多层钢结构工业厂房的设计与施工要点分析

 多层钢结构工业厂房的设计与施工要点分析

郭润新 

中联西北工程设计研究院有限公司  陕西 西安710000

摘要：建筑施工技术的不断更新，越来越多的建筑企业会在工程项目中应用新型施工技术。多层钢结构由于其自身优势，通常会被应用于工业厂房项目中。但由于部分施工单位未能掌握正确施工方法，导致施工质量差，影响工程进度与安全性。因此本文将结合实际案例，对多层钢结构工业厂房设计方案、施工要点进行分析，以期加强多层钢结构施工技术应用效果。

关键词：多层钢结构；工业厂房；设计要点；施工要点

前言：钢结构在应用过程中可发挥极大优势，例如高荷载能力、高抗震能力、节约施工成本、缩短施工周期等。为拓展钢结构应用范围，需对钢结构进行合理设计、严格施工，加强施工细节管理，才可确保工业厂房建设可靠性，为后期投入使用安全提供保障。

一、工程实例简介

   A工程项目为多层钢结构工业厂房，总建筑面积为15968.58㎡，建筑平均高度为22.31m，一层地面标高为±0.000m，层高为5.98m。2-4层层高皆为4.2m。其中一层于3m标高设置局部夹层。A工程项目施工前，施工单位、设计单位、业主等工程参与方，共同对项目经济性与施工周期进行对比，结合业主提出要求，对厂房纵横方向柱距均设置为9m，钢柱材料选用H钢，钢梁材料选择成品H型钢，选用楼承板楼面作为该厂房主体楼面，同时选用成品双层压型钢板复合保温墙体作为厂房墙面。为确保该厂房稳定性、安全性，保障其在应用过程中荷载力足够，设计师将该厂房内的钢柱数量设置30根[1]，使用下桩基承台作为主要基础。

二、多层钢结构工业厂房设计要点

（一）抗震性能设计要点

    无论是单层钢结构还是多层钢结构，设计过程中都应严格遵循安全性原则。地震作为影响工业厂房安全性主要因素之一，设计过程中应注重提升工业厂房整体结构抗震性能。由于本次工程项目处于地震多发地带，设计师开展抗震设计时，对场地与周边地质条件充分调查，之后结合勘察数据进行抗震设计，同时还对比参考优秀工程案例，为此次工程项目抗震性能、安全性能提供保障。

（二）准确计算结构参数

    对多层钢结构工业厂房进行设计过程中，设计师针对结构形式差异选取适宜计算方法，同时还考虑厂房结构布置，获取准确计算参数。与此同时，设计师还需考虑安全、经济等多元化因素，合理设计厂房荷载。得到数据开始计算前，设计师与业主、承建单位应互相交流得到共同认可，保持设计理念一致，为后续厂房施工顺利进行提供保障。此工程项目计算结构数据时，设计师采用新型计算方法，由于厂房整体结构较为复杂，设计师在计算中应用多种计算软件对结果进行审核，为设计准确性、科学性提供保障。

（三）遵循设计原则

    多层钢结构工业厂房应遵循的设计原则应包含安全性原则、经济性原则、可靠性原则、实用性原则。但由于部分企业过于注重经济效益，未能意识到安全问题，导致多层钢结构工业厂房设计缺乏安全性，投入使用后极易发生安全隐患。因此本次工程项目中，设计师严格遵循安全、经济、可靠、实用原则，结合客户多元化需求[2]、项目实际情况开展工程设计，使多层钢结构整体达到完美平衡，同时还确保企业综合效益获得大幅提升。

（四）化繁成简

    多层钢结构工业厂房设计过程中，设计人员采用化繁成简设计方式，应用简化技术对工业厂房结构进行处理。开展设计时，设计时首先对建筑材料进行严格掌控，明确厂房结构体系，为工业厂房可靠性提供保障，充分发挥多层钢结构应用优势。使用建筑材料过程中，施工企业对施工材料、设备质量与用量进行严格控制，确保工程资源被合理分配，节约施工成本。另外，设计人员还需对工业厂房使用功能、设计参数等多方面因素进行深入分析，掌握相应理论知识，使设计方案获得持续优化，为项目顺利进行、建设质量提供保障。

（五）科学设计横向、纵向结构

    此工程项目开展设计工作时，设计师还对横向、纵向结构进行科学设计。设计横向结构过程中，设计师对厂房实际使用功能透彻理解，确保厂房竣工后可满足企业生产需求，符合生产变化规律。设计纵向结构时，设计师考虑因素包含厂房稳定性与安全性，做到关键节点的严格掌控。另外，设计厂房构造与节点过程中，设计师结合实际情况选择现场制作构件方式，进而节约施工成本，加快施工进度，同时还可确保构件质量，充分发挥构件性能优势。

（六）合理设计变形缝

    为避免工业厂房在使用过程中发生坍塌等安全事故，此次工程中针对变形缝限值进行了严格设置。通常来说，大部分工业厂房规模、占地面积都十分巨大，通过合理设置施工缝限值，可对变形、湿度问题形成严格掌控。若未能合理设置，将会对厂房内部、外部使用环境形成严重威胁。因此通过合理设置，此项目并未发生施工缝安全问题，最终为企业正常生产运行提供良好环境基础，此厂房项目设计方案也受到承建单位、业主的一致好评。

三、多层钢结构工业厂房施工要点

（一）精准测量

    第一，合理设置水准基点。该工程项目建设过程中，施工人员选择三个水准点对其进行布置测量，设置时还确保水准基点均匀性。确定水准基点后，施工人员采用钢筋完成标记，之后使用水泥砂浆对水准基点形成妥善保护。施工作业结束后，施工人员着重控制的部位为水准点与水准基点附和路线、闭合路线，测量双点内高程数据，确保往返距离间测试高差满足施工标准，为水准基点设置合理性提供保障。第二，对轴线进行严格控制。通过控制轴线，可增强平面测量、竖向测量两方面的控制效果，为后续钢结构吊装安装过程顺利进行奠定基础。控制轴线过程中，施工人员采用内控法，可获得良好的平面轴线控制效果，同时确保吊装顺序设置准确。

（二）地脚螺栓

    在工程项目埋设地脚螺栓前，首先确定螺栓精度，之后严格依据设计标准埋设地脚螺栓，确保埋设稳固性。埋设过程中，技术人员确保轴线位移数据为-2.0mm[3]，标高为-5.0mm.地脚螺栓埋设完成后，施工人员在钢管架上抄写标高数据，增强标高数据应用效果。另外，轴线投测时，确保其处于桩基础表面，且轴线与桩基础面应呈现完全闭合状态，为地脚螺栓安装质量与精确性提供保障。

（三）钢柱吊装

吊装钢柱前，施工单位对吊机性能充分检查，确保运行正常后才投入施工过程中。与此同时，起重机开展吊装操作时，钢构件尺寸重量需满足起重机性能需求，沿刚才跨中或跨边吊行。吊装起重过程中，由于钢结构起重半径为L/2，因此本次吊装选择跨中开行吊装方法。操作时，工作人员操控起重机缓缓吊起两根柱，可确保吊装效果。完成吊装作业后，将四根柱子于停机点，可固定并支撑吊装部分。另一方面，若在实际施工过程中，钢构件起重半径不超过L/2，则可选用跨边开行吊装方法，还应做到每次吊装起重完成后及时安装一根柱子。

吊装钢柱过程中，施工单位灵活调整轴线，确保轴线位置不超过标准范围。完成吊装作业后，安排技术检测人员应用角尺对吊装部位进行数据检测，并未发现偏差。但若位置发生偏移，则应重新安置轴线。安置时，可安排一名工人缓慢移动钢柱，另一名工人做好稳定保护工作，最后一名技术人员进行位置数据检测，误差不得超过-3mm。

（四）钢梁安装

    钢梁安装施工前，施工单位对厂房跨度准确测量，确保钢梁安装效果充分满足厂房跨度设计要求。施工时，利用吊车单机旋转方式完成钢梁安置作业，这种安装方式可保障柱体稳定性，避免发生位移现象。

结语：通过多层钢结构工业厂房设计与实际施工情况来看，为确保钢结构建设效果，应在设计施工前对多方面因素充分考量，结合业主需求，严格遵循设计原则，同时还应在设计方案中加入抗震设计。唯有如此，才可确保设计方案科学性，提高项目建设质量。

参考文献：[1]田轩.多层钢结构工业厂房的设计与施工要点分析[J].四川水泥,2022(09):169-171.
[2]孟琳.多层钢结构工业厂房结构设计[J].建筑技术开发,2021,48(12):7-8.
[3]吴泽进.多层钢结构工业厂房结构设计要点探析[J].房地产世界,2020(19):45-46.