單層門式剛架輕鋼結構工業廠房工程的施工技術

詹俊春

（十一冶建設集團有限責任公司，廣西 柳州 545007）

隨著我國材料領域的不斷發展，科研人員研制出了輕型鋼，這種材料具有耗鋼少、安裝運輸方便、易拆裝和節能環保等特點，近年來在建筑行業應用越來越廣泛[1]。為了達到節能降耗降低成本的目的，科研人員運用先進技術，提高了輕鋼結構的穩定性，如果輕鋼結構能夠防止風吸力情況下依然保持穩定或者提高其彈性，就可以減少鋼材料的使用。所以單層門式鋼架輕鋼結構的施工質量以及技術管控顯得十分重要。

1 工程簡介

某公司廠房為單層門式鋼架輕鋼結構作為廠房結構，建筑面積為36600m2，其中包括了多棟門式鋼架輕鋼結構以及堆放物資的貨倉，其中A3 廠房的跨度為52m，長度為150m，廠房側面高度為15m 和17m，建筑面積為7800m2。在廠房施工過程中，該廠房由于跨度較大，輕鋼結構的材料較為均勻、穩定性好、結構重量小，施工成本大大降低，整個施工周期較短，所以選擇預應力管樁作為廠房基礎。

2 廠房上部結構結構設計

2.1 隅撐

屋面梁式柱受壓后的穩定能力主要靠隅撐，所以在屋檐口處、墻梁和模條交接處各安裝一對隅撐。同時在廠房斜梁的下翼邊緣承受壓力的區域設置隅撐，同時還要保證間距＜受壓翼緣的15 倍，如圖1 所示。

2.2 廠房支撐柱的設計

在廠房施工過程中，如果支撐柱設計不合理，當吊車移動時會造成鋼架結構的晃動，這樣很容易造成安全事故，因此在施工設計時，選擇鋼量較少的窄翼緣型鋼，因此支撐柱的橫截面長度只能設置為5m，同時在高5m 處焊接一道鋼管作為柱的水平支撐。在廠房施工中，交叉處的支撐通常采用角鋼，角鋼一般設置在廠房兩端，中間沿5 跨設置一角鋼。同時在同一支撐柱上安裝屋面支撐，這樣可以有效轉移載荷。

2.3 高規格螺栓連接的設計

通常情況下，廠房屋面的荷載較小，在設計荷載時，廠房支撐柱與斜梁的連接點承載著一定的彎矩力，因此要保證螺栓具有一定的強度。剪力的傳遞主要由鋼架結構構件之間的摩擦來實現的[2]。在廠房施工過程中，使用了較多的陽光板，窗戶設置較少，剪力也相應降低了很多。施工選用高強螺栓，不做任何處理。同時也可不進行抗滑移試驗，這樣一來可以減少施工成本。

2.4 鋼結構模條的設計

整個廠房設計中模條的設計計算是最為繁瑣的。目前房屋設計領域中模條的計算公式沒有明確的規范，設計人員計算無法找到可靠的依據。其次為了降低成本，在施工用料選擇上，模條不僅具有承重作用，同時兼顧著支撐結構中的壓桿作用。如果考慮房屋建設的蒙皮效應，模條還需進行冷彎成型，設計人員要計算有效截面，這將給設計工作帶來很多困難。在縱向力的作用下，模條受到牽引，這使得受壓一側與房屋的接觸面出現不穩定。Z 型模條屬于連接模條，內力分布較為均勻，能夠節約鋼材的使用，同時拆解和運輸也較為方便。

3 鋼構件的制作流程

3.1 制作工藝

其工藝流程如圖2 所示。

3.2 材料成型以及質量管控

1） 放樣：按照標準在大樣板和加工面上進行放樣，這一步需要質檢人員全程跟蹤檢驗，確保相應構件的各項參數以及安裝接觸面的精準性。

2） 切割：在材料成型過程中需要用到很多切割方式，其中包括剪切、氣割和剖口等，這些工作通過各種類型的切割機和剪板機來完成。在切割之前，工作人員應該使用矯正機對材料進行矯正，同時對材料進行探傷，然后再切割，各項工作必須嚴格按照標準來進行，包括尺寸、切口截面、飛濺物等，經檢驗人員檢驗合格后方可編號。

3） 構件的組裝：在組裝之前需要進行放大樣，然后對端頭進行銑平處理，然后點焊，經過檢驗后方可正式焊接。

4） 手工焊接：手工焊接需要使用二氧化碳以及電弧焊，工作人員必須持證上崗，焊接結束后檢驗人員需要使用探傷儀器對構件進行探傷，最后矯正構件。

5） 制孔：鋼結構成型后，需要使用鉆床來鉆孔，為了保證鉆孔的質量和精準性，應該先劃線，標記孔的圓心以及結構的軸線，鉆孔結束后質檢人員進行檢驗。

6） 矯正：材料成型過程的每一步都需要矯正，包括手工焊、埋弧焊以及下料等，這樣可以保證構件的參數符合設計要求。

7） 摩擦面的處理：構件的摩擦面兩端使用相應設備來銑平，經過矯正后進行拋光處理，摩擦面的制作按照相關要求進行，確保摩擦面的摩擦系數達到設計要求。

8） 構件表面的處理工作：零件經過加工成型后，工作人員需按照要求對零件邊緣進行處理，例如去除焊渣、污垢等并檢查，清理工作結束后使用拋光機進行除銹。

9） 刷漆：經過拋光后的零件需要進行抗氧化處理，油漆的型號由構件所處環境所決定，這其中包括溫度和濕度。噴漆的厚度由厚度檢測裝置進行檢測，刷漆后專業人員按照設計圖紙的要求標記，標記的內容有中心線、基準點和吊點等。

4 廠房結構的安裝

4.1 支撐柱的吊裝

1） 將柱子運輸至安裝位置附近，在地腳的螺栓上安裝具有調節作用的螺母，接下來運用水平測量工具將螺母進行調平。柱子的質量為1.8t，安裝高度不超過16m，20t 的吊車即可完成吊裝需求。在吊裝過程中采用單點吊裝法，吊點的位置一般設置在靠近柱子上端的1/4 處，吊車的位置應該在柱子的中線上，每次可吊裝3 根柱子。安裝完柱子后進行安裝柱子的支撐，做好屋面鋼梁安裝的準備。

2） 在安裝鋼柱過程中，利用調節螺母來進行調整標高，調整好標高后將調節螺母擰緊，保證柱腳班被螺母固定，接下來從兩柱之間的支撐開始安裝。

3） 安裝完畢后進行灌漿，屋面梁和拉條安裝矯正結束后再進行。

4.2 鋼梁的吊裝

1） 鋼梁的拼接組裝工作。在安裝鋼梁前，在地面進行鋼梁的拼接工作。鋼梁總長為60m，一共分為4 段，首先拼接前三部分的鋼梁，然后進行第四部分的鋼梁吊裝。工作人員要對各部分鋼梁進行相應的編號，按照固定的順序擺放，將前三部分鋼梁組裝成一個整體，全長30.4m。預拼裝結束后，對下翼邊緣部分采用木方墊調平，然后將各構件的端頭板進行連接，同時對連接螺栓進行除銹。當鋼梁預安裝結束后，要對構件的相應尺寸進行二次檢驗。

2） 首先使用15t 的吊車進行鋼梁前三部分的吊裝，接下來運用同種型號的吊車對最后一部分的鋼梁進行吊裝。鋼梁的安裝平臺應設置為活動平臺，在安裝過程中，現場要由兩名工作人員完成，當到達安裝高度時，工作人員才可進入安裝操作平臺，避免出現安全事故。

4.3 屋面檁條安裝

首先使用合適型號的吊車將模條吊裝到合適位置，使用粗鐵絲固定。在鋼梁上懸掛安全繩，保證安裝結束后的鋼梁能夠作為平臺進行安裝屋面模條，按照操作規程安裝好模條后再調平。在安裝過程中工作人員必須佩戴安全帶，避免出現安全事故。

5 結語

隨著科技的不斷發展，單層門式鋼架輕鋼結構已經實現了規模化生產，這樣一來可以降低施工成本，在施工過程中，由于該結構重量小，便于安裝，使其具備更加廣泛應用的可能性。同時，工作人員在施工時應該遵守相關規范，核對好各構件的相關參數，這樣才能保證施工的整體質量。