探析工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

■俞智欽 ■江西 景德鎮(zhèn) 333000

工業(yè)廠房的建設(shè)是工業(yè)生產(chǎn)和管理的重要內(nèi)容，也是保障工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和工廠人員生活休息的重要場(chǎng)所。工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性是當(dāng)前工業(yè)廠房設(shè)計(jì)建設(shè)的重要要求，其中結(jié)構(gòu)材料的穩(wěn)固性和耐久性是保障廠房安全合理的重要條件，鋼結(jié)構(gòu)作為當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的廠房建筑材料，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)車間、員工生活場(chǎng)所的建設(shè)。

1 鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在：①鋼結(jié)構(gòu)自重輕，布置靈活。相比其它建筑材料，鋼結(jié)構(gòu)在同等跨度和負(fù)載情況下，自重較輕(約為鋼筋混凝土屋架的1/3左右)，且便于運(yùn)輸和吊裝。鋼結(jié)構(gòu)的最大跨度可達(dá)48m左右，且在梁高相同的前提下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大55%左右，布置更為靈活，能夠滿足廠房建筑設(shè)計(jì)的大跨度要求。②鋼結(jié)構(gòu)拆、裝簡(jiǎn)便，工期短。鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械化生產(chǎn)程度較高，梁、屋架、柱等可由專業(yè)化金屬構(gòu)件廠生產(chǎn)，質(zhì)量安全、可靠。在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)，只需根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝相關(guān)的螺栓和緊固件，為房產(chǎn)施工節(jié)約了大量人力、物力投入，同時(shí)也縮短了工期。

2 工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．1 防火設(shè)計(jì)方面

相比混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)更容易受溫度變化影響，防火能力較差。因此，要加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)隔熱和防火設(shè)計(jì)的重視，確保工業(yè)廠房的安全性和可靠性，保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定進(jìn)行。相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)工業(yè)廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別進(jìn)行明確區(qū)分和定義，確定廠房的防火等級(jí)。同時(shí)，還要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和防火要求，使用達(dá)到防火等級(jí)的鋼構(gòu)件，最大限度避免火災(zāi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的毀滅性影響。當(dāng)前，為提高鋼構(gòu)件的耐火極限，通常以鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆防火涂料的方式，確保鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火等級(jí)。除此之外，設(shè)計(jì)人員還要多角度、全方位分析，做好相應(yīng)的預(yù)防工作，比如合理設(shè)計(jì)疏散樓梯和安全出口，以便廠房發(fā)生火災(zāi)時(shí)對(duì)人員的緊急疏散，將火災(zāi)事故損失降到最低。

2．2 防腐設(shè)計(jì)方面

鋼結(jié)構(gòu)的自身性質(zhì)決定了其在大氣中容易被氧化，發(fā)生腐蝕，潮濕的環(huán)境使其氧化加劇，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕更明顯、更嚴(yán)重。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕使得構(gòu)件截面縮小，表層局部產(chǎn)生銹坑，受力時(shí)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得鋼結(jié)構(gòu)的壽命明顯縮短。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合工業(yè)廠房的具體環(huán)境，制定出合理的方案和應(yīng)對(duì)措施，最大限度防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕情況的發(fā)生。當(dāng)前，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕主要通過(guò)在鋼結(jié)構(gòu)材料外面覆蓋防銹防腐涂料來(lái)完成，將氧氣、水蒸氣、氯離子等腐蝕因子與鋼結(jié)構(gòu)相隔離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)。在進(jìn)行防腐材料涂刷時(shí)，要針對(duì)不同部位的防銹防腐要求，改變涂料的厚度。

2．3 抗震設(shè)計(jì)方面

抗震設(shè)計(jì)是工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，尤其是在地震多發(fā)的地帶，必須加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)，切實(shí)提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震能力，使廠房具備較高的抗震性和安全性。設(shè)計(jì)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ，結(jié)構(gòu)傳力應(yīng)明確有效，以減少震動(dòng)對(duì)廠房的破壞。同時(shí)，應(yīng)選擇科學(xué)合理的連接方式，確保屋架與屋面板，屋架與柱子之間的連接可靠，避免節(jié)點(diǎn)破壞。此外，還應(yīng)加強(qiáng)柱與墻的拉結(jié)，通過(guò)適當(dāng)?shù)母邔挶日{(diào)整及減震方式，最大限度提高廠房的抗震能力。

3 工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)要注意的問(wèn)題與措施

3．1 地腳螺栓的埋設(shè)

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(jìn)行施工的過(guò)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(biāo)高為五毫米左右。在施工時(shí)，可以將平面控制網(wǎng)的軸線投測(cè)到柱基礎(chǔ)面上，全部閉合，保證螺栓的精度。

3．2 吊車梁系統(tǒng)的安裝

進(jìn)行吊車梁系統(tǒng)的安裝時(shí)，要按照規(guī)范，從柱間的支撐跨進(jìn)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，在對(duì)端部截面的吊車梁底部安裝時(shí)可以調(diào)整墊板。當(dāng)進(jìn)行制動(dòng)板和吊車梁的連接時(shí)，可以先進(jìn)行吹擰，然后鋪整。

3．3 構(gòu)件的堆放

進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工廠廠房的建設(shè)時(shí)，需要的構(gòu)件很多，占用的空間較大，如果不合理地堆放，就阻礙構(gòu)件的安裝使用和施工的正常進(jìn)行，甚至出現(xiàn)安全問(wèn)題。可以將急需安裝的構(gòu)件照需要吊裝的順序進(jìn)行直接堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，進(jìn)行存放的時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行專人的管理，并且做好供貨清單的記錄。

4 工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)保障施工質(zhì)量的措施

4．1 高強(qiáng)螺栓的安裝

高強(qiáng)螺栓的安裝包括兩個(gè)步驟：首先，構(gòu)件初始就位時(shí)先用臨時(shí)普通螺栓固定;校正之后，再將普通螺栓替換成高強(qiáng)螺栓，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(guò)高強(qiáng)螺栓實(shí)現(xiàn)的，由此可見高強(qiáng)螺栓的安裝在鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要性。

對(duì)于高強(qiáng)螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事項(xiàng)：①高強(qiáng)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(shí)，可以根據(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(shí)，要加墊板，并對(duì)墊板兩面進(jìn)行噴砂處理，使安裝的摩擦面處于干燥狀態(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(qiáng)螺栓，盡量避免當(dāng)天高強(qiáng)螺栓的剩余，若有剩余，要將高強(qiáng)螺栓放在包裝箱內(nèi)。②高強(qiáng)螺栓在安裝時(shí)，要輕裝、輕卸，利用光頭撬棍及沖釘對(duì)正上下(或前后)連接板的螺孔，使螺栓自由進(jìn)入，不能將螺栓強(qiáng)行穿入，否則會(huì)損壞螺紋以及改變扭矩系數(shù)。

4．2 鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正

在立柱、 梁安裝完成后，要及時(shí)進(jìn)行安裝校正。進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的安裝校正時(shí)，要考慮到風(fēng)力、地形、日照等多種因素。在鋼結(jié)構(gòu)中，每完成一個(gè)構(gòu)件的安裝后，就要進(jìn)行校正。若檢查出現(xiàn)問(wèn)題后，要采用千斤頂進(jìn)行校正，校正完成后，要及時(shí)進(jìn)行加固。

4．3 安裝過(guò)程中的焊接工藝

工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)中需要進(jìn)行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接環(huán)境條件復(fù)雜，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(yán)格按照焊接工藝進(jìn)行焊接，以達(dá)到接焊縫的設(shè)計(jì)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(jí)焊縫，不能有咬變、缺口、裂紋、焊瘤等缺陷。在焊接完成后，要對(duì)焊縫進(jìn)行一級(jí)行無(wú)損檢測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)的發(fā)展離不開工業(yè)廠房的建設(shè)，高質(zhì)量的工業(yè)廠房建設(shè)對(duì)生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，以及工人的生活質(zhì)量都有重要的促進(jìn)作用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以其良好的穩(wěn)定性和靈活性，成為當(dāng)前廠房設(shè)計(jì)中主要的設(shè)計(jì)方式。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中的遵循的原則和注意的問(wèn)題，以便保證廠房建設(shè)的順利進(jìn)行，促進(jìn)廠房建設(shè)質(zhì)量的有效提高。

［1］陳將奇．鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］．門窗，2015(1)：113－115．

［2］羅輝．鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)分析［J］．電子制作，2015(3)：260．

［3］胡軍安．工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景［J］．四川水泥，2015(7)：98．