鋼結構工業廠房設計及施工問題分析

黃 誠 聶江林 葉安回

（中國電建集團江西裝備有限公司，江西 南昌 330100）

通過對鋼結構工業廠房設計及施工問題的分析，可以促使人們對于鋼結構工業廠房認知有所提高；鋼結構廠房優化主要在設計和施工方面不斷深入，通過對大跨度、高聳、超高層鋼結構問題的研究，不斷優化才能對建筑行業的發展發揮極大的促進作用，同時實現創造更多價值的目標。

1 鋼結構工業廠房的優勢

一般而言，鋼結構工業廠房的優點主要體現在以下環節：

第一，高效，成熟。鋼結構構件可通過工廠進行批量性生產，效率高，生產工藝、檢測手段成熟，生產過程安全、穩定，產品質量能夠得到有效保證。鋼結構工業廠房安裝方便，能有效縮短施工周期。

第二，輕便，安全。鋼結構工業廠房自身輕便，將能夠達到有效地減輕建筑物負荷的目的。而尤其在地震多發地，此種結構的優勢進一步凸顯出來，受到人們的青睞及關注。

第三，經久耐用，易于維修。通用電腦設計而成的鋼結構建筑可以抗拒惡劣氣候，并且只需簡單保養。

2 鋼結構廠房設計中的關鍵點

2.1 在保溫隔熱與防火設計方面進行嚴控

通常，鋼材性能隨溫度的變化而變化，因此，溫度高低波動時，鋼材的性能也將受到影響，處于不斷變化之中。受此方面因素影響，鋼結構建筑設計過程中，必須重點關注保溫隔熱處理環節，促使此環節的設計質量水平提升后，建筑體的可靠性才能夠獲得有力的提升，才能夠極大程度上減少能源浪費和消耗等方面的異常。此外，鋼結構表面溫度超標時，隔熱及防火設計是核心點所在，需要重點關注以下環節：

第一，經過人們不斷實踐及研究發現，通過在鋼構件外設計耐火磚，混凝土的應用，隔熱及防火功效才能夠有力地發揮出來。

第二，厚涂型防火涂料的應用，能夠起到有效性防火的作用，在此過程中，確保防火材料的質量達標后，防火涂層才能夠發揮出自身應有的效力作用[1]。

2.2 溫度伸縮縫的設計

溫度變化情形較為突出時，鋼結構廠房變形的異常將進一步擴大化發展，同時，受鋼結構溫度應力的影響，鋼結構的可靠性必將受到影響。為此，一旦廠房平面尺度較大時，為避免過大溫度應力所產生的影響度，通過在橫向或縱向設置溫度縫的舉措，促使廠房被分割成為若干溫度區段后，相應的影響度才能夠得到有力的緩解及減少，進而為鋼結構優勢的發揮，起到有力的促進作用。在此過程中，要重點關注溫度區段長度的設計，獲得溫度伸縮縫時所采用的方法等，深入研究及關注此環節各項工作的落實情況，才能夠取得有力的發展成果[2]。

2.3 立面設計的重點性關注

輕鋼結構建筑通常在規模、線條、色彩等方面具有自身的特色，因此，得到廣泛的應用。在此過程中，通過彩色壓型鋼板的應用，建筑體的藝術性、表現形式等，將更加豐富多彩，進而給人以耳目一新、清新的感覺。同時，鋼結構工業廠房設計中，廠房的體型與工藝之間相輔相成，體型復雜度較高時，工藝方面的壓力及難度將增大，工程造價環節也將受到影響。實際設計環節，需要予以平衡此環節，促使此環節同步發展時，才能夠達到有效節約成本的目的。此外，設計中通過跳躍性色彩和冷色調所發揮出來的效力作用，不僅能夠達到優化立面設計的效果，而且很大程度上展現現代化工業廠房規模、宏偉氣勢等，需要不斷積累經驗，不斷在此些方面努力開拓后，建筑體的藝術性及表現形式等，才能夠更加迷人[3]。

2.4 切實關注屋蓋支撐系統及屋面設計環節

屋蓋支撐系統設計環節，根據廠房跨度、高度等方面不同需求，開展設計工作后，設計效果才能夠獲得理想的成果。同時，有檁或無檁體系的屋蓋結構，都應設置垂直支撐，依靠垂直支撐的應用，結構體的穩定性才能夠得到有力的夯實。而在無檁體系中，屋面板通過三點和屋架焊接的應用，承載能力才能夠達到有效性促進及增強的目的。此外，考慮施工條件等方面因素的影響，此兩種方法應用過程中，通過在屋架上弦和天窗架上弦設置上弦橫向支撐的應用，結構體的穩固性才能夠獲得極大的助力，進一步對于結構體可靠性的提升方面，能夠起到有力的促進作用。

與此同時，屋架間距較小的廠房，或廠房內有較大振動設備時，通過縱向水平支撐的設計及應用，屋面結構的安全性方面才能夠擁有保障的力量。另外，屋面設計的核心點將是確保防水功效的獲得，而防水設計，通常與屋面坡度、天溝形式等因素息息相關，如對這些環節關注度不足，防水效果將會極差。

通常，屋面坡度按照相關標準要求，具有嚴格的控制指標。同時，基于各鋼構廠家技術力量、材料性能等方面因素的影響，屋面坡度要求控制在5%，而在部分特殊地區，坡度可以適當增大。而單坡屋面長度設計環節，根據收集到的相關資料及設計經驗，需進一步考慮降水量的影響，設計效果才能夠達到實際所需。目前，常用的鋼結構屋面主要有以下兩種：

第一，雙層彩色壓型鋼板的應用較為廣泛，然而經不斷深入研究及實踐發現，此種鋼板應用過程中單坡長引起的彩鋼板熱脹冷縮的問題較為突出。相信未來的發展過程中，經過人們不斷地實踐及探索，此方面的不利影響定能夠取得有力的突破及優化。

第二，復合柔性鋼屋面系統通常分為屋面彩鋼板內板、隔汽層等部分，同時，通過此結構體相輔相成發揮出來的作用，能夠提升建筑體內部的舒適度。此外，整個屋面為密閉系統，熱脹冷縮問題也能夠得到有效性解決，然而，此種結構的成本方面處于較高的水平，需要不斷優化[4]。

3 鋼結構廠房施工問題及解決策略

3.1 鋼結構焊接變形異常的解決

第一，需要根據實際所需，選用質量、可靠性、信譽度等方面有保障的鋼材，進一步選用相近長度的鋼材，才能夠避免型鋼接長問題的發生，同時，鋼材購入后的檢驗環節尤為關鍵，要重點針對鋼材表面銹蝕、麻點問題、性能參數等，根據檢驗規范要求，逐一進行檢驗，確保各項目達標后，鋼材才能應用到施工過程中。

第二，需要針對以下環節進行有效性管控，焊接變形量才能夠得到有力的保障。

首先，板材拼接前，必須逐一落實矯直、矯正工序，采用千斤頂床矯直、火焰烘烤等方法，板材變形異常才能夠獲得有效的管控。同時，頂床矯直時，要進一步通過加放墊模的舉措，有效控制局部變形異常的問題。

其次，三角形鋼梁兩側的圓鋼彎曲應采用加熱彎曲的舉措，使彎曲度達到理想的效果。

第三，輕型鋼結構節點焊接環節，如存在裝配間隙不均勻時，必將影響焊縫質量。為此，要選用低碳鋼電焊條，針對焊接部位予以除鐵銹、污垢，針對焊條進行烘干處理后，焊接質量才能夠獲得有力的提升。同時，三角形鋼梁焊接時，要由中央向兩側對稱施焊，使焊縫保持均勻、焊滿，鋼結構的變形量才能夠控制在最低程度。此外，設備支架的焊接時，所使用的焊條規格也有特殊要求，進一步采取反變形措施后，焊接質量才能夠獲得有力的保障[5]。

3.2 連接板拼裝不嚴密問題的防控

第一，施工前，檢查建筑物各部分的位置、精度是否滿足相關標準要求，尺寸存在誤差時應及時地予以調整。

第二，實際施工過程中，螺栓應自由穿入孔內，確保穿入方向的一致性，同時，螺栓安裝環節要按一定順序施擰，并根據施工部位不同，進一步通過初擰、復擰或終擰的方式，擰緊度指標才能夠達到標準。此外，為了獲得理想的擰緊度，每班作業前，必須對擰距扳手進行校正，確保擰距達標，才能夠予以使用。同時針對擰好的螺栓等，再次進行扭矩檢查，針對欠擰或漏擰者及時補擰。

第三，構件運輸環節，需采取有效保護措施，而針對大型構件的起吊位置，要通過縝密計算的方式予以確認，運用多臺吊機同步作業，以確保構件放置到所需位置，進而避免構件損傷的異常發生。同時，為消除累計誤差，構件拼裝環節，應由中間向兩邊拼裝，減小誤差度，而一旦發現偏差，需要及時找出原因并采取補救的措施，才能夠促使安裝精確度達到理想的效果[6]。

3.3 鋼結構柱的安裝精度不足問題的處理

為保證結構安裝精度達標，需在設計中通過針對預埋螺桿的平面位置和高程誤差進行嚴格的限制。同時，一旦安裝誤差過大時，整個結構吊裝的難度也將增大，整體安裝質量必將受到影響。在此過程中，為了確保預埋螺桿定位精度達標，需針對以下環節進行重點嚴控：

第一，確保場地平整，針對矩形控制網進行不斷復測，才能夠達到及時發現變化并予以改正的目的。同時，基礎墊層混凝土澆筑工序完成后，需要進一步發揮經緯儀的作用，獲得螺桿的準確位置。

第二，鋼筋綁扎與預埋螺桿環節同步開展后，此方面的工作才能夠獲得有力的保障及鞏固作用。在此過程中，鋼筋網片水平方向與承臺基座豎向鋼筋進行焊接，進一步針對預埋螺桿移動范圍進行深入性管控，以保障澆筑的可靠性、堅固性。

第三，鋼制定位板定位預埋螺桿的應用較為常用，在此過程中，要確保定位柱的孔洞與靴底板螺孔相吻合。同時，經監理人員檢查確認各環節、各工序無異常后，方可澆筑混凝土?；炷翝仓瓿珊?，進行復核無異常后，才能保障預埋螺桿的施工質量水平[7]。

3.4 鋼結構防腐的解決策略

鋼結構的防腐情況，通常對于鋼結構的工藝質量及使用壽命等方面產生的影響是極大的。而常用的防腐方法是針對鋼結構成品整體熱鍍鋅，進一步針對整體安裝焊接處實施油漆噴涂，以保證防腐效果。

在此過程中，鍍鋅層具有耐久性強的優勢，得到廣泛的應用。同時，為促使鋼結構充分鍍鋅，鍍鋅前及鍍鋅過程中的質量控制工作是重中之重，如采用避雷針針尖加工的方式等，鋼管內壁將能夠實現充分鍍鋅目標。而針對鍍鋅滴黃水的現象，需要通過在構件加工中實施端部焊接封閉處理的舉措，此方面異常才能夠得到有力的管控。此外，鋼結構焊接完成后，逐一認真檢查每一道焊縫，確保焊縫表面的熔渣得到有效清除，焊疤得到打磨后，焊接質量才能夠得到有力的夯實。

鋼結構的安裝焊接處防腐，一般采用油漆防腐，在此過程中，作業人員必須嚴格按照涂漆作業規范進行施工，需要提升質量意識，通過自檢及互檢的舉措，降低毛刷紋、流掛等方面異常的發生概率[8]。

4 結語

隨著我國經濟的發展，帶動了鋼結構工業廠房基礎建設的發展，而伴隨著經濟水平和技術條件的不斷進步與發展，越來越多的企業在建筑中使用鋼結構，鋼結構工業廠房施工比較簡單，完工的速度較快，可以適應工業廠房的快節奏要求，而且相對于傳統的混凝土工業廠房，其在成本方面也占了一定的優勢。本文根據實際的工作經驗，對鋼結構工業廠房的設計問題進行了分析和探討，并對一些設計及施工中需注意的問題提出建議。