工业厂房箱型柱组装变形控制与施工

工业厂房箱型柱组装变形控制与施工

谢文国张坤阳 李岩 徐杨 吕镇正

中建新建建工（集团）有限公司 河南省焦作市 454000

摘要：工业厂房箱型柱作为一种重要的承重结构，其组装质量和变形控制对整个建筑的安全性和稳定性具有重要意义。随着我国工业建设的快速发展，对工业厂房箱型柱组装变形控制与施工技术的要求也越来越高。本文针对工业厂房箱型柱组装变形问题，分析其原因，并提出相应的控制策略和施工关键技术，以期为我国工业厂房建设提供参考。

关键词：工业厂房；箱型柱；组装变形控制；施工技术

一、引言

随着我国经济的快速发展，工业厂房建设需求不断增加，箱型柱作为一种重要的结构形式，在工业厂房建设中得到了广泛应用。箱型柱由钢板焊接而成，具有截面形状为箱形的柱子，其优点在于承载能力大、刚度好、节省材料等。然而，在箱型柱的组装过程中，容易出现变形问题，严重影响其使用性能和工程质量。因此，对工业厂房箱型柱组装变形控制与施工技术的研究具有重要意义。

二、工业厂房箱型柱组装变形原因分析

（一）材料性能的影响

1、钢材强度等级的不均匀性：钢材的强度等级越高，其屈服点和抗拉强度越大，但韧性相对较低。在箱型柱的制作过程中，若使用的钢材强度等级不均匀，容易导致组装过程中出现应力集中，从而引发变形。

2、钢材原材料的缺陷：钢材原材料中可能存在的夹杂物、缩孔、裂纹等缺陷，会在组装过程中传递到箱型柱上，使其产生变形。

（二）组装工艺的影响

组装工艺是影响箱型柱组装变形的关键因素，组装顺序、焊接工艺、螺栓连接方式等都会对箱型柱的变形产生影响。例如，不当的组装顺序会导致局部应力集中，使柱子产生变形；焊接工艺不合理会导致焊接变形和残余应力；螺栓连接质量不达标会导致连接部位的变形[1]。

（三）施工环境的影响

1、温度和湿度的变化：环境温度和湿度的变化会直接影响材料的性能，进而影响箱型柱的组装变形。特别是在高温或潮湿环境下，容易导致材料膨胀或收缩，引起箱型柱变形。

2、风力和地震等外部作用：在施工过程中，风力和地震等外部作用也会对箱型柱的组装变形产生影响。特别是在高风区或地震频发地区，应该在施工过程中加强相应的支撑结构。

（四）组装过程中力的作用

1、组装过程中的焊接热应力：焊接过程中，局部高温使材料膨胀，产生热应力。焊接完成后，冷却过程中产生的收缩应力，会使箱型柱产生变形。

2、组装过程中的外部力：在组装过程中，操作人员对构件施加的外部力，可能导致构件产生变形。

三、工业厂房箱型柱组装变形控制策略

（一）优化材料选择

在工业厂房箱型柱组装过程中，施工人员需要根据箱型柱的形状特点，选择合适的材料，例如，在箱型柱的下半部分选择焊接性能较好的材质，可以提高焊接时的抗变形能力；而在箱型柱上半部分，则需要选择抗变形能力强的材质，通过合理优化材料的选择来有效控制箱型柱组装变形。此外，为了提高材料使用性能，施工人员可以合理利用焊接技术对材料进行处理。例如：在进行箱型柱焊接时，施工人员可以合理利用超声波技术、磁感应技术等进行处理，从而避免焊接时出现变形情况。此外，施工人员还可以合理利用手工电弧焊来进行焊接作业。

（二）改进组装工艺

1、为进一步提高工业厂房箱型柱的组装效率，降低组装变形问题，在组装过程中应重视改进组装工艺。为使箱型柱的组装质量得到进一步提升，可通过以下几种方式对组装工艺进行改进：①在组装前，对施工人员进行技术培训，使其掌握一定的技术要点，并根据相关要求，采取相应措施，对生产工艺流程进行优化；②在生产过程中，应严格控制相关参数的设置，同时结合实际情况调整相关参数的设置；③在施工过程中，应严格控制焊接时间及焊接电流的大小与方向等方面的内容，从而使箱型柱组装质量得到进一步提升；④在安装前应对箱型柱进行校核，并使其达到国家相关规范标准[2]。

2、在工业厂房箱型柱组装施工过程中，应合理选择组装工艺，确保组装精度。为避免安装误差，可根据实际需求采取以下几种组装工艺：①将柱体下端吊放至安装平台上，对其进行固定处理，随后将柱体放置于平台之上；②将柱体的两端吊起至安装平台上，并对其进行固定处理；③在安装平台上将柱体放置于相应位置，对其进行固定处理；④在柱体与平台连接处的两侧吊放两根竖直钢丝绳，确保每根竖直钢丝绳与端部钢丝绳之间的距离保持在8 cm以上。⑤在吊装过程中，可通过提升千斤顶的方式对吊装设备进行调整。

四、工业厂房箱型柱组装施工关键技术

（一）组装顺序优化

在工业厂房箱型柱组装施工中，需要对组装顺序进行优化，这对于提高整个施工的质量具有十分重要的意义。在工业厂房箱型柱组装过程中，需要对所使用的各种技术进行应用。其中包括：在对箱型柱进行安装时，需要对其安装顺序进行优化；在对箱型柱进行焊接时，需要根据不同的节点类型以及不同的焊接方法来进行安装；在对箱型柱进行拼装时，需要根据不同的拼装方法来进行拼装；在对箱型柱进行吊装时，需要按照不同的吊装顺序来进行吊装。这些施工过程都是需要根据具体的施工要求来进行施工，如果在施工中没有严格按照相应的要求来进行施工，将会导致整个工程出现质量问题。

（二）焊接质量控制

箱型柱焊接质量控制主要包括以下几个方面：（1）严格按照相关标准，对焊接位置进行确定，并在焊接时对焊机和焊工进行严格的质量控制；（2）箱型柱安装过程中，要确保焊接材料和构件的质量，并按照相关标准进行检验；（3）箱型柱安装过程中，要保证构件的质量，并根据相关规定进行焊接；（4）对箱型柱焊接过程中的温度和湿度进行控制，在施工前要将构件存放到施工现场，并保证其处于正常的工作状态；（5）在焊接完成后，要对构件的温度和湿度进行检测，并及时将出现的问题进行反馈，并采取相应措施对其进行处理[3]。

（三）螺栓连接质量控制

在对箱型柱进行安装的过程中，除了对焊接质量进行严格控制外，还需要对螺栓的连接质量进行有效控制。螺栓连接作为箱型柱安装中的重要环节，其连接质量的好坏直接影响着整个工程的施工效果。因此，在施工过程中必须对螺栓连接质量进行有效控制。首先，在进行箱型柱螺栓连接时，应严格按照设计图纸进行安装，在安装过程中需要对焊接质量进行严格控制。其次，在选择螺栓时应结合实际情况进行合理选择，并且要保证选择的螺栓能够满足实际施工需求。最后，在安装过程中要加强对螺栓的检查工作，以此保证螺栓连接的质量。

（四）组装精度控制

在箱型柱组装过程中，需要对构件进行精度控制，将误差控制在允许范围内。由于箱型柱是由多个构件组成的，因此，如果装配精度控制不当，可能会出现一系列问题。比如，在组装过程中，如果没有对组装精度进行严格控制，就有可能会造成构件的扭曲、变形等问题。此外，由于构件数量较多、组装的方式也不同，因此在组装时可能会出现不同的问题。比如，如果构件数量较多、组装方式不同，那么就需要将不同的构件进行合理地分配。如果分配不合理就会导致构件出现扭曲、变形等问题，从而影响建筑结构的稳定性。

五、总结

工业厂房箱型柱的组装变形控制是确保工业厂房安全性和稳定性的重要一环，需要从材料、工艺、环境等多方面进行控制。通过优化材料选择、改进工艺流程、加强施工管理和控制组装变形的关键技术，可以有效地避免工业厂房箱型柱在组装过程中产生变形，确保结构的安全稳定。

参考文献：

[1]陆金龙,段军灵,董开基.工业厂房箱型柱组装变形控制与施工[J].金川科技，2023（2）：33-36.

[2]赵 兵.不锈钢管道施工的焊接变形控制[J].机械与电子控制工程，2023.DOI：10.37155/2717-5197-0504-66.

[3]黄晓振,邱建林,余俊杰.用于钢结构厂房箱型构件变形控制的加固装置：CN202222917369.1[P].CN218668669U[2024-03-29].