钢结构工业厂房建设中的施工问题研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年7期   作者:陈会平
[导读] 钢结构厂房其主体结构主要是由模块化的钢构通过组装
        陈会平
        中国建筑第二工程局有限公司北方公司  110000
        摘要:钢结构厂房其主体结构主要是由模块化的钢构通过组装、焊接而成,钢结构厂房抛弃了传统厂房所采用的水泥混凝土结构形式,采用钢构用于厂房的修建,修建完成后的钢结构厂房重量轻、用料少、施工周期和造价都极大的减少。在我国工业高速发展的今天,钢结构厂房能够良好地满足工厂对于厂房快速建设的需求。
        关键词:钢结构;工业厂房;建设施工;问题;措施?
引言
        实践证明,钢结构工业厂房的设计相比传统施工设计理念,有了较大的突破,操作更加简便,施工成本更低。与此同时,结合对起重机、测量手段以及焊接工艺等的合理选择,使得工业厂房的建设格局更加合理,也更加符合绿色建筑的理念。因此,针对钢结构工业厂房建设进行探讨,具有重要的现实意义和理论研究意义。
        
1钢结构工业厂房的特点
        首先,钢结构工业厂房构造简单,施工操作方便。传统的混凝土工业厂房,混凝土工业厂房施工复杂,施工周期长。比如框架结构的施工流程,框架柱先绑扎钢筋、后支模板,最后浇筑混凝土。框架梁和现浇楼板是先支模板后绑扎钢筋,最后整体浇筑混凝土。本层混凝土终凝后,才能进行下一层施工。混凝土初凝时间一般在1-3个小时左右,终凝时间一般在6-8个小时左右。而钢结构工业厂房其构件在工厂制作,现场安装。安装完钢柱,直接可以安装钢梁,因此施工操作方便,施工周期比较短。其次,优化自重、性能。施工过程中,通过优化施工材料和自身结构,来提升厂房的性能。运用大量轻质、较强承载力材料,减小了厂房的自重,同时可提高厂房的安全性和可靠性。最后,符合可持续发展的需要。目前,工业厂房设计施工都有绿色环保要求。在钢结构工业厂房中,由于使用的材料为绿色环保材料,能够实现高效回收和循环利用,绿色环保理念贯穿于钢结构工业厂房建设的全过程。
        
2钢结构的发展历程
        在20世纪50年代中期的时候,我国首次对预应力钢结构开展了探索,并第一次在输料栈桥上进行了尝试,我国某年已经建成了输煤栈桥,总体跨度大概在25m的范围,并且作为我国首次使用的预应力钢结构的栈桥。之后,我国一些研究人员为了将肥梁胖柱的造型加以完善,我国逐渐研制成功了冷弯薄壁刚结构。而到了20世纪70年代后期的阶段中,我国某制造厂成功使用该结构研制除了一种新型的自动化高架仓库,其中净高大概在15m的范围内,一共有13层。随着我国经济水平的飞速发展下,建筑钢结构的脚步日益加快。逐渐研制出了空间结构以及相应的轻钢结构。
        
3结构工业厂房建设施工中的关键问题
        (1)厂房结构设计通常情况下,工作人员在进行钢结构工业厂房设计时,都会考虑厂房预期建设效果,即对生产活动空间的需求,进而选择框架结构来进行钢结构工业厂房设计,以确保厂房空间能够得到最大化利用。而当工业厂房的建设楼层较高时,则可以考虑选用框剪结构来进行厂房设计。而在钢结构厂房设计环节,工作人员还应将均匀性作为主要控制因素,以便确保对柱网进行均匀的布置,以便缩小质量中心与刚度中心间的差异,达到控制工业厂房空间扭转作用力的目的。与此同时,工作人员在进行钢结构工业厂房设计时,还应遵循规则、简便与传力明确等原则,降低钢结构因出现凹角、收缩、现应力集中或竖向过多等现象而出现内收或外挑的问题。此外工作人员还应将竖向刚度的稳定性作为工业厂房结构设计的把握重点。当面对多层工业厂房建设需求时,工作人员应充分利用横向控制施工技术,以确保厂房的纵向抗震性能与横向抗震性能的一致性,确保提升钢结构工业厂房的整体抗震性。
        (2)钢结构施工的温度控制钢结构工业厂房建设施工质量还极易受到作业环境与气温情况的影响,而这是由于钢结构的材料性质等决定的。因此,工作人员在建设钢结构工作厂房时,应加强对涂层温度的有效控制,以便确保工业厂房的安全性能。通常情况下,应将涂层温度控制在5~40℃之间,当温度过高超出40℃后,必须即刻停止涂层施工。而当温度过低不足5℃时,则可以对其进行低温涂层施工。


        (3)钢结构体系的稳定性控制钢结构体系的稳定性直接关系着工业厂房的最终施工质量,因此,工作人员应重视对钢结构体系的稳定性进行严格控制。因此,在针对大跨度结构进行设计时,工作人员应协调好局部稳定与整体稳定之间的关系。通常情况下,在进行大跨度结构设计之初,工作人员就会对稳定安全系数进行统一,影响了厂房局部稳定与整体稳定之间内在联系的准确反映。而就目前而言,钢结构体系的稳定性控制效果还没有达到理想状态。

3钢结构工业厂房建设中的施工注意要点
3.1厂房结构布局的改进
        目前钢结构工业厂房建设过程当中,在结构的设计方面还存在一定的问题。基于此,本文认为有必要优化改进厂房的结构布局,从而提高厂房的使用效率。在钢结构工业厂房正式施工之前,首先应当对钢结构形式进行科学的选择,结合工业厂房的实际用途选择一个合适的形式。对于此,重点在于对荷载大小的测算和控制,确保钢结构的均匀性,例如如果荷载较大,则可以考虑选择网架结构,从而充分发挥钢结构在工业厂房建设中的应用价值。
3.2优化防火和隔热设计
        相比混凝土结构工业厂房,钢结构工业厂房更容易受到温度的限制,因此相对而言,钢结构工业厂房的防火性能较差。因此,在进行钢结构工业厂房的设计过程当中,要做好厂房的防火设计和隔热设计,从而确保厂房的安全性和可靠性,保证厂房内生产活动的稳定安全运行。具体而言,在进行防火设计时,首先需要明确工业厂房火灾危险性类别、防火等级等等。与此同时,要结合相应的建筑规范和防火规定,进行钢结构构件的选择,确保建筑材料的质量达标且具备所要求的防火等级。由此一来,如果发生火灾,可以在一定程度上降低火灾对厂房的影响。根据当前防火技术所达到的水平,我们可以通过涂刷防火涂料的方式來提高钢结构的耐火能力。除了对防火材料和防火涂料的合理利用而外,还需要在工业厂房的结构设计当中注意安全出口和疏散楼梯两个要素,确保一旦发生火灾,能够让人员及时通过安全出口和疏散楼梯进行疏散,降低火灾事故造成的人员伤害和经济损失。
3.3把握钢结构抗震性设计重点

        在钢结构工业厂房的抗震设计过程当中,需要把握以下三个要点:①保证钢结构的刚度分布的均匀性,只有确保钢结构是均匀的,才能进一步确保抗震的效果,这是抗震工作开展的前提条件;②)在实际的钢结构工业厂房设计活动当中,要重视对支撑结构科学性的把握,这是抗震设计中的一项重要工作;③抗震设计主要应对的就是地震的危害,所以必须要考虑到地震对钢结构工业厂房所产生的影响,同时要确保钢结构构件处于塑性状态。
3.4厂房温度伸缩缝的设计和控制
        考虑到钢结构材料的属性,为了能够较好地预防火灾安全事故的发生,需要在钢结构工业厂房的设计和施工过程中做好构思。相比于混凝土结构,钢结构对温度的敏感性更高,如果温度过高,可能会直接导致钢结构变形扭曲,而变形的程度就取决于钢结构构件所用的材料和温差。对于此,本文认为应当做到厂房温度伸缩缝的设计和控制。针对钢结构工业厂房平面尺度较大的情况,应当在纵向或者横向位置设置温度伸缩缝,同时需要采用双柱施工方法。其中,如果是橫向的温度伸缩缝,就需要在檀条和框架梁的部分采取槽钢夹板或者椭圆孔滑动方式;如果是纵向的温度仲缩缝,就需要在屋架支座设立滚动支座。
        
结论
        目前我国仍处于快速发展阶段,各行各业的基础设施建设仍在发展进行阶段,钢结构厂房以其建筑体系设计标准化.定型化,构件加工工业化程度高,施工简单快速等多方面优势,得到了广泛的应用。同时,也对钢结构厂房提出了更多的要求,比如使用功能多样化安装设计便捷化、结构更加安全和经济。设计人员在设计过程中需要不断学习和总结,不拘泥于现有的设计模式,灵活运用各种计算工具和计算软件,尽量贴合工程实际,做出既保证安全、又经济合理,适应新形式的新一代厂房。
        
参考文献
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