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轻质钢结构厂房的特点及施工技术要点

发布时间:2021/11/16 点击量:
本文通过简要地先容目前较为流行的轻质钢结构厂房的相关特点,即自重较轻、材料供应充足,施工便利、性能可靠、造型美观,内部空间合理等有利条件,并对轻质钢结构厂房施工前准备工作以及施工阶段的钢柱吊装、钢梁吊装、屋面板铺设、铺板铺设等环节的施工管理技术要点进行了较为详细的论述,以期为同行提供借鉴和参考。
 
一、引言
 
随着我国工业水平的长足发展和社会经济水平的不断提高,近年来国内工业制造产业发展异常迅猛,同时伴随着国家产业结构的不断调整和优化,各类高端制造业如雨后春笋一般出现在华夏大地上。为了更好地服务新兴产业,减少其在厂区建设时间以及建设费用,而轻质钢结构厂房施工简便、造价低廉、性能可靠等优点受到了广大客户的青睐。随着轻质钢结构厂房材料和施工技术的不断发展,其不仅仅局限于小跨度、小吊车类型的厂房建设,更多大型的厂房被用于新兴制造业的发展之中。
 
二、轻质钢结构厂房的特点
 
1、自重较轻
 
作为轻质钢结构厂房的最大特点,其自身重量远低于钢筋混凝土以及其他钢结构建筑,主要原因是轻质钢结构厂房的承重结构大量采用轻型焊接工字钢和冷弯薄壁型钢。上述两种建筑材料的截面可以根据所需要建设厂房实际受力大小进行调整,其远较普通的工字钢、槽钢、角钢等截面受力合理。同时,由于轻型钢结构厂房所使用的钢材较普通钢材具有更高的强度、可塑性、抗弯抗剪能力,因此在相同受力条件下可大大减少单位面积钢材的使用量,从而减轻了钢结构的整体自重。
 
2、材料供应充足,施工便利
 
由于目前国内炼钢技术的不断提高,符合轻型钢结构所需钢材生产条件的企业数量较多,且分布区域也较为合理,全国各地都较为便利地进行采购,各类规格的轻质钢材货源十分充足。同时,鉴于轻质钢材在加工上的便利性,其通常直接采用螺栓或自攻螺丝进行固定和连接,无需使用大量的焊接工艺。而与混凝土建筑相比更不必使用钢筋绑扎、模板搭建、混凝土灌注和养护等一系列繁杂的工序,北方冰冷地区甚至可在基础地坪施工完成后在冬季进行施工作业,大大缩短了施工时间。
 
另外,由于几乎所有的轻质钢结构厂房的构建均可在工厂内直接生产,如结合目前较为流行的BIM技术进行预拼装,从而更加提高了施工效率。相关数据显示,一般规模较小的轻质钢结构厂房仅需2个月便可完成组装和搭建工作,而相同规模的混凝土厂房却需要10个月以上方可完成。
 
3、性能可靠
 
由于轻质钢结构厂房所采用的承重结构均采用强度高、可塑性大、抗弯抗剪能力强的新型钢材,同时其均被螺栓或自攻螺丝所固定从而形成一个有效的整体。为此,其在结构受力和抗震减灾能力上明显由于普通钢混建筑。另外,墙体龙骨在封闭完结构板材和石膏板后形成非常坚固的板肋结构体系,进一步提高了轻质钢结构厂房的抗震和抵抗水平荷载能力。试验数据显示符合标准建造的轻质钢结构厂房能够抵御8级地震所造成损坏,即便是在更大规模的地震中建筑物遭到破坏,其轻质结构坍塌后的人员物质抢救工作也远比钢混建筑来的方便,从而进一步确保轻质钢结构厂房的安全性。
 
4、造型美观,内部空间合理
 
轻质钢结构厂房由于内部承重结构布局更为合理,结构强度更为完善,故其内部承重柱的分布数量和分布密度远较混凝土建筑来的低,部分小规模的充分甚至可以做到一跨支撑,并且更加便于后期厂房的改建与扩建工作,十分适合工业制造过程所需的各类管线布置和机械布局调整。
 
由于其整体结构强度高,从而使得设计师能够在建筑的外墙上设置更多的窗户用于通风和采光,其大大改善了轻质钢结构厂房内的室内环境,为在其内部工作的工人营造了更加舒适的环境空间。
 
三、轻质钢结构厂房的施工技术要点
 
1、施工准备阶段
 
在进行轻质钢结构厂房施工前,必须做好场地的“三通一平”工作,并按照相关厂房设计图纸要求对厂房的基础进行处理,同时按照设计要求采购相关钢材、螺栓、自攻螺丝等建筑材料,并确保其质量和规格符合设计要求。
 
当厂房的地坪基础施工结束后,施工人员需及时对其进行承重结构的放样工作,待全部放样结束后,必须由质检员对放样成果进行检测以确保全部预埋件的施工满足设计要求。在材料进场后,材料员必须对施工所需的各类材料进行抽查,尤其是对承重结构钢材的加工尺寸及螺栓孔的大小和位置进行确认,以免在下部安装过程中出现误差。钢板材料使用之前,需要利用短正机对其进行矫正,确认其符合设计要求后方可进行下步切割加工。另外,还需对钢材进行合理范围内的金属探伤机检测,确保钢材内部结构强度和完整性达到相关规范要求。在各类材料加工过程中必须提前在材料上进行二次放样或预制加工所需的模具,从而提高材料加工的精准度,材料加工完成后必须及时清理加工面周边二等焊渣、毛刺等杂质,并按一定的取用顺序进行合理堆放仓储。
 
2、施工阶段
 
承重钢柱作为轻质钢结构厂房的核心构建,在其吊装前必须再次对钢柱上的螺栓孔、尺寸进行检查,同时确保吊机、吊索等吊装工作正常工作。吊装作业时先将吊索的一段固定在吊机的吊钩上,而另一端则固定在所需吊装的钢柱上,待吊机将钢柱缓慢吊起约1m后再仔细检查吊索的固定情况,以免在吊装过程中出现吊索脱落等安全事故。检查完毕后将钢柱固定在实现安装在厂房地基内的预埋件上,并反复校对钢柱之间的标高、垂直度等,待所有数据校准后使用螺栓将钢柱与预埋件固定。
 
当厂房四周的钢柱吊装完毕后,便可以进行下步钢梁的吊装工作。如部分厂房的跨度较大,可将钢梁分成左右两侧同时进行吊装作业,并在空中完成两侧钢梁的拼接工作。虽然该种施工方法对于钢梁吊装作业的精细度要求较高,还必须由人员进行高空拼接作业,但该种方法避免了单侧吊装时出现的钢梁失稳侧翻或下挠的问题。另外,在将钢梁安装到钢柱上后,要采用高强度螺栓进行连接,同样要及时在大梁上安装拉缆风绳,避免钢架发生倾覆。
 
一般情况下,铺板的方向应该按照习惯方向进行铺设,可以有效防止侧向搭接线暴露太过明显。但当处在风压较高的地区时,铺板方向可以自逆向方向进行铺设。安装施工过程中,首先使用的墙面板应当保持竖直,且保证板与板之间的搭接松紧适度。紧固件固定时应当将直垫圈拧紧并牢固定位,准确紧固螺钉,在自攻钉紧固过程中要保持力量适度,同时为避免结构产生锈斑应当对板面的铁屑进行及时清理。
 
图1 某项目屋面板布局图
 
目前,国内轻质钢结构厂房所使用的屋面板主要有以下几个类型,即暗扣板、锁缝板、螺钉板等,其价格与牢固程度各不相同,施工单位应当根据厂房所在地的气候环境条件以及厂房日后生产要求进行选择。屋面板安装时所采用的铺设方向根据当地主要季风风险进行调整。为了山墙收边的方便安装要按照设计图纸要求准确设置首张屋面板的起始位置,应该同时进行屋脊两边的屋面板的安装,并尽可能保证屋面板之间不发生搭接。如果建筑单坡比较长,应当现在现场成型屋面板。
 
结束语
 
轻质钢结构厂房作为近年来新型的建筑工艺,由于其造价低廉、施工简便等特点广受工业园区的青睐。为了进一步保障轻质钢结构厂房施工的顺利进行,必须实现进行详细的勘测和设计,以确保厂房结构和承重系统能够满足今后生产的各类需要。另外,除了上述施工阶段的技术要点外,向正规轻质钢结构厂房生产商采购符合国家标准的各项材料更是保障工程质量的必要举措。
 
编辑概况:杨虎(1977—)性别:男,职称:中级工程师,籍贯:湖北省钟祥市,从事工作:项目管理,工作单位:中国一冶集团有限企业海外企业。
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