钢结构工业厂房施工技术的研究

(三门峡职业技术学院 建筑工程学院， 河南 三门峡市 472000)

由于钢结构自重轻、跨度大、安装方便、可循环利用等优点，钢结构工业厂房已经逐渐取代了传统的混凝土工业厂房应用在工程中。在钢结构工业厂房施工中，由于钢构件繁多，钢屋架需要现场拼接等原因，所以施工单位需要采用合理的施工技术才能保质保期完成工程施工。因此，研究钢结构工业厂房的施工技术，保证工程质量，是钢结构工业厂房施工的重中之重。

1、钢结构工业厂房的特点

首先，钢结构工业厂房构造简单，施工操作方便。传统的混凝土工业厂房，混凝土工业厂房施工复杂，施工周期长。比如框架结构的施工流程，框架柱先绑扎钢筋、后支模板，最后浇筑混凝土。框架梁和现浇楼板是先支模板后绑扎钢筋，最后整体浇筑混凝土。本层混凝土终凝后，才能进行下一层施工。混凝土初凝时间一般在1-3个小时左右，终凝时间一般在6-8个小时左右。而钢结构工业厂房其构件在工厂制作，现场安装。安装完钢柱，直接可以安装钢梁，因此施工操作方便，施工周期比较短。

其次，优化自重、性能。施工过程中，通过优化施工材料和自身结构，来提升厂房的性能。运用大量轻质、较强承载力材料，减小了厂房的自重，同时可提高厂房的安全性和可靠性。

最后，符合可持续发展的需要。目前，工业厂房设计施工都有绿色环保要求。在钢结构工业厂房中，由于使用的材料为绿色环保材料，能够实现高效回收和循环利用，绿色环保理念贯穿于钢结构工业厂房建设的全过程[1]。

2、钢结构工业厂房的施工

2.1 施工前的准备工作

2.1.1 机械设备的安装

为了保证厂房施工活动的顺利进行，钢结构工业厂房安装之前，必须做好准备工作。准备工作包含施工人员的准备和施工设备的准备。钢结构安装时，需要用到很多机械设备，因此施工设备要安好。在选择机械设备时，要考虑多个方面因素。首先，机械设备的选择，必须要考虑工程的实际、施工的难易程度和工程的场地条件等具体情况来进行选择。其次，机械设备选择时，需要考虑到本工程的施工进度和工期要求。再次，选择吊装设备时，要知道吊装设备的特性。此外，应根据施工单位的施工经验和技术水平选择合适的设备。最后，与土建交叉施工、配合也是机械设备选择应考虑因素。

2.1.2 施工测量

施工测量钢结构安装前的准备工作。钢结构工业厂房安装前，应该确定本厂房的主要点线和平面形状。测量时，应设计平面控制网络。这样做的话，既可以方便观测，又可以长期保留。为了方便施工后期的放样，需要在平面控制网里确定数条最基本的直线。施工放样控制线是由这些直线组成的。质检部门在工程后期检查其测量是否准确，可以通过这些控制线来检验。在施工平面控制网的设计过程中，要使得用到的坐标系和施工坐标系一致。施工时，还要检查、复核平面控制网。

2.2 地脚螺栓的安装

地脚螺栓的安装分为四个步骤完成。第一，安装地脚螺栓时，要保证地脚螺栓垂直。如果安装倾斜时，螺栓的安装坐标会有很大的误差，给安装带来困难。第二，地脚螺栓的敷设。敷设地脚螺栓前，清除地脚螺栓上的锈垢和油质。检查螺纹与螺母是否匹配。敷设当中，为保证灌浆的质量，杂物不可掉入螺栓孔内。第三，拧紧。预留孔内混凝土强度达到设计强度值的 75%，就可以拧紧螺栓，但各螺栓的拧紧力要均匀。拧紧后，螺栓要露出螺母。螺栓的露出长度一般为螺栓直径的 1/3～2/3之间。最后，要做施工记录。为方便今后的维修、更换螺栓，应做好详细的施工记录。施工记录主要包含地脚螺栓的型号、规格等内容。

2.3 钢柱安装

钢柱安装前，应查验钢柱合格证。同时对钢柱全面检查，如外形尺寸、焊缝、螺栓孔位置面等。如果钢柱有变形、不合格或者缺陷等现象出现，应对钢柱矫正，直到钢柱满足要求后才可以安装。常用的钢柱吊装方法有三种，即旋转法、递送法和滑行法。根据钢柱截面形状、钢柱长度、端面及起重机性能等情况，可定钢柱安装的吊点数量及位置。钢柱常用一点正吊法。为了对中校正，吊耳常设在柱顶。而吊点的位置在柱长的1/3处。细长钢柱，采用两点以上吊法。吊装前，先清理干净基础板。钢柱吊到基础正上方后，操作人员将钢柱定位在基础板上。当柱子降至基础板处，停止落钩。钢柱用撬棍撬的方法对准柱基础中心线，后点焊定位。当钢柱落于基础板表面，螺母立即固定钢柱。

安装完钢柱后，立即校正钢柱，校正钢柱完后再可永久固定钢柱。全部钢柱安装完后再校正，这种做法是错误的。如果这样做的话，使得整体结构位置有偏移，会使得梁无法安装。对于钢柱两跨间的垂直度，需要调整柱子底部垫铁的方法，通过调整钢柱两轴之间的垂直度，实现钢柱的固定[2]。

2.4 钢梁安装

比照设计图纸，检查图纸中标注的钢梁的编号、截面尺寸和安装节点。钢梁安装前，分析厂房的跨度，考虑安装时的各影响因素，使得安装完的钢梁能够符合设计要求。在屋面安装的过程中要及时测量好厂房钢结构中心的位移、主要部件之间的跨距、立柱的垂直度、弧度钢材的抗弯矩程度[3]。

门式刚架的钢梁在地面拼装好，再吊起组装好的钢梁，就位后再与钢柱连接。钢梁的吊装可用单机起吊或者是结合用铁扁担起吊。吊装钢梁时，吊点的位置是计算出来的。当钢梁侧向刚度小或是腹板宽厚比大时，可以多选择几个吊点，或是用双机抬吊。为防止钢梁在安装过程中出现不稳的情况发生，吊装吊车梁时，可用吊钩起吊钢梁的中心。为防止钢梁出现刚度弯曲，吊车梁安装完后不能向纵轴运动。同时安装完后就无需再固定钢梁了。

2.5 屋面板安装

1）施工准备。屋面板安装之前，首先要仔细检查承重檩条和梁，避免承重檩条和梁出现歪斜或不平整。对于有歪斜或不平整的承重檩条和梁，需要处理，处理好才可以进行屋面板安装。

2）施工工艺。在铺设屋面板时，主要按照以下顺序开展：屋面板排版设计→支架安装固定→铺岩棉→屋面外板安装→屋面附件安装→清扫杂物→自检→交工验收[4]。屋面板要按图纸放线安装并用自攻螺钉固定。屋面板是一种柔性构件，其搭接端要支撑在檩条上，同时要保证搭接长度。屋面板的搭接部位要符合规范要求，同时搭接长度要大于规范规定的最小值。密封以及防水事关建筑物的使用功能和寿命外，屋面板的安装不仅要保证安全可靠，还需要满足使用功能和寿命要求，如防水和密封等问题。除此之外，屋面板在安装时还需注意以下两点。①屋面板的自攻螺钉、拉铆钉要求设在板的波蜂处。防水垫圈和防锈螺盖应用于外露自攻螺钉部分。采用防水型外露拉铆钉，同时涂密封膏于外露钉头。②配件之间的搭接要求背主导风向，如屋脊板和泛水板等配件。用密封胶密封搭接部位，拉铆钉连接按要求避开屋面板波谷的位置。

3）检验。用观察法检查。屋面板不能有施工残留物和污物，同时要平整顺直，没有孔洞。

2.6 墙面板安装

墙面板安装时，先用棕神把墙面板提到安装位置再固定。根据控制线安装好第一块墙面板，再依次安装好第二块墙面板。当第二块墙面板与第一块墙面板接缝没有错误时，才可以与檩条连接。依次安装其它墙面板。墙面板固定时，还要注意根部保持水平。为保证钉子的水平，可以采用提前钻孔的方法。几块板摞一起，平整放于地面上，弹线，再依据檩条间距确定孔距钻孔。同时要做好门窗、封口等收边，确保墙面板牢固和美观。

2.7 高强螺栓安装

雨天不能安装高强螺栓，同时高强螺栓连接面要干燥、平整。如有氧化铁皮、油污或焊疤等现象，可用钢丝刷去除浮锈。使用的扭矩扳手使用前要校核，校核满足规定要求才可以使用。

高强螺栓的施工工艺程序是从中间向四周扩展，先初拧后终拧的方法。高强螺栓不能像普通螺栓一样一步到位直接终拧。在同一节点处的高强度螺栓，要先从螺栓群中部开始安装，逐个拧紧。为防止漏拧的现象发生，施工做法是拧一遍高强螺栓就用油漆标记。不同遍数，用不同颜色的油漆区分。高强螺栓的紧固顺序是由中间向四周进行或者是刚度大的部位向自由端进行。

高强螺栓可自由穿进螺栓孔。如高强螺栓不能穿进螺栓孔时，需要进行扩孔，同时禁止铁屑掉入板层。扩孔数量最多只能是螺栓孔数量的1/3，扩孔直径应小于规范规定值，严禁气割扩孔。当高强螺栓的性能及扭矩系数因如下情况改变，如高强螺栓出现生锈现象等情况。发生这种情况时，应清洗、除锈或润滑高强螺栓。同时要检验预拉力和扭矩系数，直到检验合格后才可以使用。

安装完成后，要复验高强螺栓的扭矩系数和紧固力。每一规格高强螺栓抽查8个，送到相关的检测机构复验。除此之外，还需要紧固检查高强螺栓。检查时一般抽检10%左右螺栓，但是抽检数量要大于1颗。

4 总结

综上所述，钢结构广泛应用于工业厂房。近年来，随着钢结构的迅速发展，工业厂房的主要结构形式也由钢筋混凝土结构转变为了钢结构。钢结构需要现场拼接、现场焊接，甚至还有需要现场加工的情况，其施工过程复杂繁琐。因此，需要加大力度研究钢结构施工技术，掌握其施工技术要点。这样才能提高施工质量，保证工期，降低资源浪费，保护环境。钢结构领域知识很多，每年都有新技术、新工艺出现，要运用新技术、新工艺到钢结构工业厂房的施工中去，其还任重而道远。

[1]何明雪. 钢结构工业厂房施工技术的探讨[J]. 民营科技,2017,(04):165.

[2]贾增利,孙玉茹. 工业厂房钢结构安装技术的研究[J]. 城市建设理论研究(电子版),2017,(10):289.

[3]宋立哲. 关于工业厂房施工技术的探讨[J]. 科技经济导刊,2016,(30):82.

[4]陈暂. 工业厂房钢结构安装技术的研究[J]. 科技与创新,2016,(03):143-144.