鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計與施工進度計劃的配合

鄭勛敦 彭斯哲

摘 要：隨著我國建筑行業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，鋼結(jié)構(gòu)在各工程中的應(yīng)用愈發(fā)常見，但許多廠房由于使用時間較長或者結(jié)構(gòu)老化問題，需要進行加固處理。本文首先就鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固設(shè)計進行探討與闡述，并提出鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計與施工進度計劃相互配合的有效方法，以期為保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固效果與施工效率提供保障。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)廠房;結(jié)構(gòu)加固設(shè)計;施工進度計劃

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0090-02

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)廠房是滿足工業(yè)生產(chǎn)加工的重要建筑工程，也應(yīng)當對生產(chǎn)操作人員與技術(shù)人員的生命財產(chǎn)安全提供保障。鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)勢較為明顯，但存在一定的負荷能力不足、結(jié)構(gòu)形變概率大等問題，這些問題的存在，會嚴重威脅鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)安全，威脅廠房內(nèi)部人員安全。

1 鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計

1.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計作用

對于鋼結(jié)構(gòu)廠房加固工作而言，應(yīng)做好廠房加固設(shè)計，為避免鋼結(jié)構(gòu)廠房穩(wěn)定性受到影響?，F(xiàn)代工業(yè)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)廠房具備較為明顯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，但存在一定的負荷能力不足、結(jié)構(gòu)形變概率大等問題，這些問題的存在，會嚴重威脅鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)安全，威脅廠房內(nèi)部人員安全。針對這些問題，就需要采取科學(xué)合理的鋼結(jié)構(gòu)廠房加固措施，對鋼結(jié)構(gòu)中存在的結(jié)構(gòu)缺陷與形變問題，及時發(fā)現(xiàn)并采取有效的補救措施，以減少由于鋼結(jié)構(gòu)廠房質(zhì)量問題對廠房內(nèi)人員生命財產(chǎn)安全造成的威脅與影響。

另外，隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力日漸提高，生產(chǎn)規(guī)模也在不斷擴大，鋼結(jié)構(gòu)廠房改建及擴建的情況時有發(fā)生，這種情況下，廠房鋼結(jié)構(gòu)的改擴建也會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)跨度增大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)負荷增加，因而就需要做好鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固處理[1]。

近年來，我國清潔能源發(fā)展水平日漸成熟，光伏發(fā)電效率不斷提升，越來越多的工業(yè)廠房為了降低生產(chǎn)費用與成本支出，開始在鋼結(jié)構(gòu)廠房頂部增加光伏電池組，以起到減少電力能源消耗的效果，這種情況下，鋼結(jié)構(gòu)廠房頂部的負荷增加，很可能超過鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)淖畲蟪休d力，就需要采取相應(yīng)的加固設(shè)計措施，以保證鋼結(jié)構(gòu)廠房安全。鋼結(jié)構(gòu)廠房無論是由于技術(shù)因素而需要加固設(shè)計，還是由于工程改擴建施工而需要加固設(shè)計，在加固設(shè)計時都應(yīng)避免對原建筑進行拆除。

1.2 常見鋼結(jié)構(gòu)廠房加固措施

鋼結(jié)構(gòu)廠房的常用加固技術(shù)包括兩種技術(shù)措施，其一在于對鋼結(jié)構(gòu)廠房的內(nèi)力進行調(diào)整，通過對結(jié)構(gòu)簡圖進行計算與優(yōu)化;其二在于通過對原有廠房構(gòu)件技術(shù)參數(shù)進行調(diào)整，改善結(jié)構(gòu)連接。在鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計中，常用的技術(shù)方案與技術(shù)措施包括以下方面：

其一，在鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，增加剛性系桿或輔助性支撐桿件，通過降低受壓桿件長度的方式實現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固;其二，通過對鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)梁柱等節(jié)點的連接方式進行改善，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布特點的優(yōu)化，從而實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房梁、柱連接節(jié)點承受能力的提升;其三，在鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)中，增加中間支柱，或者在鋼結(jié)構(gòu)中增加斜撐，以實現(xiàn)梁跨度的減少，有效提高鋼結(jié)構(gòu)量的承載能力;其四，當鋼結(jié)構(gòu)廠房加固施工受到空間限制時，可通過對結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的調(diào)整，提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠獲取與結(jié)構(gòu)荷載相反的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，在避免結(jié)構(gòu)加載面面積增加的情況下，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力分布情況的優(yōu)化，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房加固;其五，降低鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點受力，可通過維護結(jié)構(gòu)增加的方式，確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)節(jié)點的共同受力;其六，提升鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，具體方式包括增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面與其他技術(shù)參數(shù)等[2]。

1.3 優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)廠房加固方案

在進行鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計時，結(jié)構(gòu)加固之后會出現(xiàn)截面位置變化的情況，因此應(yīng)當充分考慮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建的受力性能。當鋼結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件截面增加的情況下，可將回轉(zhuǎn)半徑進行托大，對結(jié)構(gòu)桿件承載能力的穩(wěn)定性加以控制，減少長細比，避免受壓構(gòu)件截面面積過多增加。鋼結(jié)構(gòu)加固施工作業(yè)，應(yīng)采取必要的措施，確保加固前的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面與加固之后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面兩方面能夠有效協(xié)同運行。當鋼結(jié)構(gòu)相同截面采用混合連接時，應(yīng)當對連接構(gòu)造方式進行調(diào)整，以保證混合連接結(jié)構(gòu)構(gòu)件能力同步運行。

鋼結(jié)構(gòu)廠房節(jié)點與構(gòu)件應(yīng)分開驗算，分開加固;結(jié)構(gòu)受力未超過原結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計強度時，結(jié)構(gòu)加固措施所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與零件不必向節(jié)點板內(nèi)延伸。在加固設(shè)計時，加固構(gòu)件應(yīng)考慮其重量，現(xiàn)場是否有條件進行工程機械吊裝，若不能使用機械，則應(yīng)考慮人力搬運的可能性;應(yīng)盡量減少對于仰焊工藝的采用，或避免存在焊接施工空間過小的現(xiàn)象，所采用的加固構(gòu)件與結(jié)構(gòu)截面之間的焊縫，應(yīng)當能夠滿足施焊作業(yè)與質(zhì)量檢查需求。

鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計的加固對象，通常都是已建成并已投用的廠房，應(yīng)針對廠房內(nèi)生產(chǎn)人員與廠房加固施工過程中的技術(shù)人員，采取安全防護措施。在選擇鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝時，應(yīng)盡量實現(xiàn)焊接施工中結(jié)構(gòu)變形的控制、溫度的控制，避免存在應(yīng)力集中的情況。焊接時要做好控溫措施，防火措施。在有可靠依據(jù)時，或采用高強螺栓連接、粘貼鋼板的方式進行加固。

在鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計中，所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)在盡量在場外完成生產(chǎn)加工，減少現(xiàn)場加工的麻煩。

2 加固設(shè)計與加固施工進度計劃的相互配合

2.1 確定并細化分解工程施工進度控制目標

在鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計階段，開展工程施工進度規(guī)劃工作，應(yīng)切實保證進度控制目標的細化。首先，在確定進度控制目標時，可將鋼結(jié)構(gòu)廠房工程的加固施工進度控制目標規(guī)定為加固施工的竣工時間。在制定進度控制目標時，應(yīng)當充分考量以下方面因素：其一，鋼結(jié)構(gòu)廠房加固工程整體進度規(guī)劃與控制工作，對于鋼結(jié)構(gòu)加固施工進度提出的要求;其二，鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計中，工程總包合同對于工程承包合同管理所提出的要求;其三，針對既有工程項目或同類工程項目的施工周期加以考量;其四，考慮建設(shè)單位在鋼結(jié)構(gòu)加固施工中所提供資金的穩(wěn)定性;其五，考慮承包單位在鋼結(jié)構(gòu)加固施工中所需要投入的施工人員數(shù)量及物資資源情況;其六，考慮鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)制造單位及鋼結(jié)構(gòu)的供應(yīng)單位在履行合同約定方面的能力。

作為EPC單位應(yīng)在將設(shè)計工作與施工管理工作良好的結(jié)合，例如，我司承接的宜興中環(huán)廠房加固項目，業(yè)主單位有多個廠房需要加固，工程量較多，故委托了兩家單位進行設(shè)計及加固施工。兩家單位有明顯的對比，其中一家委托外設(shè)計公司設(shè)計，設(shè)計與施工各為其主;而我司則設(shè)計人員駐場，與施工管理人員一起開展項目，設(shè)計人員根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況選擇加固方案，對比另外一家公司，我司在兩個方面有明顯的改善，一是涉及到高空作業(yè)的效率，避免出現(xiàn)難以施工耽誤進度的情況。施工人員在高空作業(yè)時，不宜攜帶較重材料，設(shè)計時將加固桿件拆分成單人能夠搬運的大小，在加固位置再一一組裝。同時解決了材料水平運輸及垂直運輸?shù)膯栴}。而另一家公司只能通過電葫蘆等機械設(shè)備運輸，廠房吊頂內(nèi)空間狹小，多次帶來超重及碰撞問題，多次被業(yè)主叫停。二是高空作業(yè)的安全問題，在加固位置進行焊接或鉆孔時，要有多層防護，避免材料、工具掉落，危害廠房內(nèi)正在生產(chǎn)的人員及設(shè)備。設(shè)計人員針對該情況設(shè)計了一套工作平臺，在加固位置能夠快速搭建，也能作為防墜保護。

2.2 結(jié)合加固情況進行鋼結(jié)構(gòu)施工進度規(guī)劃

鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計方面的進度計劃，屬于事前控制內(nèi)容，應(yīng)切實結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)工程施工進度控制工作的工作內(nèi)容與工作特征，采取有效的控制方法與技術(shù)措施，以進度目標為導(dǎo)向采取必要的風(fēng)險分析措施，針對加固施工中可能存在的問題進行分析。結(jié)合工程施工周期與工程進度管理目標開展相應(yīng)的工程進度設(shè)計與規(guī)劃。根據(jù)工程合同內(nèi)容與工程分期投產(chǎn)的具體要求，優(yōu)化工程施工設(shè)計準備工作與施工任務(wù)實踐安排，明確單位工程與整體工程之間相互銜接的關(guān)系。在施工設(shè)計與進度規(guī)劃中，提出流水施工原理，即以流水分段施工的方式，保證不同施工階段的相互銜接，保證加固施工的流暢性。利用網(wǎng)絡(luò)計劃的方式，就局部加固工程進行網(wǎng)絡(luò)計劃的編制與實施，以關(guān)鍵性線路為根據(jù)，保證鋼結(jié)構(gòu)加固工程的施工作業(yè)的連續(xù)性與全面性，基于工程項目整體進度規(guī)劃，進行年度進度計劃的編制，充分考量鋼結(jié)構(gòu)廠房加固工程的形象進度規(guī)劃與資源供應(yīng)計劃[3]。

在鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計中，將加固設(shè)計與進度計劃相互結(jié)合，在保證鋼結(jié)構(gòu)廠房加固效果的同時，將工程進度控制在合理范圍內(nèi)?？刹捎肂IM技術(shù)進行進度控制模型的設(shè)計，將鋼結(jié)構(gòu)廠房加固處理的材料信息、成本信息與進度計劃相互結(jié)合，優(yōu)化項目計劃流程，從現(xiàn)場管理工作內(nèi)容入手進行優(yōu)化，要求現(xiàn)場管理人員實時反饋進度信息。鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計與進度計劃的相互配合，還可以在項目進度控制的每一個環(huán)節(jié)采用BIM技術(shù)，用以保證項目進度控制指標的高效性。與傳統(tǒng)的施工進度控制流程有所不同，可利用BIM模型與定額的工程施工進度標準，全面分析工程量與施工資源，在進度控制的同時，實現(xiàn)成本控制與質(zhì)量控制。

3 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)項目的加固設(shè)計工作，應(yīng)合理采用科學(xué)的加固措施，保證加固設(shè)計效果，同時，鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固設(shè)計內(nèi)容應(yīng)當與項目進度計劃相互配合。優(yōu)化工程施工設(shè)計準備工作與施工任務(wù)實踐安排，明確單位工程與整體工程之間相互銜接的關(guān)系。可采用BIM技術(shù)進行進度控制模型的設(shè)計，切實提高進度計劃水平。

參考文獻

[1] 石瑛莉.廠房鋼結(jié)構(gòu)建筑的加固設(shè)計措施[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018，45（11）：13-15.

[2] 王蓓蓓，董軍.基于抗震概念設(shè)計的典型學(xué)校建筑鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方法[J].四川建筑科學(xué)研究，2014，40（4）：92-97.

[3] 蔣綺琛，李鑫，于鑫，等.鋼結(jié)構(gòu)項目施工進度計劃管理應(yīng)用研究[J].安裝，2019（03）：26-28.