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摘要：钢结构体的抗压性能优异，在建设工业厂房时应用钢结构不但可以改善建筑的稳定性、牢固性，同时能够减少建筑主体出现的不良沉降与裂痕等问题，保障工业厂房的结构安全系数达到标准。应用钢结构建设工业厂房还能避免产生难以回收的工业垃圾、建筑垃圾，在安装的过程中无需搭设脚手架，且不会对混凝土工程的施工进度产生影响。本文探讨了在建设工业厂房时应用多层钢结构的要点，包括钢结构基础处理、综合吊装、楼板及屋面安装技术。
关键词：钢结构；建设；多层；工业厂房
在建筑中应用钢结构有助于降低施工难度，缩短建设周期，且钢结构的自重轻及抗震性能较好，对建筑基础产生的荷载较低，能够减小建筑结构断面，改善建筑结构的韧性及强度性能。另一方面，应用钢结构容易实现灵活分隔设计与大开间设计，适用于跨度大、空间高的建筑，如大型仓库及工业厂房等[1]。应用钢结构时应保证尺寸精确、安装专业，同时要注意抵抗建筑整体产生的水平力，以保障结构的安全性能符合国家标准。本文探讨了多层钢结构在工业厂房中的应用问题，旨在改善工业厂房的建设质量。
1 工业厂房结构、荷载特点
为满足工业生产需要，通常需要在厂房中安装多种现代化大型工业设备，部分设备的上下贯通距离较大，可达数十米，这就可能导致厂房楼面出现较大的开孔，再加上厂房结构设计方案可受到生产工艺、生产流程的影响，建设的过程中可能会导致结构错层、刚度分布不均。多层厂房的层高通常≥4m，其层高远超民用建筑，且厂房内部的柱网尺寸也较大，内部柱距多在6m以上，部分情况下可达到18m左右[2]。工业厂房中的荷载类型较多，包括集中荷载、悬挂荷载及活荷载等，设备自重及振动时产生的荷载主要为集中荷载，吊顶、吊车、流水线及安装荷载等属于悬挂荷载，活荷载包括堆放工业原料及人员流动产生的荷载，活荷载一般可达到5kN/m2以上。通过分析可知工业厂房整体结构较为特殊、荷载较大，在应用钢结构建设工业厂房时应考虑到上述特点，合理优化多层钢结构施工技术，以适应厂房承载力要求，确保厂房内部结构性能、空间能够满足工业生产需要。
2 应用多层钢结构建设工业厂房的实例分析
2.1工业厂房概况
某项工业厂房工程采用钢框架结构设计形式，占地面积1058.4m2，共计6层，地上5层、地下1层，总高度为24.6m，地下室的顶板为混凝土板，顶板厚度为95cm，采用冲孔灌注桩加固厂房地基，以减少拉裂破坏及剪切破坏问题。在建设厂房时应用了多层钢结构，在厂房内设置柱间支撑，柱距为10m，厂房跨度为82m，厂房的外墙为砖墙，屋盖体系由槽形板、预应力薄腹梁组成，在施工时通过设置后浇带进行隔断，保证承重体系能够向框架梁均匀传力。在屋面中设置YX78压型钢板，框架柱及框架梁中的钢材为Q235钢，钢截面焊接形式为H型焊接，采用焰切技术处理截面翼缘。地面首层活荷载设计值为10kN/m2，第2层至第5层为7kN/m2，屋面为2kN/m2；基本雪压、基本风压分别为0.0kN/m2、0.3kN/m2，乙类抗震设防，设防烈度6度。
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2.2钢结构基础处理
在埋设钢结构的地脚螺栓时应严格按照设计图控制好施工精度，利用闭合的平面控制轴线投测施工面，并利用轴线放样及标示出钢柱的外边线，标示出外边线后及时搭设承台架子，同时在钢管架子表面抄测标高，保证埋设地脚螺栓时标高偏差＜0.5cm，轴线位移＜0.2cm，以确保锚栓处于铅直状态，在灌注砂浆前应采用底板调平下部螺栓。在基础杯口部分及底板下部设置钢结构保护层，保护层由水泥垫块组成，按照梅花形布置垫块，垫块厚度为4cm，间距为65cm。根据设计要求绑扎钢筋，绑扎棱台底板部位的钢筋前需要将位置线弹好，并妥善摆放好下层钢筋，绑扎底板钢筋的过程中应避免出现移位问题，绑扎好之后采用点焊法固定基础中的底板钢筋，应用满扎工艺处理钢筋网片。在安装基础插筋之前，先采用墨斗线在垫层上弹出安装插筋的位置线，随后将定位箍筋绑扎好，插基础立筋时应保证箍筋焊接固定点超过3处，在钢结构基础中灌注混凝土时，应尽量避免振捣螺栓所在的位置。基础柱、地脚螺栓等均埋设完毕之后，需要及时复核插筋、地脚螺栓位置，并注意系统性检查底板螺栓及插筋的规格。
2.3综合吊装
先吊装第1跨、第2跨、第3跨的首层结构，再吊装第1跨的第2层、第3层、第4层及第5层，随后吊装第2跨的第2层、第3层、第4层及第5层，最后吊装第3跨的第2层、第3层、第4层及第5层。吊装第3跨时采用倒序施工法，先吊装好第5层的钢梁，随后依次吊装第4层、第3层及第2层，在吊装第2层的钢梁时，采用小型吊车进行组合吊装，以便可以顺利收拢钢结构的主体框架。为确保纵向吊装的钢结构处于稳定状态，在吊装的过程中应保证两跨之间的排架牢固连接成一个整体，同时注意先吊装厂房两侧的横向结构，后吊装两跨之间的结构[3]。在拼装钢桁架时，利用吊车在空中逐根吊装钢柱、钢梁，依次吊装好下弦钢梁、上弦钢梁，随后拼装斜梁及竖柱，连接腹部竖柱时采用螺栓进行临时固定，安装好整个桁架后检查上弦钢梁的挠度，在确认挠度达到要求后可逐一紧固连接部位的螺栓，并完成焊接工作。吊装钢构件的过程中应避免随意钻孔或切割，并严格控制好上弦、下弦的预设起拱度，连接螺栓时要保证固定可靠，确保螺母不松动、不颤动，且应注意避免螺母出现偏移问题。在连接次梁与主梁时，采用了高强螺栓，在连接前应检验摩擦面的抗滑移能力是否达到标准，同时应确保连接部位的边缘缝隙＜0.08cm，连接钢结构时需要自由穿入高强螺栓，避免吊装过程中出现扩孔或敲打问题，拧入螺栓时需要严格标定扭力，尽量在一天内完成初拧、复拧以及终拧工作，对于超拧或欠拧螺栓，在吊装的过程中应及时更换或补拧。
2.4楼板、屋面安装
在铺设楼板时采用了热轧钢卷，如钢柱与热轧钢卷相交，则上翻钢卷四边，上翻20cm即可，如在楼板中设置洞口，可将热轧钢卷铺设在经过焊接处理的角钢表面，并上翻挡边，上翻15cm。铺设好钢卷后采用剪力钉将搭接处焊接好，焊接时采用SLH-25C型栓钉焊机，对于钢梁支撑点，可采用剪力钉对波槽进行点焊处理，各焊点之间的距离为30cm，为确保剪力钉能够穿透钢梁与钢卷，并增强钢结构的抗剪及抗震能力，应确保点焊时间超过10s。安装屋面板时采用了自攻钉及固定座，施工时应保证屋面板与固定座互相垂直，如自攻钉出现空钉问题，可利用密封胶修补空钉部位。此外，在厂房的屋面安装了保温材料，直接在檩条表面铺设保温卷材，避免在钢板吊顶上铺设保温材料，以免形成冷桥[4]。为避免钢结构氧化腐蚀，在施工中需要均匀刷漆，在刷漆时应避免遗留死角。
2.5转运站概况
高炉上料系统工程转运站采用钢框架结构设计形式，占地面积440m2，共计4层，地面横跨马路，总高度为23.5m，柱距为10m，厂房跨度为22m，厂房的外墙为砖墙，采用冲孔灌注桩基，箱型钢柱，H型钢梁，楼面板采用钢筋桁架楼层板，避免设备运行时震动对钢结构楼面梁柱影响过大。
3 结语
综上，在建设工业厂房时应用钢结构，可以满足超高层、重荷载及大跨度的设计要求，能够提升工程的整体建设效益。在应用多层钢结构时应严格遵守相应的技术标准与技术规范，确保钢材质量符合厂房设计要求，同时应注重吸收传统建筑结构的优势促进钢结构实现良性发展。
参考文献
[1]张又超,王毅红,张项英,等.单面钢丝网水泥砂浆加固承重夯土墙体抗震试验研究[J].西安建筑科技大学学报（自然科学版）,2015,47(2):255-259.
[2]余德冕,钟永利,张志明.新型超高层装配整体钢网格盒式“筒中筒”混合结构的研究与应用[J].科技创新与应用,2014(18):199-200.
[3]程显洲,蔡长青,王小明,等.基于多元算法的震害矩阵拟合研究——以上海市浦东新区多层钢混结构为例[J].华北地震科学,2015,33(3):6-10.
[4]陈久旺,赵佳伟,郭智.新型建筑节能结构一体化技术探析--浅析以轻钢龙骨结构为支撑的泡沫混凝土现浇体系[J].建设科技,2015(21):38-39.
论文作者:梁佐意,植海
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/14
标签：钢结构论文; 厂房论文; 荷载论文; 螺栓论文; 工业论文; 钢梁论文; 时应论文; 《基层建设》2016年18期论文;