鋼結構廠房加固設計與施工進度計劃的配合

鄭勛敦 彭斯哲

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

關鍵詞：鋼結構廠房;結構加固設計;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

鋼結構廠房是滿足工業生產加工的重要建筑工程，也應當對生產操作人員與技術人員的生命財產安全提供保障。鋼結構廠房結構優勢較為明顯，但存在一定的負荷能力不足、結構形變概率大等問題，這些問題的存在，會嚴重威脅鋼結構建筑結構安全，威脅廠房內部人員安全。

1 鋼結構廠房加固設計

1.1 鋼結構廠房加固設計作用

對于鋼結構廠房加固工作而言，應做好廠房加固設計，為避免鋼結構廠房穩定性受到影響。現代工業建筑中，鋼結構廠房具備較為明顯的結構優勢，但存在一定的負荷能力不足、結構形變概率大等問題，這些問題的存在，會嚴重威脅鋼結構建筑結構安全，威脅廠房內部人員安全。針對這些問題，就需要采取科學合理的鋼結構廠房加固措施，對鋼結構中存在的結構缺陷與形變問題，及時發現并采取有效的補救措施，以減少由于鋼結構廠房質量問題對廠房內人員生命財產安全造成的威脅與影響。

另外，隨著我國工業產業的不斷發展，工業企業的生產能力日漸提高，生產規模也在不斷擴大，鋼結構廠房改建及擴建的情況時有發生，這種情況下，廠房鋼結構的改擴建也會導致結構跨度增大，導致結構負荷增加，因而就需要做好鋼結構廠房的加固處理[1]。

近年來，我國清潔能源發展水平日漸成熟，光伏發電效率不斷提升，越來越多的工業廠房為了降低生產費用與成本支出，開始在鋼結構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，鋼結構廠房頂部的負荷增加，很可能超過鋼結構屋頂的最大承載力，就需要采取相應的加固設計措施，以保證鋼結構廠房安全。鋼結構廠房無論是由于技術因素而需要加固設計，還是由于工程改擴建施工而需要加固設計，在加固設計時都應避免對原建筑進行拆除。

1.2 常見鋼結構廠房加固措施

鋼結構廠房的常用加固技術包括兩種技術措施，其一在于對鋼結構廠房的內力進行調整，通過對結構簡圖進行計算與優化;其二在于通過對原有廠房構件技術參數進行調整，改善結構連接。在鋼結構廠房加固設計中，常用的技術方案與技術措施包括以下方面：

其一，在鋼結構廠房結構構件中，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結構加固;其二，通過對鋼結構廠房結構梁柱等節點的連接方式進行改善，實現結構內力分布特點的優化，從而實現鋼結構廠房梁、柱連接節點承受能力的提升;其三，在鋼結構廠房結構中，增加中間支柱，或者在鋼結構中增加斜撐，以實現梁跨度的減少，有效提高鋼結構量的承載能力;其四，當鋼結構廠房加固施工受到空間限制時，可通過對結構預應力的調整，提高鋼結構構件能夠獲取與結構荷載相反的結構應力，在避免結構加載面面積增加的情況下，實現鋼結構構件內力分布情況的優化，實現鋼結構廠房加固;其五，降低鋼結構構件及節點受力，可通過維護結構增加的方式，確保鋼結構構件及結構節點的共同受力;其六，提升鋼結構構件的承載能力，具體方式包括增加結構構件截面與其他技術參數等[2]。

1.3 優化鋼結構廠房加固方案

在進行鋼結構廠房加固設計時，結構加固之后會出現截面位置變化的情況，因此應當充分考慮鋼結構構建的受力性能。當鋼結構受壓構件截面增加的情況下，可將回轉半徑進行托大，對結構桿件承載能力的穩定性加以控制，減少長細比，避免受壓構件截面面積過多增加。鋼結構加固施工作業，應采取必要的措施，確保加固前的結構構件截面與加固之后的結構構件截面兩方面能夠有效協同運行。當鋼結構相同截面采用混合連接時，應當對連接構造方式進行調整，以保證混合連接結構構件能力同步運行。

鋼結構廠房節點與構件應分開驗算，分開加固;結構受力未超過原結構節點設計強度時，結構加固措施所采用的結構構件與零件不必向節點板內延伸。在加固設計時，加固構件應考慮其重量，現場是否有條件進行工程機械吊裝，若不能使用機械，則應考慮人力搬運的可能性;應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象，所采用的加固構件與結構截面之間的焊縫，應當能夠滿足施焊作業與質量檢查需求。

鋼結構廠房加固設計的加固對象，通常都是已建成并已投用的廠房，應針對廠房內生產人員與廠房加固施工過程中的技術人員，采取安全防護措施。在選擇鋼結構的焊接工藝時，應盡量實現焊接施工中結構變形的控制、溫度的控制，避免存在應力集中的情況。焊接時要做好控溫措施，防火措施。在有可靠依據時，或采用高強螺栓連接、粘貼鋼板的方式進行加固。

在鋼結構加固設計中，所采用的結構構件應在盡量在場外完成生產加工，減少現場加工的麻煩。

2 加固設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

在鋼結構廠房加固設計階段，開展工程施工進度規劃工作，應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，可將鋼結構廠房工程的加固施工進度控制目標規定為加固施工的竣工時間。在制定進度控制目標時，應當充分考量以下方面因素：其一，鋼結構廠房加固工程整體進度規劃與控制工作，對于鋼結構加固施工進度提出的要求;其二，鋼結構廠房加固設計中，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，考慮建設單位在鋼結構加固施工中所提供資金的穩定性;其五，考慮承包單位在鋼結構加固施工中所需要投入的施工人員數量及物資資源情況;其六，考慮鋼結構廠房的結構制造單位及鋼結構的供應單位在履行合同約定方面的能力。

作為EPC單位應在將設計工作與施工管理工作良好的結合，例如，我司承接的宜興中環廠房加固項目，業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計及加固施工。兩家單位有明顯的對比，其中一家委托外設計公司設計，設計與施工各為其主;而我司則設計人員駐場，與施工管理人員一起開展項目，設計人員根據施工現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的效率，避免出現難以施工耽誤進度的情況。施工人員在高空作業時，不宜攜帶較重材料，設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的問題。而另一家公司只能通過電葫蘆等機械設備運輸，廠房吊頂內空間狹小，多次帶來超重及碰撞問題，多次被業主叫停。二是高空作業的安全問題，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，危害廠房內正在生產的人員及設備。設計人員針對該情況設計了一套工作平臺，在加固位置能夠快速搭建，也能作為防墜保護。

2.2 結合加固情況進行鋼結構施工進度規劃

鋼結構廠房加固設計方面的進度計劃，屬于事前控制內容，應切實結合鋼結構工程施工進度控制工作的工作內容與工作特征，采取有效的控制方法與技術措施，以進度目標為導向采取必要的風險分析措施，針對加固施工中可能存在的問題進行分析。結合工程施工周期與工程進度管理目標開展相應的工程進度設計與規劃。根據工程合同內容與工程分期投產的具體要求，優化工程施工設計準備工作與施工任務實踐安排，明確單位工程與整體工程之間相互銜接的關系。在施工設計與進度規劃中，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。利用網絡計劃的方式，就局部加固工程進行網絡計劃的編制與實施，以關鍵性線路為根據，保證鋼結構加固工程的施工作業的連續性與全面性，基于工程項目整體進度規劃，進行年度進度計劃的編制，充分考量鋼結構廠房加固工程的形象進度規劃與資源供應計劃[3]。

在鋼結構廠房加固設計中，將加固設計與進度計劃相互結合，在保證鋼結構廠房加固效果的同時，將工程進度控制在合理范圍內。可采用BIM技術進行進度控制模型的設計，將鋼結構廠房加固處理的材料信息、成本信息與進度計劃相互結合，優化項目計劃流程，從現場管理工作內容入手進行優化，要求現場管理人員實時反饋進度信息。鋼結構廠房加固設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節采用BIM技術，用以保證項目進度控制指標的高效性。與傳統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，實現成本控制與質量控制。

3 結語

鋼結構項目的加固設計工作，應合理采用科學的加固措施，保證加固設計效果，同時，鋼結構廠房的加固設計內容應當與項目進度計劃相互配合。優化工程施工設計準備工作與施工任務實踐安排，明確單位工程與整體工程之間相互銜接的關系。可采用BIM技術進行進度控制模型的設計，切實提高進度計劃水平。

參考文獻

[1] 石瑛莉.廠房鋼結構建筑的加固設計措施[J].建筑技術開發，2018，45（11）：13-15.

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

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