(gòu)就不會(huì)直接處于大火的高溫中。值的注意的是，沒(méi)噴涂保護(hù)層的時(shí)候，防火涂層需要達(dá)到規(guī)定厚度才能夠起到防火的作用。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前看來(lái)，門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于現(xiàn)代廠房建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)越發(fā)突出，近年來(lái)在建筑行業(yè)中備受青睞，是一種值的研究和優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。在具體建造過(guò)程中，門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)開(kāi)始到驗(yàn)收使用的整個(gè)過(guò)程都需要嚴(yán)格按規(guī)定和流程進(jìn)行，嚴(yán)格把控工程的每個(gè)環(huán)節(jié)，從而最好的發(fā)揮門(mén)式輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，確保廠房的安全和質(zhì)量，保障生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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