門式鋼架輕鋼廠房加固關(guān)鍵技術(shù)

于岳，金禮

（建研（北京）結(jié)構(gòu)工程有限公司，北京100013）

1 引言

輕型鋼是一種新型結(jié)構(gòu)形式，將其用于廠房建設(shè)中可減輕屋面荷載，鋼結(jié)構(gòu)具備材質(zhì)均勻、加工便捷、成本低等特點，是廠房建設(shè)中的絕佳材料。

2 門式鋼架輕鋼廠房的構(gòu)成

門式輕鋼廠房是集多個結(jié)構(gòu)于一體的復(fù)合體系，主要含主（次）結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及滿足工程需求的各類附屬結(jié)構(gòu)。具體而言，主結(jié)構(gòu)主要用于承受自重與外力【1】，如鋼梁、鋼柱等；次結(jié)構(gòu)則是重要的支撐結(jié)構(gòu)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)中較為典型的有屋面板；附屬結(jié)構(gòu)含多種類型，如女兒墻、雨棚等。門式鋼架輕鋼廠房的工程實例見圖1。

圖1 門式鋼架輕鋼廠房

3 門式鋼架輕鋼廠房檢測與加固的意義

廠房的建設(shè)目的在于滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需求，但必須建立在足夠安全的前提下。輕鋼廠房集多重優(yōu)點于一體，但由于輕鋼材料的特殊性，整體結(jié)構(gòu)并不具備優(yōu)良的負(fù)荷能力，常伴隨有變形等缺陷，嚴(yán)重時直接對安全生產(chǎn)作業(yè)造成影響。從這一角度來看，針對門式鋼架輕鋼廠房的全面檢測尤為關(guān)鍵，可有效預(yù)防危險的發(fā)生，創(chuàng)造安全的生產(chǎn)環(huán)境。規(guī)避安全事故的關(guān)鍵在于“預(yù)防為主，防治結(jié)合”，因此技術(shù)人員要對鋼材和結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入檢驗。不僅于此，此類型廠房的加固工作也是創(chuàng)造安全生產(chǎn)環(huán)境的重要途徑，通過檢測手段可發(fā)現(xiàn)危險，采取加固措施可從根本上避免危險，確保廠房的穩(wěn)定性，為安全生產(chǎn)保駕護(hù)航，提升企業(yè)的生產(chǎn)效益。

4 門式鋼架輕鋼廠房的檢測

4.1 鋼材性能的檢測

此環(huán)節(jié)考慮的是鋼材質(zhì)地、外觀完整程度，明確鋼材是否出現(xiàn)了銹蝕或麻點。以廠房建設(shè)工作對鋼材所提出的性能要求為準(zhǔn)，對比進(jìn)場鋼材的性能情況，評定材料合格與否，不可出現(xiàn)以次充好的現(xiàn)象。通過測試的方式掌握鋼材的牢固性能；鋼材必須順直，接口處不允許存在缺陷，此方面也要得到全面檢測；檢查鋼材斷口處，分析其是否出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象【2】。

4.2 操作工藝的檢測

為滿足廠房建設(shè)需求，焊接是工程中尤為關(guān)鍵的一道工序，其質(zhì)量直接關(guān)乎鋼材的穩(wěn)定程度，隨之對廠房整體穩(wěn)定性帶來影響。因此，要檢查焊工的資質(zhì)，其必須持有相關(guān)資格證書。實際操作中，注重對焊條、焊絲等材料的檢查，其性能必須與母材相匹配；焊接作業(yè)后，應(yīng)檢查焊縫質(zhì)量，不可出現(xiàn)裂紋、弧坑等缺陷，禁止出現(xiàn)咬邊未焊滿的問題。除此之外，安裝工藝也是重點檢查對象，應(yīng)在專員的指導(dǎo)下驗收，將具體情況如實記錄。

4.3 周邊環(huán)境的檢測

鋼材施工易受到現(xiàn)場環(huán)境的影響，具體體現(xiàn)在空氣濕度、溫度等方面，并與現(xiàn)場的腐蝕性物品有關(guān)。遇到雨天天氣或是現(xiàn)場濕度較大，均容易對鋼材的性能造成影響，使其出現(xiàn)銹蝕等問題。對于檢查人員而言，要重點關(guān)注環(huán)境濕度這一因素，盡可能隔絕鋼材與水的接觸，以免出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。若施工現(xiàn)場存在高溫設(shè)備，也容易對鋼材的使用效果造成不良影響，如長期處于高溫環(huán)境下，鋼材易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，不利于廠房的穩(wěn)定性。此外，還要注重對運輸環(huán)境的檢查，確保鋼材在運輸過程中得到有效的保護(hù)，不可因碰撞而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷。

4.4 重點部位檢測

廠房鋼結(jié)構(gòu)體系中存在重點部位，此處應(yīng)得到重點檢查，應(yīng)兼顧材料結(jié)構(gòu)與性能2 方面，通過測試的方式評定重點部位的性能。全面檢查鋼材質(zhì)量，根據(jù)使用情況預(yù)估鋼材在后續(xù)階段易出現(xiàn)損傷的部位，加強對該處的防護(hù)工作。

5 門式鋼架輕鋼廠房的加固技術(shù)

門式鋼架結(jié)構(gòu)廠房施工便捷性高，對鋼材的需求量少，受力情況與計算模型的相似度高，可根據(jù)鋼材的物理性能制定科學(xué)的設(shè)計方案。廠房投入使用后，受超載的影響易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形現(xiàn)象，甚至超出規(guī)定限值，部分情況下工作應(yīng)力也會明顯大于鋼材設(shè)計強度，不利于廠房的正常使用?；诖?，為創(chuàng)造安全的使用環(huán)境，必須采取加固處理措施，具體做如下分析。

5.1 主結(jié)構(gòu)的加固

橫向鋼架的加固作業(yè)是最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。橫向鋼架是整個廠房中最為關(guān)鍵的受力結(jié)構(gòu)，需解決其穩(wěn)定性不足的問題?，F(xiàn)階段，以楔形截面的形式較為可行，可發(fā)揮出構(gòu)件截面的性能優(yōu)勢。關(guān)于空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，需秉承整體穩(wěn)定性的基本原則，要求整個廠房結(jié)構(gòu)體系都具備穩(wěn)定性。在屋面鋼梁間鋪設(shè)適量的縱向聯(lián)系梁，通過此構(gòu)件提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。針對軸處的柱頂采取可靠的加固措施，使得整體與各節(jié)點間保持穩(wěn)定的狀態(tài)。加固環(huán)節(jié)工作量較大，通過吊車系統(tǒng)的應(yīng)用可提升操作效率，但要與其他系統(tǒng)協(xié)同工作。需注意的是，盡管吊車系統(tǒng)具備獨立工作的能力，但現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，必須與其他系統(tǒng)形成配合關(guān)系，從而創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境，以提升主結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)對廠房的有效加固。

5.2 次結(jié)構(gòu)的加固

屋面檁條的選材尤為關(guān)鍵，以冷彎薄壁型鋼為宜，諸如C型鋼或是Z 型鋼均是可行的材料；若結(jié)構(gòu)跨度偏大，則較適宜的是H 型鋼【3】。針對墻面與墻梁2 類結(jié)構(gòu)，加固作業(yè)所用鋼材與屋面檁條一致，且此類材料也可應(yīng)用于抗風(fēng)柱的加固工作中。在既有次結(jié)構(gòu)計算模型的基礎(chǔ)上采取優(yōu)化措施，或根據(jù)實際需求適當(dāng)減小跨度。通過增加受力面積的方式可有效降低壓強，可將這一原理應(yīng)用于此結(jié)構(gòu)截面處理工作中，即適當(dāng)擴(kuò)大構(gòu)件截面，如加大上下翼緣，通過此方式控制原構(gòu)件應(yīng)力?；谏鲜龇绞?，輕鋼廠房的抗壓能力可得到大幅的提升，具備更好的加固效果。

5.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的加固

高波板（見圖2）是屋面板加固工作中較為可行的材料；關(guān)于墻面板的加固，則可使用低波板。做好各連接點的加固作業(yè)，可適當(dāng)加大咬合度，以確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)有效抵御外界壓力。加固作業(yè)時，應(yīng)用較為廣泛的為打釘連接方式，需調(diào)整好各釘子的間距。高強螺栓的物理性能較好，具備抗摩擦與抗壓的特點，在高強螺栓的基礎(chǔ)上輔以粘鋼板，此舉可有效提升加固效果。需注意的是，粘鋼板應(yīng)配合酸洗油漆共同使用，利用砂紙打磨直至其呈現(xiàn)出金屬光澤，達(dá)到此效果后再上膠，將其應(yīng)用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)中可發(fā)揮出補強作用。除上述方式外，還可對既有的荷載傳遞路徑做出優(yōu)化，盡可能減少桿件受力，避免桿件變形現(xiàn)象。

圖2 高波板

5.4 附屬結(jié)構(gòu)的加固

此環(huán)節(jié)主要考慮的是女兒墻、雨棚、爬梯等結(jié)構(gòu)的加固，要從各類結(jié)構(gòu)的受力特點出發(fā)，確定合適的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上做好加固作業(yè)。如女兒墻的加固，可適當(dāng)加大墻體高度，此方式在改善廠房美觀度的同時還提升了抗自然環(huán)境的能力，可有效抵御潮濕天氣帶來的不良影響，避免鋼材出現(xiàn)水侵害的問題。關(guān)于雨棚的加固作業(yè)，應(yīng)從鋼材的性能入手，增強材料的防水能力，避免雨水銹蝕問題，確保結(jié)構(gòu)的安全性能指標(biāo)維持在合理的水平。爬梯加固工作中，一方面要注重鋼材性能的提升，另一方面則要做好鋼材間的連接工作，根據(jù)工程經(jīng)驗，打釘是較為可行的連接方式。

6 結(jié)語

綜上所述，門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代化廠房建設(shè)中的主要形式，輕鋼結(jié)構(gòu)具備省材、質(zhì)地輕等特點，但也應(yīng)認(rèn)識到輕鋼結(jié)構(gòu)的缺陷。通過檢測工作，可明確各構(gòu)件的受力狀況，并針對缺陷或是重點部位采取針對性的加固措施，以提升廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，達(dá)到防治結(jié)合的效果，為日常生產(chǎn)作業(yè)提供良好環(huán)境。