大型工业厂房建筑钢结构施工技术问题分析_甘顺成.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言钢结构是现代施工中广泛使用的一种建筑结构，与传统砖混结构相比，钢结构具有鲜明的自重轻、强度高、抗冲击能力强、造价低等优点，在超高层建筑与大跨度建筑中应用较多，也是大型工业厂房工程快速、便捷施工且保障厂房结构承载力与实施经济效益的首要选择1。大型工业厂房建筑钢结构施工技术主要包括厂房钢柱安装、吊车梁安装、施工测量等，其实施原理是将厂房钢柱与构造柱连接部位的滑动板焊接在钢柱外表面，并将滑动板、限位器以及钢筋等有效焊接，形成一个有机整体，使厂房钢柱与构造柱二者相互独立，减少构造柱与钢柱在外力作用下的物理变形，提升厂房建筑结构的力学性能与整体可靠性。2钢结构工业厂房2.1钢结构建筑钢结构建筑是以钢材为基础性原材料搭建框架的建筑，随着钢材产品的优化升级，钢材材质更加先进，具有强度高、承载力大、重量轻、密封性好等特点，钢材的生产也采用工业化生产作业模式，生产成本较低、工业化程度普遍较高，将其应用于钢结构施工可极大地提高施工速率、降低施工成本。但是，钢材也有一些缺点，如耐热不耐火、易锈蚀、耐腐性差、存在屈服点瓶颈等不足2。近年来，随着钢材生产技术的不断进步，大量的升级版钢材，如H形型钢、T形型钢得以研发，并在超高层建筑、大跨度建筑等领域广泛应用，其以良好的承重能力与较轻的自重进一步拓展了钢结构的应用场景。2.2钢结构工业厂房钢结构工业厂房是指在工业厂房施工过程中采用钢结构替代传统的砖混结构，利用钢结构较强的抗冲击力、承载能力以及整体自重轻等优势，全面优化工业厂房的自身结构与力学性能。一般来说，大型工业厂房建筑钢结构的构成包括钢柱、屋梁、柱间支撑、天窗架、吊车梁、制动梁、屋面板等基础性钢构件，通过钢构件的有效焊接与关联，提高大型工业厂房钢结构的整体性与稳固性3。同时，钢构件的组合、配置、焊接可以形成多样化的工业厂房结构，提高大型工业厂房建筑设计【作者简介】甘顺成（1980），男，陕西渭南人，高级工程师，从事建筑工程施工研究。大型工业厂房建筑钢结构施工技术问题分析Analysis of Steel Structure Construction Technology Problems ofLarge Industrial Plant Buildings甘顺成（陕西建工机械施工集团有限公司，西安 710000）GAN Shun-cheng(SCEGCMechanizedConstructionGroupCo.Ltd.,Xi an710000,China)【摘要】阐述了大型工业厂房建筑钢结构施工技术，分析了钢柱安装、吊车梁安装以及施工安全防护等关键环节常见的问题，提出了质量监督控制机制与安全防护机制，找准钢结构施工技术实施的关键点并优化施工工艺，以切实提高大型工业厂房建筑结构施工技术水平，提高钢结构的施工质量。【A b s t r a c t】This paper expounds the construction technology of steel structure of large industrial plant building,analyzes the commonproblems in key links such as steel column installation,crane beam installation and construction safety protection,proposes the qualitysupervision and control mechanism and safety protection mechanism,identifies the key points of steel structure construction technologyimplementation and optimizes the construction process,so as to effectivelyimprove the construction technologylevel of large industrial plantbuildingstructure.Improvetheconstructionqualityofsteelstructure.【关键词】工业厂房；建筑钢结构；施工技术【K e y w o r d s】industrialplant;buildingsteelstructure;constructiontechnology【中图分类号】TU745.7；TU758.1【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0142-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.246142Construction Technology工程施工技术的多元化，改变当前以砖混结构为主的建筑结构模式，以机械化、工业化生产的钢材组合与焊接，提高实施水平。2.3钢结构工业厂房的特点以钢材为主要原材料的大型工业厂房建筑钢结构是现代建筑体系中的重要结构，主要有如下特点。1）钢结构施工工业化。钢结构施工中涉及的钢柱、柱间支撑、吊车梁、屋面板等钢构件均采用机械化、工业化生产模式，生产厂家根据钢构件设计图纸实现钢结构构件的批量、工业生产加工，降低了钢构件生产成本与钢结构工业厂房施工成本，以较快的钢构件装配焊接效率，有序地推进了钢结构工业厂房的施工进度。2）提升力学性能，大型工业厂房建筑钢结构采用重量轻、承载力强的钢材作为原材料，可以降低大型工业厂房的重量至传统砖混结构的70%左右4，钢材料的体积较小，为多样化形状提供了良好的材料支持，钢质建筑结构的承载能力较强，可以提升力学性能，提高抗冲击能力。3）提升环保性能，大型工业厂房建筑钢结构施工主要采用钢构件的组装与焊接，施工工艺符合绿色环保理念，可以提高施工环保性能，降低对周边自然环境与生态系统带来的破坏。3大型工业厂房建筑钢结构施工技术3.1工业厂房钢柱安装钢柱安装是工业厂房建筑钢结构施工中的重要环节，进行钢柱安装时，需利用起重机将钢柱吊装回直，再缓慢插进地脚螺栓校正平面位置，校正内容包括平面位置、垂直度等，待相关参数校正且利于螺栓锚固后将起重机脱钩；复核钢柱安装情况，可采用缆风绳、千斤顶等工具校正钢柱，同时要在钢柱底板与基础间的间隙插入垫铁，确保间隙充分填充；对地脚螺栓再次拧紧锚固，利用电焊将间隙中插入的垫铁焊接固定后，拆除钢柱校正工具，高质量完成对工业厂房钢柱的安装，避免出现锚栓不垂直、钢柱安装位置偏移等问题5。3.2吊车梁的安装吊车梁安装也是钢柱安装后的环节，在对吊车梁进行安装时，按顺序吊装辅助桁架、吊车梁、垂直支撑、制动桁架等构件。考虑到吊车梁的高度问题，可选择采用立放+吊装卸车或平放+卸车翻身的方式运输吊车梁，确保较高的吊车梁可以顺利运输到施工现场。吊装时选用两点吊装法，保持吊车梁起吊的重心位于吊装两点的中心，使吊车梁在起吊过程中保持水平状态。起吊前在吊车梁两端安装溜绳，避免吊车梁因上升摆动而撞击钢柱。起吊到指定位置后可对准定位线落钩，吊车梁吊装到准确位置，并与相邻的吊车梁相连固定后松脱吊索具6。吊车梁的水平度、垂直度与标杆校正是关键施工内容，其中，标高校正在基础抄平时完成，水平度与垂直度测度分别采用吊车梁纵向轴线与铅锤作为标杆与参考，水平度与垂直度的校正则需要利用溜绳，根据吊车梁吊装过程中的状态实时调整。通过吊装过程中对吊车梁水平度与垂直度的动态精准调整，保证施工质量。3.3施工过程中的测量技术钢结构施工过程中涉及轴线方格网测设、水准基点建立、轴线控制等定位与测量技术，其依赖于现代测绘技术的精准测量。例如，需要建立水准基点作为标高的基础参考，水准基点的建立采用水准仪确定3个不同位置的水准点，并用钢筋标记，通过多个水准点位构成的闭合线路的高程差分析，确保水准基点的可靠性与准确性7。例如，轴线控制是确保钢构件，如吊车梁、制动梁等吊装水平度与垂直度是否符合施工要求的基准线，轴线控制可采用内控法严控轴线质量，便于钢构件吊装过程中以此为参照，调整偏移度，确保钢构件吊装质量。4大型工业厂房钢结构施工技术问题及应对举措4.1钢柱安装技术问题在大型工业厂房建筑钢结构施工过程中，钢柱安装技术可能会因钢筋搭接不规范、地脚螺栓锚固不牢而出现钢结构质量与性能问题，影响厂房的使用安全性。在钢筋搭接不规范方面，不少构造柱钢筋的搭接位置与搭接长度均不符合施工设计要求，例如，构造柱与框架梁的交汇处钢筋搭接存在两端无弯钩的不规范现象，影响了钢柱安装质量，缩小了施工作业面，影响了后续吊车梁安装作业。针对钢筋搭接不规范导致的施工作业面狭窄的问题，可以通过以下3种方式解决：（1）监督与管控构造柱钢筋的搭接位置以及搭接长度，如搭接长度应符合35d（d为钢筋直径）；（2）采取高压灌注浆的方式填充与延伸作业面；（3）采用实心砖填充空隙部分来扩大后续施工作业面。地脚螺栓锚固不到位也是影响钢柱安装质量的重要因素，锚固不牢会引起钢柱出现位移，影响钢结构的稳定性。针对此问题可通过以下3个方式解决：（1）在地脚螺栓预埋时加143Construction&DesignForProject工程建设与设计装保护套，保护地脚螺栓的外部结构在施工过程中不受损，且有效控制地脚螺栓锚固过程中的位置偏移程度；（2）结合钢结构施工特点，设计地脚螺栓固定系统，根据系统及时发现不稳定、锚固位置偏移的问题，并自动指示地脚螺栓的快速、细微调整，提高地脚螺栓锚固位置的精准性；（3）地脚螺栓的预埋与锚固应结合具体吊装工艺与施工流程，管控预埋锚固质量，通过计算机自动化控制系统精准核算钢构件的吊装参数，科学测算地脚螺栓的预埋位置、深度与锚固力度，减少地脚螺栓安装质量问题影响钢柱安装偏移。4.2吊车梁安装技术问题吊车梁安装流程相对复杂，包括运输、起吊、调整与安装等环节。在运输环节，若是采用水平运输方式将吊车梁运输到施工现场后，直接使用撬棍等工具进行对位，不仅会影响对位结果，更会对吊车梁的外部结构造成损坏。因此，在吊车梁运输过程中，考虑到吊车梁高度过高，可采用立放装车的方式运输到施工现场，再用专用吊具吊装卸车，或者水平运输到施工现场，再用专用夹具卸车与翻身。由于起吊过程中吊车梁会因静止状态的突然变化而出现轻微晃动，使吊车梁的水平度与垂直度出现偏移，影响吊车梁吊装与衔接的精准度。在吊车梁起吊与微调环节，应注意以下安装技术。1）细微调整起吊状态，调整内容包括吊车梁的标高、水平度与垂直度。在基础超平时校正吊车梁的标高，再利用铅锤检验与微调垂直度，并利用吊车梁纵向轴线检验与微调水平度，确保吊车梁的起吊位置参数均符合施工设计要求。2）在吊车梁安装时，吊车梁需与辅桁架、制动板等进行有效衔接与焊接固定，若是此过程中对应力控制不到位，会导致钢构件的焊接固定效果受影响。因此，要按顺序连接上述钢构件，先连接高强螺栓与制动板，再调整辅桁架，然后焊接制动板与辅桁架，且应严格控制应力大小，确保钢构件的焊接效果。4.3安全防护力度不足大型工业厂房建筑钢结构施工的便捷性与安全性要求通常较高，但若是钢结构施工过程中钢构件的规格参数（如尺寸、材质、强度等）不符合施工设计要求，或者轴线尺寸不符合设计要求，已安装完成的钢构件未及时安装安全保护套等，都会导致钢结构施工质量不达标，削弱工业厂房建筑钢结构的安全防护力度，危及厂房安全性。针对上述问题，要做到以下几点。1）施工人员在实施钢结构施工工艺时，应严格查验相关钢构件的规格参数是否符合设计标准规范，对已安装完成的钢构件应及时加装保护套，确保其在外力作用下外部结构与表层形状无损伤。2）由于施工大多采用吊装与焊接工艺，应做好高空防坠落安全防护工作，在高空作业区域范围内不得部署施工内容，吊装前仔细检查吊具质量与连接性，以免吊装构件因连接不到位而坠落，引发施工现场安全事故。3）做好焊接作业安全防护工作，充分利用挡风斗遮挡焊接火花对作业人员带来的伤害，焊接作业人员要持证上岗、专业技能较高，保证焊接作业的质量与安全。同时，由于大型工业厂房建筑钢结构施工为室外作业，应根据当地的气候条件与突发状况及时调整钢结构施工内容，做好特殊天气的应急防护工作，避免雷暴天气高空作业，提高钢结构施工的安全性。5结语钢结构是当前大型工业厂房建筑的主要作业形式，具有良好的稳定性、安全性与可靠性。钢结构施工技术在具体实施时仍存在一定问题，施工单位与施工人员应不断健全作业流程、完善工艺内容、提升作业水平，以良好的质量管控机制与安全防护机制确保大型工业厂房建筑钢结构的施工质量，从而提高施工成效。【参考文献】1武锋.工业厂房建筑主体结构施工关键技术探析J.居舍,2022(4):63-65.2唐兴勇,张廷甫,陈星酉.大型工业厂房建筑钢结构施工技术问题分析J.建筑技术开发,2021,48(14):5-6.3蒋兴艳.大型工业厂房建筑钢结构施工技术问题分析J.城市建设理论研究,2020(19):79-80.4林骁.大型工业厂房建筑钢结构施工技术问题分析J.中国金属通报,2019(9):250-251.5董有顺,唐旭,周汝兵,等.单层钢结构工业厂房主次结构空间同步安装施工技术探析J.安徽建筑,2022,29(8):37-38.6管仁东,孙晋龙,圣茂建.大型工业厂房建筑钢结构施工的技术问题分析J.门窗,2016(9):116-117.7高俊.大型钢厂工业厂房钢结构施工的若干技术要点分析J.科技风,2016(1):155-156.【收稿日期】2022-11-29144