鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)中的施工問題研究

于德新 王國霖 何光源

中建八局第一建設(shè)有限公司 山東 濟南 250014

前言

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)施工相較于以往的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)模式而言，其不僅是設(shè)計理念上的一種創(chuàng)新，同時也具有作業(yè)難度更低且施工成本不高的優(yōu)勢。而在實際施工中，工作人員還應(yīng)充分利用起重設(shè)備與先進測量技術(shù)以及焊接技術(shù)等，來實現(xiàn)對工業(yè)廠房格局的進一步優(yōu)化，確保能夠滿足綠色建筑的相關(guān)要求。

1 鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房使用中的優(yōu)點

1.1 施工方便、成本低

在工業(yè)廠房建造中，使用鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)使用的混凝土相比成本要低，而且很大程度上可以減少對周圍環(huán)境造成破壞，并且即使在施工期間需要改變廠房空間的布局也較為容易[1]。

1.2 提高建造效率

通過選購專業(yè)制造廠商生產(chǎn)的合格金屬構(gòu)件，使得在建造工業(yè)廠房的準確性和質(zhì)量上有根本的保證。建造所使用的構(gòu)件從制造廠到建筑工地的運輸時間上的縮短，提高工廠的建造速度。鋼構(gòu)件運到工地組裝，需要把螺栓與螺母擰緊，以及其他構(gòu)件的嚙合固定等，組裝簡單快捷，提高了施工效率，在保證速度的同時還要保證工廠的質(zhì)量，為工廠更早的創(chuàng)造出經(jīng)濟效益。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

鋼結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點就是有良好的塑性和韌性。在負重載荷上面，有很強的適應(yīng)性，假使偶爾會突然出現(xiàn)局部載荷超高也不會馬上折斷，安全性得到有力保障。通過合理的使用鋼結(jié)構(gòu)組成的柔性架框還可以有效抵御地震帶來的危害。因此，在一些地震風(fēng)險比較高和地基的承載相對差的區(qū)域應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)比較廣泛。

2 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)施工中的問題

2.1 廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

通常情況下，工作人員在進行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計時，都會考慮廠房預(yù)期建設(shè)效果，即對生產(chǎn)活動空間的需求，進而選擇框架結(jié)構(gòu)來進行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計，以確保廠房空間能夠得到最大化利用。而當工業(yè)廠房的建設(shè)樓層較高時，則可以考慮選用框剪結(jié)構(gòu)來進行廠房設(shè)計。而在鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計環(huán)節(jié)，工作人員還應(yīng)將均勻性作為主要控制因素，以便確保對柱網(wǎng)進行均勻的布置，以便縮小質(zhì)量中心與剛度中心間的差異，達到控制工業(yè)廠房空間扭轉(zhuǎn)作用力的目的。與此同時，工作人員在進行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計時，還應(yīng)遵循規(guī)則、簡便與傳力明確等原則，降低鋼結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)凹角、收縮、現(xiàn)應(yīng)力集中或豎向過多等現(xiàn)象而出現(xiàn)內(nèi)收或外挑的問題。此外工作人員還應(yīng)將豎向剛度的穩(wěn)定性作為工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的把握重點。當面對多層工業(yè)廠房建設(shè)需求時，工作人員應(yīng)充分利用橫向控制施工技術(shù)，以確保廠房的縱向抗震性能與橫向抗震性能的一致性，確保提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的整體抗震性。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)施工的溫度控制

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)施工質(zhì)量還極易受到作業(yè)環(huán)境與氣溫情況的影響，而這是由于鋼結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)等決定的。因此，工作人員在建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)工作廠房時，應(yīng)加強對涂層溫度的有效控制，以便確保工業(yè)廠房的安全性能。通常情況下，應(yīng)將涂層溫度控制在5～40℃之間，當溫度過高超出40℃后，必須即刻停止涂層施工。而當溫度過低不足5℃時，則可以對其進行低溫涂層施工。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性控制

鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性直接關(guān)系著工業(yè)廠房的最終施工質(zhì)量，因此，工作人員應(yīng)重視對鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性進行嚴格控制。因此，在針對大跨度結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，工作人員應(yīng)協(xié)調(diào)好局部穩(wěn)定與整體穩(wěn)定之間的關(guān)系。通常情況下，在進行大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計之初，工作人員就會對穩(wěn)定安全系數(shù)進行統(tǒng)一，影響了廠房局部穩(wěn)定與整體穩(wěn)定之間內(nèi)在聯(lián)系的準確反映。而就目前而言，鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性控制效果還沒有達到理想狀態(tài)。

3 提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)效果的設(shè)計措施

3.1 廠房結(jié)構(gòu)布局的改進

根據(jù)上文所述可以，目前鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)過程當中，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面還存在一定的問題。基于此，本文認為有必要優(yōu)化改進廠房的結(jié)構(gòu)布局，從而提高廠房的使用效率。在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房正式施工之前，首先應(yīng)當對鋼結(jié)構(gòu)形式進行科學(xué)的選擇，結(jié)合工業(yè)廠房的實際用途選擇一個合適的形式。對于此，重點在于對荷載大小的測算和控制，確保鋼結(jié)構(gòu)的均勻性，例如如果荷載較大，則可以考慮選擇網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，從而充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房建設(shè)中的應(yīng)用價值。

3.2 優(yōu)化防火和隔熱設(shè)計

相比混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房更容易受到溫度的限制，因此相對而言，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防火性能較差。因此，在進行鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計過程當中，要做好廠房的防火設(shè)計和隔熱設(shè)計，從而確保廠房的安全性和可靠性，保證廠房內(nèi)生產(chǎn)活動的穩(wěn)定安全運行。具體而言，在進行防火設(shè)計時，首先需要明確工業(yè)廠房火災(zāi)危險性類別、防火等級等等。與此同時，要結(jié)合相應(yīng)的建筑規(guī)范和防火規(guī)定，進行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選擇，確保建筑材料的質(zhì)量達標且具備所要求的防火等級。由此一來，如果發(fā)生火災(zāi)，可以在一定程度上降低火災(zāi)對廠房的影響。根據(jù)當前防火技術(shù)所達到的水平，我們可以通過涂刷防火涂料的方式來提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火能力。

3.3 把握鋼結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計重點

在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的抗震設(shè)計過程當中，需要把握以下三個要點：①保證鋼結(jié)構(gòu)的剛度分布的均勻性，只有確保鋼結(jié)構(gòu)是均勻的，才能進一步確?？拐鸬男Ч?，這是抗震工作開展的前提條件；②在實際的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計活動當中，要重視對支撐結(jié)構(gòu)科學(xué)性的把握，這是抗震設(shè)計中的一項重要工作；③抗震設(shè)計主要應(yīng)對的就是地震的危害，所以必須要考慮到地震對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房所產(chǎn)生的影響，同時要確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于塑性狀態(tài)。

3.4 廠房溫度伸縮縫的設(shè)計和控制

考慮到鋼結(jié)構(gòu)材料的屬性，為了能夠較好地預(yù)防火災(zāi)安全事故的發(fā)生，需要在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計和施工過程中做好構(gòu)思。相比于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)對溫度的敏感性更高，如果溫度過高，可能會直接導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)變形扭曲，而變形的程度就取決于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的材料和溫差。

4 結(jié)束語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房相比混凝土結(jié)構(gòu)廠房在保護環(huán)境、保證施工效率、提高土地利用率等方面具有更大的優(yōu)勢，因此對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)進行研究具有重要意義。