钢结构工业厂房建设中的施工问题研究

于德新 王国霖 何光源

中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250014

前言

钢结构工业厂房建设施工相较于以往的工业厂房结构模式而言，其不仅是设计理念上的一种创新，同时也具有作业难度更低且施工成本不高的优势。而在实际施工中，工作人员还应充分利用起重设备与先进测量技术以及焊接技术等，来实现对工业厂房格局的进一步优化，确保能够满足绿色建筑的相关要求。

1 钢结构在工业厂房使用中的优点

1.1 施工方便、成本低

在工业厂房建造中，使用钢结构与传统使用的混凝土相比成本要低，而且很大程度上可以减少对周围环境造成破坏，并且即使在施工期间需要改变厂房空间的布局也较为容易[1]。

1.2 提高建造效率

通过选购专业制造厂商生产的合格金属构件，使得在建造工业厂房的准确性和质量上有根本的保证。建造所使用的构件从制造厂到建筑工地的运输时间上的缩短，提高工厂的建造速度。钢构件运到工地组装，需要把螺栓与螺母拧紧，以及其他构件的啮合固定等，组装简单快捷，提高了施工效率，在保证速度的同时还要保证工厂的质量，为工厂更早的创造出经济效益。

1.3 钢结构的稳定性

钢结构最大的优点就是有良好的塑性和韧性。在负重载荷上面，有很强的适应性，假使偶尔会突然出现局部载荷超高也不会马上折断，安全性得到有力保障。通过合理的使用钢结构组成的柔性架框还可以有效抵御地震带来的危害。因此，在一些地震风险比较高和地基的承载相对差的区域应用钢结构比较广泛。

2 钢结构工业厂房建设施工中的问题

2.1 厂房结构设计

通常情况下，工作人员在进行钢结构工业厂房设计时，都会考虑厂房预期建设效果，即对生产活动空间的需求，进而选择框架结构来进行钢结构工业厂房设计，以确保厂房空间能够得到最大化利用。而当工业厂房的建设楼层较高时，则可以考虑选用框剪结构来进行厂房设计。而在钢结构厂房设计环节，工作人员还应将均匀性作为主要控制因素，以便确保对柱网进行均匀的布置，以便缩小质量中心与刚度中心间的差异，达到控制工业厂房空间扭转作用力的目的。与此同时，工作人员在进行钢结构工业厂房设计时，还应遵循规则、简便与传力明确等原则，降低钢结构因出现凹角、收缩、现应力集中或竖向过多等现象而出现内收或外挑的问题。此外工作人员还应将竖向刚度的稳定性作为工业厂房结构设计的把握重点。当面对多层工业厂房建设需求时，工作人员应充分利用横向控制施工技术，以确保厂房的纵向抗震性能与横向抗震性能的一致性，确保提升钢结构工业厂房的整体抗震性。

2.2 钢结构施工的温度控制

钢结构工业厂房建设施工质量还极易受到作业环境与气温情况的影响，而这是由于钢结构的材料性质等决定的。因此，工作人员在建设钢结构工作厂房时，应加强对涂层温度的有效控制，以便确保工业厂房的安全性能。通常情况下，应将涂层温度控制在5～40℃之间，当温度过高超出40℃后，必须即刻停止涂层施工。而当温度过低不足5℃时，则可以对其进行低温涂层施工。

2.3 钢结构体系的稳定性控制

钢结构体系的稳定性直接关系着工业厂房的最终施工质量，因此，工作人员应重视对钢结构体系的稳定性进行严格控制。因此，在针对大跨度结构进行设计时，工作人员应协调好局部稳定与整体稳定之间的关系。通常情况下，在进行大跨度结构设计之初，工作人员就会对稳定安全系数进行统一，影响了厂房局部稳定与整体稳定之间内在联系的准确反映。而就目前而言，钢结构体系的稳定性控制效果还没有达到理想状态。

3 提升钢结构工业厂房建设效果的设计措施

3.1 厂房结构布局的改进

根据上文所述可以，目前钢结构工业厂房建设过程当中，在结构的设计方面还存在一定的问题。基于此，本文认为有必要优化改进厂房的结构布局，从而提高厂房的使用效率。在钢结构工业厂房正式施工之前，首先应当对钢结构形式进行科学的选择，结合工业厂房的实际用途选择一个合适的形式。对于此，重点在于对荷载大小的测算和控制，确保钢结构的均匀性，例如如果荷载较大，则可以考虑选择网架结构，从而充分发挥钢结构在工业厂房建设中的应用价值。

3.2 优化防火和隔热设计

相比混凝土结构工业厂房，钢结构工业厂房更容易受到温度的限制，因此相对而言，钢结构工业厂房的防火性能较差。因此，在进行钢结构工业厂房的设计过程当中，要做好厂房的防火设计和隔热设计，从而确保厂房的安全性和可靠性，保证厂房内生产活动的稳定安全运行。具体而言，在进行防火设计时，首先需要明确工业厂房火灾危险性类别、防火等级等等。与此同时，要结合相应的建筑规范和防火规定，进行钢结构构件的选择，确保建筑材料的质量达标且具备所要求的防火等级。由此一来，如果发生火灾，可以在一定程度上降低火灾对厂房的影响。根据当前防火技术所达到的水平，我们可以通过涂刷防火涂料的方式来提高钢结构的耐火能力。

3.3 把握钢结构抗震性设计重点

在钢结构工业厂房的抗震设计过程当中，需要把握以下三个要点：①保证钢结构的刚度分布的均匀性，只有确保钢结构是均匀的，才能进一步确保抗震的效果，这是抗震工作开展的前提条件；②在实际的钢结构工业厂房设计活动当中，要重视对支撑结构科学性的把握，这是抗震设计中的一项重要工作；③抗震设计主要应对的就是地震的危害，所以必须要考虑到地震对钢结构工业厂房所产生的影响，同时要确保钢结构构件处于塑性状态。

3.4 厂房温度伸缩缝的设计和控制

考虑到钢结构材料的属性，为了能够较好地预防火灾安全事故的发生，需要在钢结构工业厂房的设计和施工过程中做好构思。相比于混凝土结构，钢结构对温度的敏感性更高，如果温度过高，可能会直接导致钢结构变形扭曲，而变形的程度就取决于钢结构构件所用的材料和温差。

4 结束语

综上所述，钢结构工业厂房相比混凝土结构厂房在保护环境、保证施工效率、提高土地利用率等方面具有更大的优势，因此对钢结构工业厂房建设进行研究具有重要意义。