议厂房钢结构设计中存注意要点

罗文华

摘要：虽然我国钢结构工业厂房发展前景十分广阔，可是仍然存在问题，需要综合考虑设计和施工过程中的遵循的原则和注意的问题，以便保证厂房建设的顺利进行。

关键词：工业厂房钢结构;设计;施工

前  言

随着经济的迅猛发展，工业厂房设计也提出了更高的要求。而钢结构的优点是节材高效，制造安装运输简便，工期短，可拆迁，定型批量生产易于实现商品化等，近年来发展迅速，钢结构工业厂房应用日益广泛。钢结构工程因其结构跨度大、自重轻、安装便捷等优点被广泛应用于工业厂房，钢结构的施工质量直接影响到了厂房的安全和使用寿命，需要在其设计及施工中注意常见问题，使钢结构施工的质量达到对工业厂房预期的目的。

一、工业厂房钢结构设计时要注意的问题

1.防火设计

虽然钢结构具有很多优点，但是其防火能力很差，受温度影响大。钢结构受热在100℃到250℃之间时，随着温度的升高，钢结构的抗拉强度降低、塑性增大;温度达到250℃左右时，钢结构的抗拉强度有轻度的提高，但塑性继续降低，出现“蓝脆现象”;当温度超过250℃时，钢结构就会出现“徐变现象”;当温度达到500℃时，钢结构的强度极低，发生塌落，造成生产破坏，经济损失，甚至人员伤亡。所以，钢结构的隔热和防火设计极其重要。设计人员应当正确定义工业厂房的火灾危险性类别，确定厂房的防火等级，严格按照规范要求，使钢构件达到防火等级的要求，选用恰当的方法对钢结构采取有效防火保护，使钢结构的耐火极限达到规范规定的要求，防止钢结构在遇到火火灾时发生变形，甚至塌落。目前，最常用的方法是在钢结构表面涂覆防火涂料，提高钢构件的耐火极限。另外，设计人员还要充分考虑火灾时的人员疏散要求，合理设计疏散楼梯和安全出口。

2.抗震能力设计

在钢结构厂房施工建造前，应对结构的实际抗震性做综合考虑，有利于解决日后复杂多变的地质问题。设计厂房结构时一定要将刚度与质量呈均匀分布，并应用钢结构固有的受力性来降低横向结构的变形程度。同时还要尽可能实现钢结构对强度的要求，以确保杠杆不会失稳，从而有效提高整个钢结构厂房的安全性和稳定性。在发生地震的情況下，会出现低周疲劳影响，在设计过程中应充分考虑到其对厂房造成的影响。设计抗震性对于钢结构厂方来说具有至关重要的作用。

3.屋盖支撑系统及屋面设计

屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车设置及吨位大小、振动设备情况等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑，在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件限制和安装需要，无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵向水平支撑。

屋面设计的重点是防水。屋面防水设计涉及屋面坡度、天沟形式、单坡屋面长度等因素。屋面坡度最小为5%，在积雪较大的地区，坡度应适当增大。单坡屋面长度，主要取决于工程所在区域的最大温差以及降雨所形成的最大水头的高度。单坡屋面长度宜控制在70m以内，若超过70m，需做专题研究、特殊处理。常用的钢结构屋面做法有两种：①双层彩色压型钢板内夹保温棉，使用量很大，但温差大、单坡长造成的彩钢板热胀冷缩问题很难解决。②复合柔性钢屋面系统，由屋面彩钢板内板、隔汽层、保温层、卷材防水层组成。

4.连接点的设计

连接点是钢结构的重要参数之一，设计好连接点可以有效提高厂房的安全性、稳定性、抗震性和持久性。设计人员应根据企业的实际需要，参照厂房建设标准，选择合适的焊接工艺。在连接板的厚度选择方面，要选择合适的厚度。通常，连接板的厚度比梁腹板厚度多4mm，且须保证连接板的质量。钢结构中多采用高强螺栓。高强螺栓根据受力特点分为承压型和摩擦型两种，设计人员需根据实际情况进行选择，以保证施工效果。

二、工业厂房钢结构施工时要注意的问题与措施

1.施工中要注意的问题

进行钢结构工业厂房施工时应该注意很多问题，如下：一是关于地脚螺栓的埋设问题，地脚螺栓的稳定与否关乎到钢结构工业厂房的稳定性，它的精确度与否关系到钢结构定位，因此在进行施工的过程中，应该注意做好地脚螺栓工作，将轴线位控制在两毫米左右，标高为五毫米左右。可以将平面控制网的轴线投测到柱基础面上，全部闭合，保证螺栓的精度。二是关于吊车梁系统的安装问题，进行安装时要求按照规范，从柱间的支撑跨进行安装，可以在柱间支撑安装连接后构成稳定的空间钢度单元。以保证安全，并且在对端部截面的吊车梁底部安装时可以调整垫板。当进行制动板和吊车梁的连接时，可以先进行吹拧然后铺整。三是注意构件的合理堆放。进行钢结构工厂厂房的建设时，需要的构件很多，并且占用的空间较大，如果不合理地堆放，就阻碍构件的安装使用、施工的正常进行，甚至出现安全问题。可以将急需安装的构件直接堆放，按照需要吊装的顺序进行堆放，后使用的放在下面，不急使用的放在外面，进行存放的时候应该进行专人的管理，并且做好供货要求和清单。并且进行堆放的时候保证支点的稳定性。四是注意安全问题，做好安全防范措施，及时检查设备的安全性，有关工作人员做好防护措施。

2.保障施工质量的措施

2.1高强螺栓的安装

高强螺栓的安装包括两个步骤：首先，构件初始就位时先用临时普通螺栓固定;校正之后，再将普通螺栓替换成高强螺栓，并最终拧紧。在工业厂房中，钢结构件间的连接绝大部分是通过高强螺栓实现的，足以见得高强螺栓的安装在钢结构施工中的重要性。因此，对于高强螺栓日常的管理、使用要注意以下一些事项。

首先，高强螺栓日常的管理要保证连接板接触面的平整。若接触面不平整时，根据接触面间间隙的大小酌情处理。例如，间隙小于1.0mm可不处理;大于3.0mm时，加垫板，并对垫板两面进行喷砂处理，使安装的摩擦面应处于干燥状态，以满足摩擦系数的要求。应根据厂房中使用的位置，领取相应规格、数量的高强螺栓，尽量避免当天高强螺栓的剩余。若有剩余，禁止堆放在施工现场，将高强螺栓放在包装箱内。其次，高强螺栓在安装时，要轻装、轻卸，且利用光头撬棍及冲钉对正上下（或前后）连接板的螺孔，使螺栓自由进入，不能将螺栓强行穿入。否则，会损坏螺纹以及改变扭矩系数。而且，在安装高强螺栓时，以施工方便为原则，保证垫圈倒角与螺栓头的方向一致。最后，酌情处理连接板螺孔的误差。

2.2钢结构的安装校正

在立柱、梁安装完成后，要及时的进行安装校正。进行钢结构的安装校正时，要考虑到诸多因素，诸如风力、地形、日照等因素。在钢结构中，每完成一个构件的安装后，就要进行校正。若检查出现问题后，要采用千斤顶进行校正，校正完成后，要及时进行加固。

2.3安装过程中的焊接工艺

工业厂房钢结构中需要进行大量的焊接工作，但是由于施工中焊接环境和条件恶略，焊接的质量难以保证。为了确保钢结构的焊接质量，要由相关技术人员严格按照焊接工艺进行焊接，满足对接焊缝的设计要求。根据焊接的相关规定，立柱、屋架、梁等要采用一、二级焊缝，不能有咬变、缺口、裂纹、焊瘤等缺陷，保证焊缝的质量。在焊接完成后，要对焊缝进行一级行无损检测。

参考文献：

[1]刘震.工业厂房钢结构设计体会.《中国科技信息》.2012年11期

[2]马振宇.浅议轻钢结构工业厂房的施工[J].科技致富向导2012年06期

[3]李小梅.浅议钢结构的防火处理措施[J].中国新技术新产品.2009（05）：92