轻型钢结构厂房施工技术探讨

马会军 田凤鸣

摘要：本文以襄轴工业园轻型钢结构厂房施工为例，简述了轻钢结构厂房施工技术特点，从柱基础施工、钢构件制作安装入手，针对各环节质量控制要点，通过技术控制措施确保工程施工质量。

关键词：轻钢结构、制作、安装、控制技术

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

工程简介

2011年，我公司承接了襄轴工业园轻钢结构厂房施工任务。该工程为武汉三环集团投资，是襄轴厂搬迁改造提升的重点工程，建成投产后将大大改善该厂产品结构，为企业经济效益的提升奠定基础。该工程分两期建成，一期工程车间厂房5座，均为全钢排架结构，由3跨7榀异形实腹梁屋架通过高强螺栓连接而成。

工程施工常见质量问题

2.1 土建施工问题

在柱基础施工中，最易出现柱子地脚螺栓定位偏差超差问题，其次是柱子基础标高和剪力槽截面尺寸偏差问题，将直接影响到柱子最终的安装控制精度。

2.2 构件制作质量问题

2.2.1在轻钢结构件制作中，变截面异形结构件很多，容易出现组装尺寸、连接板角度、连接螺栓定位、屋面及墙皮系统檩托定位、“人”字型屋架尖顶纵向中心偏差过大等质量问题。

2.2.2焊接变形大。如节点板、加劲板加工质量较差，安装缝隙必然较大，在焊接中容易出现结构变形，影响焊缝美观。

厂房安装质量问题

2.3.1柱基础直埋螺栓定位偏差过大时，柱子安装找正精度不够，影响墙皮系统安装。

2.3.2在柱基础验收中，除直埋螺栓定位偏差检查外，剪力槽尺寸偏差问题也应当引起重视，否则容易出现柱底剪力板无法就位的现象。现场安装人员通常采取直接切割剪力板方法处理，将严重影响厂房结构安全。

2.3.3屋架组装后如出现跨度偏差过大，就可能造成安装时柱梁连接缝隙过大问题。现场施工人员有时会采取强行拉拽后螺栓连接的方法处理，容易造成结构应力加大，留下安全隐患。

2.3.4设计图纸中厂房柱与屋架连接面不完全处于垂直或水平状态，中间柱与屋架连接面还存在一定斜度，如果两种构件制作时连接面角度控制不好，安装过程中将无法保持紧贴状态，造成连接面存在斜缝间隙而无法使螺栓紧固。

施工技术控制要点

3.1柱基础施工技术控制

轻钢结构厂房一般柱基础多、间距较小，钢柱安装通常采用直埋螺栓配合剪力板方式固定，承受水平和竖直两个方向荷载。基于以上因素考虑，厂房柱基础施工中，对于直埋螺栓、剪力槽尺寸、基础顶面标高控制，将是我们控制的重点。

3.1.1在厂房柱基础施工中，特别要重视测量控制网的建立，设置测量控制基准点，满足横向、纵向定位精度要求。

为提高测量放线精度，一般采用全站仪进行定位放线，轴线偏差控制在2mm以内，并应确保控制点留设准确、牢固，方便施工并加以保护。

3.1.2螺栓安装精度控制

根据设计图纸，利用角钢制作矩形螺栓固定模具，并在模具上刻画出螺栓组中心线标记，以作为螺栓直埋时的安装控制依据。

在固定模具螺栓安装位置角钢面上钻孔，孔径比螺栓直径大2mm左右。一般每个柱基础为一组螺栓群，在钻孔时要严格控制螺栓横向、纵向中心及对角线偏差值要求。

图3.1.2 基础螺栓固定模具示意图

当基础钢筋安装完毕后，将螺栓固定模具水平面朝下放在基础固定架平台上；把直埋螺栓安装至开孔位置，角钢面上用螺栓调整好外露螺杆标高，一般可适当提高10mm左右。

检查螺栓垂直度合格后，在基础下部通过钢筋拉结对直埋螺栓进行固定。

利用控制基准点，通过测量仪器调整螺栓固定模具中心、标高、水平，确保满足设计要求。然后把固定模具与基础面水平加固钢管进行电焊固定，就可以进入下一步基础浇筑工序。

3.2构件制作精度控制技术

图3.2 厂房结构平面图

3.2.1零部件加工控制

切割下料前，做好设计排版工作，杜绝违反施工验收规范的焊缝出现。

重要节点板、加劲板必须采用剪切机下料，并对毛边进行打磨后分类标识堆放待用。

零部件加工时，重视加工工序的控制。如型钢组对、焊接、喷砂除锈等，要按照作业指导书要求进行。对于需要顶紧的部位，要认真顶紧；加劲板要垂直并紧贴型钢翼缘板，才可确保焊接时不产生过大变形。

尽量采用套钻工艺：对于同类同组节点板连接眼孔采取套钻工艺，并确保眼孔间距及螺栓孔连接角度要求。

3.2.2钢柱组装精度控制

钢柱制作中必须使用经鉴定合格的计量器具，以柱子牛腿面为标高基准面，分别向两边测量放样，特别是柱底面、柱顶面、辅助桁架连接面以及柱间支撑等连接处，定位螺栓实际标高一定要准确。

对于有特殊要求的连接部位，要重视连接面角度控制。如个别厂房边柱柱梁接头为水平连接或竖向连接，中间柱大多为斜面连接。如未对图纸充分吃透，构件组对时角度控制偏差过大，势必会影响到整个厂房结构件安装。

在重视钢柱重要部位精度控制的基础上，还必须做好与之连接构件的制作质量控制，否则，还会出现连接面存在间隙，高强螺栓无法拔紧的问题。如图3.2--①、④位置所示。

3.2.3屋架制作技术控制

该工程车间厂房单根屋架由3跨7榀组成（如图3.2所示屋架），长度为72、90米两种，制作时如组织控制措施不到位，最易出现屋架跨度累计误差过大，屋架檩托定位偏差大以及屋架上翼面直线度（坡度1:20）不够等问题。具体技术控制要点如下：

测量放样：在构件正式制作前，首先进行实际放大样，验证设计图纸尺寸是否正确合理，特别是带有角度的连接部位。

在屋架制作组织时，注意同一根屋架最好由同一组制作人员实施，便于构件实际放样、预拼装等工序操作。

确保“人”字型屋架上翼缘面坡度要求，特别是中间一榀异形屋架尖顶中心位置必须准确。除边跨屋架与柱头连接面外，其余屋架之间的连接板及加劲板均与上翼缘板面垂直，在制作时如能确保这一点，就能确保整榀屋架连接后上翼缘面的直线度要求。

单榀屋架制作时，以上翼缘面长度尺寸为实际控制基准，长度尺寸偏差一般控制在2mm以内，才可确保整榀屋架跨度累积误差在规范之内，不致影响到厂房柱、梁安装连接。

型钢屋架制作：边跨柱梁连接为标准型钢屋架，屋架梁支座连接面角度控制是重点。不管是水平连接还是竖直连接面，在确保整榀屋架上翼缘坡度要求外，可采用角度尺或角度模板对连接板进行精确组对，确保安装时连接面不出现斜缝间隙。

异型屋架制作：车间厂房中间三榀屋架为异形屋架，最中间一榀为中心对称型，只要保证屋架尖顶角度外（“人”字形两边均为5%坡度），其余因素均不需考虑；紧邻的两榀异形屋架与中间柱连接面是斜面连接，一定要保证支座面倾斜度要求（均为5%坡度）。

屋架檩托定位为对称分布，只要保证了整榀屋架上翼缘面设计长度、坡度偏差要求，屋面檩托依次安装即可。

加强屋架出厂前预拼装工作。单榀屋架制作完成后，在正式安装前，首先要对连接面进行仔细检查，如存在焊接变形必须校平整；其次要对7榀屋架进行出厂前预拼装。只有通过预拼装，才可能发现整根屋架跨度偏差是否存在问题，各连接面平直度、间隙是否符合设计和规范要求，以便于及时整改。

3.3厂房安装技术控制措施

钢柱安装前，专业单位必须对基础标高、螺栓定位中心、剪力槽尺寸进行复核，发现问题及时处理，不得在安装中随意切割剪力板或火焊扩孔，以免影响结构安全。

重视边柱安装精度控制，特别是柱子标高、中心偏差要符合规范要求，因其直接关系到后续墙皮系统檩条安装能否满足挂彩钢瓦要求。

屋架安装控制措施：应先安装靠近山墙的有柱间支撑的两榀屋架，而后安装其他屋架。头两榀屋架安装完毕后，应在两榀屋架间将水平系杆、檩条及柱间支撑、屋面水平支撑、隅撑全部装好，并利用柱间支撑及屋面水平支撑调整构件的垂直度及水平度，待调整正确后方可锁定支撑，而后安装其它屋架。

同一部位高强螺栓连接时注意对称安装拧紧，初拧、终拧宜在同一天完成；在结构安装完成后，对所有的连接螺栓逐一检查，以防漏拧或松动并及时封闭。

3.3.2构件安装常见问题处理

螺栓扩孔问题：厂房柱安装时，严禁柱子底板火焊扩孔，对于已扩孔的底板，必须采用焊接方法补焊并打磨平整。

柱底剪力板切割问题：柱底剪力板无法安装就位时，必须对剪力槽进行处理，不得随意切割柱底剪力板，发现问题后要全部进行返工处理。因轻钢结构抗剪能力差，采用剪力板设计可以有效抵抗水平荷载的作用，增强结构安全性。

屋架跨度偏差问题：由于累积误差原因，整榀屋架组装后容易出现跨度尺寸偏小现象，严禁采用拉拽等方法强行与柱子螺栓连接。一般采取实际测量偏差值，增加适当厚度节点板并钻孔，然后把连接板塞入空隙后螺栓连接并拔紧。

柱、梁连接面斜缝问题：由于构件连接面加工角度控制不力，往往会造成连接面呈现契型缝现象，通常采取处理梁的连接面角度，增加柱头连接板并钻孔，在接头间隙处塞入增加的连接板并螺栓拔紧。

.结束语

通过对襄轴工业园轻钢结构厂房工程施工过程进行总结，进一步了解了轻钢结构制作安装施工中的控制重点、难点问题，对于以后类似工业厂房工程施工，有很好的指导意义，即确保了工程质量，减少了返工损失，又提高了企业的经济效益。