对钢结构工业厂房设计及施工问题的探讨

1、对钢结构工业厂房设计及施工问题的探讨摘要：本文就钢结构工业厂房的设计及施工问题进行探讨，希望能够对广大钢结构厂房设计及施工人员提供借鉴和帮助。关键词：钢结构工业厂房 设计 施工近年来我国建筑钢结构产业得到迅速的发展，正在建设或已经建成一大批高层大跨度钢结构厂房，这些工程项目的建设为我国钢结构的设计及施工提供了丰富经验，但我国开始应用钢结构工业厂房的时间较短，许多设计和施工技术还处于探索阶段。虽然钢结构工业厂房有许多优点，但其易锈蚀、防火性能差等缺点在设计及施工过程中也必须要加以考虑。本文就钢结构工业厂房的设计及施工的问题进行探讨，希望能够对广大钢结构厂房设计及施工人员提供借鉴和帮助。 1. 钢

2、结构工业厂房的特点 建筑钢材因具有较高的强度、较好的塑性和韧性，适合建造承载重、高度高、跨度大的厂房结构。钢结构工业厂房的结构通常不会产生因超载而突然断裂的情况；钢结构适合在动力荷载的环境应用，故在地震区采用钢结构特为有利；钢结构工业厂房的重量轻，可减轻整体结构重量的30%以上，在地震设防烈度较高及地基承载力较低的区域，其优势明显优于钢筋混凝土结构，由于钢材强度高、自重轻，因而基础负荷小，大大降低地基基础的工程造价，同时也方便吊装与运输；通常在金属结构厂进行钢结构件的制作，施工具有较高的准确度、机械化及精密性，加工过程迅速简易；钢构件连接简单，便于安装，因而施工周期较短，且轻型钢结构与小量钢结

3、构还可在现场制作，吊装简易；由于钢结构连接特性，易于改建、加固及拆迁，且钢结构构件也可工厂化大批量制造，施工简便，安装快捷，极大地缩短施工周期；钢结构工业厂房属于绿色环保型建筑体系，钢材属于高效能高强度的材料，再循环价值很高，且无需制模施工。因钢材易锈蚀，对涂装工艺要求较高，在彻底除绣后才能进行涂漆。钢结构厂房要在施工过程中对结构整体做好防锈、防火、防腐蚀等措施。 2. 钢结构工业厂房的设计中需要注意的事项 2.1支撑系统设计要点 为了确保钢结构厂房的空间结构，需要依据厂房的结构形式、振动设备的位置、吊车的位置及厂房的高度、跨度、温度区段等情况设置安全可靠的支撑系统。从而保证整体的刚度，传递及

4、承受纵向水平力，避免杆件出现大变形而产生压杆失稳，从而保证结构整体的稳定性。根据厂房内的温度区段布置柱间支撑系统，同时要协调于屋盖横向水平支撑系统。下柱支撑的部位能够在一定程度上确定厂房纵向结构变形方向，同时影响温度应力大小，下柱支撑要尽量布置在温度区段中部，使吊车梁等纵向构件可随温度变化向区段两端自由地伸缩。在温度区段长度较小时，通常在温度区段中部设置下段柱支撑，在温度区段长度大于148米时，要在温度区段内安置两道下段柱支撑，尽可能安置在温度区段中间三分之一处， 以保证厂房纵向刚度。为了防止产生过大的温度应力，两道支撑的中心距离要小于72米。 2.2抗震设计的重点 设计时应注意地震产生的低周

5、疲劳作用，它会对厂房产生极坏的影响，这就要求设计结构连接点时，使结构构件全截面屈服要在节点破坏之前，使结构构件能够塑性工作，以充分吸收地震能量，从而发挥其抗震能力。钢结构厂房的损坏通常是因为杆件失稳产生，而不是杆件强度不足的原因，所以保证厂房合理布置支撑系统，才能提高整体稳定性；厂房结构的刚度与质量在总体布置方面要分布均匀，变形协调，厂房要均匀受力，尽可能防止因结构刚度不均匀分布而对抗震产生不利影响，厂房横向结构要选用刚架或屋架与柱有一定固结的结构框架，从而在减小横向变形时也充分利用了钢结构的受力性能。 2.3 耐热能力的设计重点 在钢结构表面温度高于150时，必须进行防火及隔热设计，一般在表

6、面喷涂耐热涂料。由于钢结构工业厂房防火能力很差，在钢材受热高于100后，温度越高，钢材的抗拉强度逐渐减小，塑性逐渐增大；当温度约250时，钢材抗拉强度稍有提升，但塑性降低，产生蓝脆现象；当温度大于250时，钢材产生徐变现象; 当温度约500时，钢材强度下降很多，甚至产生钢结构塌落。 3. 钢结构工业厂房施工时需要注意的问题 3.1 材料的堆放 结构件在进场后需要进行合理的堆放，以便于施工安装。不急于吊装的构件暂存在施工现场外，现场急需安装的应堆放在场内，按照吊装顺序码放材料；依据轴线进行分类堆放，要柱梁分开，专人对存放现场进行管理，并按供货清单及供货要求清点；H型构件堆放时要立放，不可平放，每

7、个构件的支点要多于两个，支点位置应在构件端部1/7处，堆放的层数要小于三层，支点要上下对齐，并用木方分层垫平。 3.2钢结构安装的焊接技术 工业厂房施工中的焊接作业常为高空作业，因而焊接的环境条件较差。应选用技术熟练的焊工进行作业，要严格依据安装标准和程序进行焊接。接焊缝隙要达到相应设计和施工的标准及要求。通常根据标准要求，屋架梁、吊车梁及立柱的接焊缝为一、二级，并且缝隙表面无裂纹。按照相关要求对焊缝进行无损检测，在焊缝部位进行焊工钢印的审查。 3.3 螺栓的安装 地脚螺栓的安装铺设质量可以决定钢结构工业产房结构的稳定性。只有在安装敷设时保证地脚螺栓的精度，才能保证工业厂房钢组装结构的施工质量

8、，安装偏差标准满足相关规范执行的要求；严格依据相关标准规范对高强螺栓进行管理、保存及检测，并对摩擦面的抗滑系数进行试验复检；在高强螺栓安装前要对连接板进行清理，以保持接触面的平整，边缘缝隙要小于0. 8mm，接触面必须大于75%；安装时，高强螺栓要顺利穿孔，不可切割打孔或敲打，也不可把其当作临时安装螺栓，当天安装完毕当天终紧，并按照同一个方向拧紧；规格大的六角螺栓要在终拧后48h内复查；扭剪型高强螺栓终拧后要拧掉梅花头等。 3.4吊车梁系统的安装 在吊车梁安装过程中要按照从中间向两边顺序进行，以减小安装板的压力。严格按照相关规范进行吊车梁系统的安装，从柱间支撑跨开始，完成安装后，便产生比较稳定

9、的空间刚度单元。支撑柱的安装可以保证厂房的稳定性能，还可保证吊车梁安装不影响柱子的垂直度。在吊车梁系统的安装时，端部截面误差较大的吊车梁底部要配调整板，在吊车梁系统调整完成后对其焊接固定。按预先测放的定位轴线进行调整对中，在吊车梁调整固定后，进行制动系统的正式连接。吊车梁和制动板采用高强螺栓连接，辅以桁架焊接连接，为避免连续施焊对高强螺栓产生不良影响，应先对吊车梁和制动板的高强螺栓进行连接，对制动板固定后终拧高强螺栓，然后进行制动板的最终焊接。 3.5 屋面系统及压型彩板的安装要点 屋面系统安装，要检测柱子的垂直程度，同时采用钢卷尺检查跨距；屋面系统应尽量采用地面扩大拼装法等方法，以保证屋面系统的安装质量；屋面系统的天窗和屋面检修单轨，采用地面分段组焊、整体吊装的方法，以减少高空作业量；在压型彩板进场后要进行合格证及外观检查，复核与压型板安装相关的钢构件的安装精度；在清除焊缝飞溅物与焊渣后，方可进行檩条安装；在支承构件上压型金属板要搭接