鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)與施工進(jìn)度計(jì)劃的配合

鄭勛敦 彭斯哲

摘 要：隨著我國建筑行業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，鋼結(jié)構(gòu)在各工程中的應(yīng)用愈發(fā)常見，但許多廠房由于使用時(shí)間較長或者結(jié)構(gòu)老化問題，需要進(jìn)行加固處理。本文首先就鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固設(shè)計(jì)進(jìn)行探討與闡述，并提出鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工進(jìn)度計(jì)劃相互配合的有效方法，以期為保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固效果與施工效率提供保障。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)廠房;結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì);施工進(jìn)度計(jì)劃

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）01-0090-02

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)廠房是滿足工業(yè)生產(chǎn)加工的重要建筑工程，也應(yīng)當(dāng)對(duì)生產(chǎn)操作人員與技術(shù)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)較為明顯，但存在一定的負(fù)荷能力不足、結(jié)構(gòu)形變概率大等問題，這些問題的存在，會(huì)嚴(yán)重威脅鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)安全，威脅廠房內(nèi)部人員安全。

1 鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)

1.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)作用

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)廠房加固工作而言，應(yīng)做好廠房加固設(shè)計(jì)，為避免鋼結(jié)構(gòu)廠房穩(wěn)定性受到影響。現(xiàn)代工業(yè)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)廠房具備較為明顯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，但存在一定的負(fù)荷能力不足、結(jié)構(gòu)形變概率大等問題，這些問題的存在，會(huì)嚴(yán)重威脅鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)安全，威脅廠房內(nèi)部人員安全。針對(duì)這些問題，就需要采取科學(xué)合理的鋼結(jié)構(gòu)廠房加固措施，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中存在的結(jié)構(gòu)缺陷與形變問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效的補(bǔ)救措施，以減少由于鋼結(jié)構(gòu)廠房質(zhì)量問題對(duì)廠房內(nèi)人員生命財(cái)產(chǎn)安全造成的威脅與影響。

另外，隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力日漸提高，生產(chǎn)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，鋼結(jié)構(gòu)廠房改建及擴(kuò)建的情況時(shí)有發(fā)生，這種情況下，廠房鋼結(jié)構(gòu)的改擴(kuò)建也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)跨度增大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)負(fù)荷增加，因而就需要做好鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固處理[1]。

近年來，我國清潔能源發(fā)展水平日漸成熟，光伏發(fā)電效率不斷提升，越來越多的工業(yè)廠房為了降低生產(chǎn)費(fèi)用與成本支出，開始在鋼結(jié)構(gòu)廠房頂部增加光伏電池組，以起到減少電力能源消耗的效果，這種情況下，鋼結(jié)構(gòu)廠房頂部的負(fù)荷增加，很可能超過鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)淖畲蟪休d力，就需要采取相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)措施，以保證鋼結(jié)構(gòu)廠房安全。鋼結(jié)構(gòu)廠房無論是由于技術(shù)因素而需要加固設(shè)計(jì)，還是由于工程改擴(kuò)建施工而需要加固設(shè)計(jì)，在加固設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)避免對(duì)原建筑進(jìn)行拆除。

1.2 常見鋼結(jié)構(gòu)廠房加固措施

鋼結(jié)構(gòu)廠房的常用加固技術(shù)包括兩種技術(shù)措施，其一在于對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，通過對(duì)結(jié)構(gòu)簡圖進(jìn)行計(jì)算與優(yōu)化;其二在于通過對(duì)原有廠房構(gòu)件技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，改善結(jié)構(gòu)連接。在鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)中，常用的技術(shù)方案與技術(shù)措施包括以下方面：

其一，在鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，增加剛性系桿或輔助性支撐桿件，通過降低受壓桿件長度的方式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固;其二，通過對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)梁柱等節(jié)點(diǎn)的連接方式進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布特點(diǎn)的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房梁、柱連接節(jié)點(diǎn)承受能力的提升;其三，在鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)中，增加中間支柱，或者在鋼結(jié)構(gòu)中增加斜撐，以實(shí)現(xiàn)梁跨度的減少，有效提高鋼結(jié)構(gòu)量的承載能力;其四，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房加固施工受到空間限制時(shí)，可通過對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的調(diào)整，提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠獲取與結(jié)構(gòu)荷載相反的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，在避免結(jié)構(gòu)加載面面積增加的情況下，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力分布情況的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)廠房加固;其五，降低鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)受力，可通過維護(hù)結(jié)構(gòu)增加的方式，確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的共同受力;其六，提升鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，具體方式包括增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面與其他技術(shù)參數(shù)等[2]。

1.3 優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)廠房加固方案

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)加固之后會(huì)出現(xiàn)截面位置變化的情況，因此應(yīng)當(dāng)充分考慮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建的受力性能。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件截面增加的情況下，可將回轉(zhuǎn)半徑進(jìn)行托大，對(duì)結(jié)構(gòu)桿件承載能力的穩(wěn)定性加以控制，減少長細(xì)比，避免受壓構(gòu)件截面面積過多增加。鋼結(jié)構(gòu)加固施工作業(yè)，應(yīng)采取必要的措施，確保加固前的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面與加固之后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面兩方面能夠有效協(xié)同運(yùn)行。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)相同截面采用混合連接時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)連接構(gòu)造方式進(jìn)行調(diào)整，以保證混合連接結(jié)構(gòu)構(gòu)件能力同步運(yùn)行。

鋼結(jié)構(gòu)廠房節(jié)點(diǎn)與構(gòu)件應(yīng)分開驗(yàn)算，分開加固;結(jié)構(gòu)受力未超過原結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，結(jié)構(gòu)加固措施所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與零件不必向節(jié)點(diǎn)板內(nèi)延伸。在加固設(shè)計(jì)時(shí)，加固構(gòu)件應(yīng)考慮其重量，現(xiàn)場(chǎng)是否有條件進(jìn)行工程機(jī)械吊裝，若不能使用機(jī)械，則應(yīng)考慮人力搬運(yùn)的可能性;應(yīng)盡量減少對(duì)于仰焊工藝的采用，或避免存在焊接施工空間過小的現(xiàn)象，所采用的加固構(gòu)件與結(jié)構(gòu)截面之間的焊縫，應(yīng)當(dāng)能夠滿足施焊作業(yè)與質(zhì)量檢查需求。

鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)的加固對(duì)象，通常都是已建成并已投用的廠房，應(yīng)針對(duì)廠房內(nèi)生產(chǎn)人員與廠房加固施工過程中的技術(shù)人員，采取安全防護(hù)措施。在選擇鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝時(shí)，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)焊接施工中結(jié)構(gòu)變形的控制、溫度的控制，避免存在應(yīng)力集中的情況。焊接時(shí)要做好控溫措施，防火措施。在有可靠依據(jù)時(shí)，或采用高強(qiáng)螺栓連接、粘貼鋼板的方式進(jìn)行加固。

在鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)中，所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)在盡量在場(chǎng)外完成生產(chǎn)加工，減少現(xiàn)場(chǎng)加工的麻煩。

2 加固設(shè)計(jì)與加固施工進(jìn)度計(jì)劃的相互配合

2.1 確定并細(xì)化分解工程施工進(jìn)度控制目標(biāo)

在鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)階段，開展工程施工進(jìn)度規(guī)劃工作，應(yīng)切實(shí)保證進(jìn)度控制目標(biāo)的細(xì)化。首先，在確定進(jìn)度控制目標(biāo)時(shí)，可將鋼結(jié)構(gòu)廠房工程的加固施工進(jìn)度控制目標(biāo)規(guī)定為加固施工的竣工時(shí)間。在制定進(jìn)度控制目標(biāo)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考量以下方面因素：其一，鋼結(jié)構(gòu)廠房加固工程整體進(jìn)度規(guī)劃與控制工作，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)加固施工進(jìn)度提出的要求;其二，鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)中，工程總包合同對(duì)于工程承包合同管理所提出的要求;其三，針對(duì)既有工程項(xiàng)目或同類工程項(xiàng)目的施工周期加以考量;其四，考慮建設(shè)單位在鋼結(jié)構(gòu)加固施工中所提供資金的穩(wěn)定性;其五，考慮承包單位在鋼結(jié)構(gòu)加固施工中所需要投入的施工人員數(shù)量及物資資源情況;其六，考慮鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)制造單位及鋼結(jié)構(gòu)的供應(yīng)單位在履行合同約定方面的能力。

作為EPC單位應(yīng)在將設(shè)計(jì)工作與施工管理工作良好的結(jié)合，例如，我司承接的宜興中環(huán)廠房加固項(xiàng)目，業(yè)主單位有多個(gè)廠房需要加固，工程量較多，故委托了兩家單位進(jìn)行設(shè)計(jì)及加固施工。兩家單位有明顯的對(duì)比，其中一家委托外設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)與施工各為其主;而我司則設(shè)計(jì)人員駐場(chǎng)，與施工管理人員一起開展項(xiàng)目，設(shè)計(jì)人員根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況選擇加固方案，對(duì)比另外一家公司，我司在兩個(gè)方面有明顯的改善，一是涉及到高空作業(yè)的效率，避免出現(xiàn)難以施工耽誤進(jìn)度的情況。施工人員在高空作業(yè)時(shí)，不宜攜帶較重材料，設(shè)計(jì)時(shí)將加固桿件拆分成單人能夠搬運(yùn)的大小，在加固位置再一一組裝。同時(shí)解決了材料水平運(yùn)輸及垂直運(yùn)輸?shù)膯栴}。而另一家公司只能通過電葫蘆等機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸，廠房吊頂內(nèi)空間狹小，多次帶來超重及碰撞問題，多次被業(yè)主叫停。二是高空作業(yè)的安全問題，在加固位置進(jìn)行焊接或鉆孔時(shí)，要有多層防護(hù)，避免材料、工具掉落，危害廠房內(nèi)正在生產(chǎn)的人員及設(shè)備。設(shè)計(jì)人員針對(duì)該情況設(shè)計(jì)了一套工作平臺(tái)，在加固位置能夠快速搭建，也能作為防墜保護(hù)。

2.2 結(jié)合加固情況進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度規(guī)劃

鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)方面的進(jìn)度計(jì)劃，屬于事前控制內(nèi)容，應(yīng)切實(shí)結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)工程施工進(jìn)度控制工作的工作內(nèi)容與工作特征，采取有效的控制方法與技術(shù)措施，以進(jìn)度目標(biāo)為導(dǎo)向采取必要的風(fēng)險(xiǎn)分析措施，針對(duì)加固施工中可能存在的問題進(jìn)行分析。結(jié)合工程施工周期與工程進(jìn)度管理目標(biāo)開展相應(yīng)的工程進(jìn)度設(shè)計(jì)與規(guī)劃。根據(jù)工程合同內(nèi)容與工程分期投產(chǎn)的具體要求，優(yōu)化工程施工設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作與施工任務(wù)實(shí)踐安排，明確單位工程與整體工程之間相互銜接的關(guān)系。在施工設(shè)計(jì)與進(jìn)度規(guī)劃中，提出流水施工原理，即以流水分段施工的方式，保證不同施工階段的相互銜接，保證加固施工的流暢性。利用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的方式，就局部加固工程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的編制與實(shí)施，以關(guān)鍵性線路為根據(jù)，保證鋼結(jié)構(gòu)加固工程的施工作業(yè)的連續(xù)性與全面性，基于工程項(xiàng)目整體進(jìn)度規(guī)劃，進(jìn)行年度進(jìn)度計(jì)劃的編制，充分考量鋼結(jié)構(gòu)廠房加固工程的形象進(jìn)度規(guī)劃與資源供應(yīng)計(jì)劃[3]。

在鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)中，將加固設(shè)計(jì)與進(jìn)度計(jì)劃相互結(jié)合，在保證鋼結(jié)構(gòu)廠房加固效果的同時(shí)，將工程進(jìn)度控制在合理范圍內(nèi)。可采用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度控制模型的設(shè)計(jì)，將鋼結(jié)構(gòu)廠房加固處理的材料信息、成本信息與進(jìn)度計(jì)劃相互結(jié)合，優(yōu)化項(xiàng)目計(jì)劃流程，從現(xiàn)場(chǎng)管理工作內(nèi)容入手進(jìn)行優(yōu)化，要求現(xiàn)場(chǎng)管理人員實(shí)時(shí)反饋進(jìn)度信息。鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計(jì)與進(jìn)度計(jì)劃的相互配合，還可以在項(xiàng)目進(jìn)度控制的每一個(gè)環(huán)節(jié)采用BIM技術(shù)，用以保證項(xiàng)目進(jìn)度控制指標(biāo)的高效性。與傳統(tǒng)的施工進(jìn)度控制流程有所不同，可利用BIM模型與定額的工程施工進(jìn)度標(biāo)準(zhǔn)，全面分析工程量與施工資源，在進(jìn)度控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)成本控制與質(zhì)量控制。

3 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的加固設(shè)計(jì)工作，應(yīng)合理采用科學(xué)的加固措施，保證加固設(shè)計(jì)效果，同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)廠房的加固設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)與項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃相互配合。優(yōu)化工程施工設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作與施工任務(wù)實(shí)踐安排，明確單位工程與整體工程之間相互銜接的關(guān)系。可采用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度控制模型的設(shè)計(jì)，切實(shí)提高進(jìn)度計(jì)劃水平。

參考文獻(xiàn)

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