鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑設計與施工要點

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［摘要］對于鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑而言，整體設計與施工全程都是這一工程建設的重要環(huán)節(jié)。而由于鋼結(jié)構(gòu)自身突出的特點及優(yōu)勢，在當前工業(yè)廠房建設中得到了普遍使用，對于提升工業(yè)廠房質(zhì)量和使用壽命而言具有積極意義。然而在一些突出問題如防火、抗震等方面，都需要相關人員進行精準把握，從而提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的整體建設質(zhì)量。本文就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建筑設計與施工要點進行了簡要分析。

［關鍵詞］鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；建筑設計

近年來，由于我國工業(yè)經(jīng)濟的快速進步，帶動了各領域事業(yè)的蓬勃發(fā)展，在這一時代背景下，工業(yè)廠房建設項目已經(jīng)成為當代工程建設中最重要的組成部分之一。而當前，由于人們各方面需求的不斷增加，對于廠房的質(zhì)量提出了更高要求，這就使得施工單位要從設計和施工兩方面著手，不斷強化各項工作，為提升工業(yè)廠房的質(zhì)量作出積極貢獻。

1鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑特性及設計要點分析

1.1鋼結(jié)構(gòu)廠房設計特性分析

鋼結(jié)構(gòu)廠房之所以在現(xiàn)代工業(yè)廠房中被普遍運用，主要是由于其具有突出的特征和優(yōu)勢，這體現(xiàn)在以下幾點。一是便捷性，鋼結(jié)構(gòu)與其他相關結(jié)構(gòu)比較而言，具有更突出的便捷性特點，基于這一特點，在施工建設過程中，施工人員可以有效簡化廠房整體架構(gòu)，從而使廠房設計變得更加簡單，這對于提升施工效率具有積極意義。二是經(jīng)濟適用性，由于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固的特點，在對鋼結(jié)構(gòu)進行拼裝施工過程中，可以有效節(jié)約大量的其他施工材料，而由于鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品工業(yè)化程度相比其他材料更高，因此施工方可以借助機械化程度相對較高的專業(yè)生產(chǎn)線，生產(chǎn)這類施工材料，這從一定程度上降低了施工材料的消耗，節(jié)約了企業(yè)成本，具有較強的經(jīng)濟性。三是環(huán)保性，由于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)固牢靠的特點，導致金屬網(wǎng)架會留存一些較大的閑置空間，這對于各類管道分布十分有利，施工人員可以依靠這些剩余空間開展其他工程施工，這對于建筑成本的降低而言極為有利。同時，由于鋼結(jié)構(gòu)自身特性在初次使用之后還可以由其他部門進行回收利用，而由于鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中不會產(chǎn)生較大噪聲與粉塵污染，對于生態(tài)環(huán)境保護具有特殊意義，結(jié)合循環(huán)使用也使鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的環(huán)保性進一步提升。四是空間利用率高，由于鋼結(jié)構(gòu)廠房是通過對鋼材的有效拼裝和搭接實現(xiàn)建設目的，因此在這一施工過程中，廠房結(jié)構(gòu)對空間的占用相對較小，這也使得鋼結(jié)構(gòu)廠房的設計工作具有靈活多變的特性，設計人員可以依據(jù)工業(yè)廠房建筑的現(xiàn)實需求，開展多樣化、豐富化構(gòu)建，在確保結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定可靠的基礎上，廠房使用后期對于閑置空間的利用率將得到充分提升。

1.2鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑設計要點

1.2.1防火設計。就鋼結(jié)構(gòu)廠房自身而言，雖然鋼結(jié)構(gòu)自身不具備易燃性，然而由于鋼結(jié)構(gòu)導熱性較強，在溫度升高時，穩(wěn)定性容易受到較大影響，因此鋼結(jié)構(gòu)廠房在防火能力方面并不比混凝土結(jié)構(gòu)要強?；谶@一原因，在實際的廠房設計過程中，相關設計人員要將防火性能作為重點設計環(huán)節(jié)，利用鋼結(jié)構(gòu)隔熱設計，使廠房的整體防火性能進一步提升，從而達到保障后期廠房使用安全的建設目的。在具體工作實際中，設計人員可以從廠房實際使用情況入手，調(diào)查清楚容易引發(fā)廠房火災的類型之后，進一步確定工業(yè)廠房設計的防火等級，以相關防火要求及規(guī)范制度為依據(jù)，科學合理地開展防火設計，選擇最適合鋼結(jié)構(gòu)的防火材料，使廠房在應對火災事故時的能力得到穩(wěn)步提升。另一方面，相關人員在設計過程中，可以選擇適合鋼材防火的防火涂料進行涂抹，達到全覆蓋的效果，從而進一步提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的耐火性能。與此同時，設計人員應當在廠房設計階段就做好火災預防工作，科學設計安全出口、疏散樓梯等，這將為火災發(fā)生時最大程度降低損失奠定堅實基礎。1.2.2防腐設計?；阡摻Y(jié)構(gòu)自身的特性，其在自然的環(huán)境下極容易出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，從而導致的腐蝕情況相對嚴重，而由于大部分廠房往往環(huán)境相對潮濕，在這種狀態(tài)下，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問題將會進一步加劇。由于鋼架構(gòu)承擔了廠房的整體承重，一旦鋼材受到腐蝕，其構(gòu)件截面將會大幅縮小，受力部分將會變得更為集中，這不僅會大大縮短鋼結(jié)構(gòu)整體使用壽命，也將深刻影響到廠房安全。為了盡量避免這種情況發(fā)生，在鋼結(jié)構(gòu)廠房設計初期，設計人員就應當將防腐蝕設計作為重要的設計環(huán)節(jié)，充分結(jié)合廠房使用環(huán)境，設計出具有針對性的鋼架構(gòu)防腐蝕方案，不斷提升鋼結(jié)構(gòu)的防止腐蝕性能。從具體來看，大部分廠房會利用防腐蝕涂料進行全覆蓋涂抹，一方面防止鋼材生銹，另一方面將鋼結(jié)構(gòu)與腐蝕因子進行隔離，從而取得良好的防腐蝕效果。與此同時，設計人員應當深入考量不同結(jié)構(gòu)部位對防腐蝕性能的具體要求，有區(qū)別地進行防腐蝕涂料的覆蓋涂抹，進一步提升鋼結(jié)構(gòu)廠房的防腐蝕性能。1.2.3抗震設計?？拐鹪O計是大部分工程建設設計過程中必須要重視的環(huán)節(jié)，而對于鋼結(jié)構(gòu)廠房而言，由于鋼結(jié)構(gòu)自身特性，導致這類廠房自身抗震性能要高于其他工程建筑。而對于一些地震多發(fā)的地區(qū)，設計人員應當進一步提升鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能，通過優(yōu)化設計，不斷提升廠房在應對地震等災害時的能力，保障廠房的整體安全。在具體設計工作中，設計人員應當采用均勻?qū)ΨQ的設計方案，對鋼架構(gòu)進行整體設計，使鋼架構(gòu)傳力進一步明確，最大程度減少地震時震動對鋼架構(gòu)的破壞。而另一方面，設計人員應當統(tǒng)籌規(guī)劃屋架、面板、柱子等連接方式，用科學合理的連接方式，防止重要節(jié)點在地震時被破壞，設計人員要針對高寬比適當調(diào)整設計內(nèi)容，用科學的減震方案，使廠房的抗震性能和整體穩(wěn)固性進一步提高。1.2.4荷載設計。荷載設計同樣是鋼結(jié)構(gòu)廠房設計中最重要的設計環(huán)節(jié)，這一設計對于廠房整體使用體驗的提升具有積極作用，而對于實際的設計環(huán)節(jié)，設計人員應當深入分析研究荷載取值的正確性，確保鋼結(jié)構(gòu)整體設計效果符合要求。在現(xiàn)實工作中，設計人員可以利用結(jié)構(gòu)設計軟件，將在不同軟件中取得的荷載計算結(jié)果進行比對分析，并結(jié)合廠房具體地區(qū)的實際情況，選擇適當?shù)暮奢d取值，并在積極實驗的基礎上，確保荷載最大值可以滿足廠房開展各類現(xiàn)實活動的需要，以此來不斷提升廠房整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為后期使用安全奠定堅實基礎。1.2.5工藝協(xié)調(diào)。設計人員應當深刻認識到，工業(yè)廠房的建筑設計要具有明確的實用導向，讓廠房能夠在投入使用之后，為現(xiàn)實的生產(chǎn)和各類活動服務。因此，在廠房設計初期，要以滿足廠房實際需求入手，選取具體工藝。在當前大部分鋼結(jié)構(gòu)廠房設計過程中，往往會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計與工藝不協(xié)調(diào)的突出問題，而為了避免這一狀況發(fā)生，設計人員要有機結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)設計與工藝設計量，促進鋼結(jié)構(gòu)廠房與生產(chǎn)模塊相協(xié)調(diào)。具體來看，設計人員要合理分布鋼支架結(jié)構(gòu)，使墻體高度達到具體的指標，與此同時，由于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成復雜，網(wǎng)架將會起到降低建筑荷載的作用，這就要求設計人員要牢牢依靠現(xiàn)實需求，進一步明確廠房建筑的整體結(jié)構(gòu)，在進行結(jié)構(gòu)選型過程時，要緊緊圍繞支撐結(jié)構(gòu)，選擇最佳材料，確保材料種類與相關標準相符合，在應對一些特殊情況時，設計人員也可以選擇實心鋼材、無縫鋼管等材料，進一步提升鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑施工要點

2.1鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工特點

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的具體施工具備明顯區(qū)別于其他工程建筑的特點，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面，一是簡化了施工環(huán)節(jié)，施工人員可以靈活操作。由于傳統(tǒng)建筑施工需要普遍使用鋼筋混凝土，廠房主體建設難度大且過程復雜，從總體來看，周期性長、內(nèi)容繁雜是相對突出的特點，這對于施工效率的制約十分嚴重，施工方往往需要做嚴格的質(zhì)量控制才可以達到較好建設效果。而由于鋼結(jié)構(gòu)廠房摒棄了傳統(tǒng)建設方法，開展了大幅優(yōu)化，提升了具體構(gòu)建的生產(chǎn)效率，提高了施工速度，施工人員對構(gòu)件的安裝只需按照相關說明開展工作，工作相對簡單，且具有較大的靈活性。二是建筑性能全面優(yōu)化，由于鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房利用了先進的鋼材，重新優(yōu)化了整體架構(gòu)，這對于工業(yè)廠房的整體性能提升十分顯著，施工人員在開展建筑工作時，可以大量應用質(zhì)量較輕、承載力更強的施工材料，使得鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的自身重量大幅降低。這種施工材料在可靠性和安全性上要遠遠超越傳統(tǒng)建筑，也可以有效解決地基承載能力和土質(zhì)疏松的情況。而另一方面，由于鋼結(jié)構(gòu)材料體積相對較小，可以通過靈活運用，根據(jù)需求建造各種類型的鋼架結(jié)構(gòu)，這將大幅減少廠房架構(gòu)對空間的占用，也將很好地達到節(jié)省開支的作用，對于提升企業(yè)經(jīng)濟效益具有顯著作用，施工單位也就能夠投入更多人力物力到其他關鍵建設部位。

2.2鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工過程中的問題分析

基于鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房用材方面的特殊性，在施工過程中往往會產(chǎn)生一些區(qū)別于傳統(tǒng)建筑的施工問題，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。一是變形問題，由于施工人員在運輸過程中沒有嚴格按照相關規(guī)范開展工作，會導致鋼材變形和扭曲的狀況，這為構(gòu)件安裝形成了較大影響。同時，工作人員焊接技術不成熟，一些操作不當也會造成焊接變形。同時在構(gòu)件運轉(zhuǎn)時，施工人員沒有合理設置支點位置，鋼材在運輸過程中容易發(fā)生互相碰撞，變形情況相對普遍。為解決以上情況，施工單位應當逐項入手，首先規(guī)范施工人員的個人操作行為，使其精準掌握焊接控制點，使焊接質(zhì)量符合施工標準。同時，要采用各類防變形措施，根據(jù)鋼材需求指派專門人員監(jiān)督鋼材運輸情況，做好各項保護措施，防止鋼材出現(xiàn)變形。而對于已經(jīng)出現(xiàn)的鋼材變形情況，施工人員應當及時予以矯正處理。二是在鋼結(jié)構(gòu)安裝的過程中，由于施工人員操作不當容易引發(fā)各類問題。從現(xiàn)實工作來看，施工人員往往由于工作不細致，導致鋼材底角出空隙標高與相關標準嚴重不符；而另一方面，施工人員對于具體測量值和測量基礎面的測量不符合相關要求，對鋼墊板處沒有進行墊平處理，極易導致整體穩(wěn)固性出現(xiàn)問題。與此同時，由于鋼結(jié)構(gòu)支柱垂直偏差過大也容易導致吊裝效果與施工要求不相符。為解決以上問題，施工單位有必要嚴格控制基礎標高，及時填補空隙，而對于測量值存在的問題，應當進行二次灌漿，以排除各類問題，為廠房的整體穩(wěn)固性奠定堅實基礎。

2.3鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房施工要點分析

2.3.1測量施工要點。做好鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的測量施工是為整體工程建設奠定基礎的環(huán)節(jié)，因此施工單位應當重視測量施工環(huán)節(jié)，利用各類測量施工技術，確保測量的精準性，為建設穩(wěn)固可靠的鋼結(jié)構(gòu)廠房作出積極貢獻。施工人員首先要做好水準基點的設置工作，以操作規(guī)范為依據(jù)，指派具有豐富工程建設經(jīng)驗的人員帶領開展水準基點設置工作，確保選擇合理，能夠?qū)崿F(xiàn)對工程建設的有效控制。施工人員要注意水準點的保護工作，利用水泥砂漿澆筑水準點，為更好開展后續(xù)工作奠定基礎。而另一方面，施工人員應當將軸線控制作為推動廠房整體穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，確保軸線控制為工程整體建設服務。施工人員應當深入學習內(nèi)控法，利用這一方法，實現(xiàn)對平面軸線的有效控制，確保其位置符合工程實際需求。2.3.2地腳螺栓埋設施工要點。在這一施工階段，施工人員首先要明螺栓的精度，進行精準測量，以此為基礎，再進行埋設工作。施工人員要嚴格按照既定計劃和相關施工標準，做好地腳螺栓埋設的各項工作。從施工經(jīng)驗來看，地腳螺栓的埋設要確保軸線為2mm，標高為5mm。施工人員在完成地腳螺栓安裝過程之后，應當將標高抄測于鋼管架之上，從而使標高數(shù)據(jù)能夠在日后正常工作中起到應有的效果。與此同時，施工人員要確保軸線投測在樁基礎面上，從而形成樁基礎面與軸線的完全閉合狀態(tài)，這樣就能不斷提高地腳螺栓安裝的精確度，為廠房建設的穩(wěn)定性作出積極貢獻。2.3.3鋼柱吊裝施工要點。鋼柱吊裝施工是廠房建設中十分重要的施工環(huán)節(jié)之一，施工單位有必要明確鋼柱吊裝施工的各個施工要點，使施工人員在施工過程中不斷細化操作，確保這一施工環(huán)節(jié)能夠順利完成。在起重機吊裝過程中，施工人員要保證吊裝起動機的性能，確保吊裝尺寸及重量能夠連鋼材跨中開行或跨邊開行，而在起重過程中，當起重半徑為L/2時，施工人員可以利用跨中開行，利用起重機將兩根柱子平行吊起，從而達到提升吊裝效果的作用。在吊裝工作完成之后，施工人員應當在停機點安裝4根柱子，從而達到對吊裝固定和支撐的工程作用。而對于起重過程中起重半徑低于2/L的情況，施工人員可以利用跨邊開行，在每次起重工作完成之后，施工人員就安裝一根柱子，依次循環(huán)往復，直到4根柱子都安裝完成。另一方面，在安裝過程中，施工人員應保證每根柱子之間的對稱性，以此來確保吊裝工作的穩(wěn)定性，在鋼柱吊裝的過程中，施工人員要重點關注鋼柱軸線，進行充分調(diào)整，以確保軸線位置符合相關標準。施工人員可以利用專用角尺，對軸線開展細致的檢查工作，對于發(fā)現(xiàn)與相關要求不符合的軸線，施工人員要及時開展重新調(diào)整和安置工作。在調(diào)整過程中，要做好分工，一人移動鋼柱，另一人在一旁輔助穩(wěn)定，同時指派專門人員進行檢測工作，以達到確保誤差在3mm之內(nèi)的工作效果。2.3.4鋼梁安裝施工要點。對于鋼梁的安裝施工而言，施工人員要細致考察廠房整體跨度，在分析計算過后，達到鋼梁安裝與廠房跨度相匹配的工作效果。對于施工人員而言，吊車的單機旋轉(zhuǎn)和單機滑行功能可以很大程度幫助完成鋼梁的安置工作。這也將為廠房鋼架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能提升奠定堅實基礎，使移位現(xiàn)象不再發(fā)生。與此同時，施工人員要重點關注鋼梁生命線的設置工作，實現(xiàn)鋼材拼接效果符合工程預期的目標，以此規(guī)避各類施工不安全現(xiàn)象。

3結(jié)語

做好鋼結(jié)構(gòu)廠房建設需要施工單位從設計和施工兩個環(huán)節(jié)入手，不斷分析設計與施工的要點，通過宏觀設計和集中排查，逐漸解決鋼結(jié)構(gòu)廠房在設計和施工環(huán)節(jié)的各類問題，為確保鋼結(jié)構(gòu)廠房的整體安全穩(wěn)定，為提升施工單位經(jīng)濟效益作出積極貢獻。

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作者:呼延宇 單位:中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司