工业厂房钢结构安装关键技术及工程应用研究

摘  要：工业发展日益蓬勃的形势下厂房建设规模也随之扩大，而在这一过程中钢结构施工技术应运而生，并且受到人们的更多青睐。但是，在钢结构工业厂房的施工过程中存在技术和管理问题，严重影响了施工效果，使得厂房在投入使用后难以发挥其结构优势。因此，需要优化钢结构技术体系，并加强施工全过程的技术管理和质量控制。基于此，本文针对工业厂房钢结构安装关键技术及工程应用策略进行重点分析。

关键词：工业厂房；钢结构安装；关键技术；工程应用研究

钢结构厂房具有自重轻、强度高、抗震性能好、施工速度快、施工工期短等特点，是目前工业厂房的主要建筑形式。钢结构厂房的建造过程包括工厂制造和现场安装两部分，而现场安装又包括钢结构厂房的结构安装和结构吊装两部分。在进行钢结构厂房施工时，由于所使用的钢材强度高、塑性好，其焊接工艺相对比较简单，因而是目前工业厂房中最常用的一种结构形式。钢结构厂房施工质量直接影响着厂房整体质量，因此在进行钢结构厂房施工时，必须严格控制其施工质量。本文就工业厂房钢结构安装关键技术及工程应用控制措施进行分析和讨论，希望能够对相关人士有所帮助。

一、工业厂房钢结构安装工程应用意义

随着人民群众审美水平的不断提升，建筑结构也表现出多元化的特色，各类新颖、美观、复杂的大型钢结构工程诞生，各种超大钢梁、异形构件、钢柱也被广泛应用在施工中，钢结构施工也开始朝着信息化、智能化的方向发展。我国的大型钢结构施工技术尽管推广的时间还不长，但也在短期内取得了丰硕的研究成果，各类大型钢结构厂房遍地开花，与传统的建筑模式相比，钢结构建筑有着延性好、强度高、适合工厂化发展、节能环保的优势，但是鉴于施工材料的特殊性，需要严格把握好设计、施工的各个环节。

工业厂房属于工业发展的核心场所之一，厂房的施工质量会直接影响工业的发展，也关乎工业生产的安全性，与传统混凝土厂房相比，钢结构厂房具有经济高效、可靠稳定、施工快速等诸多优势，但大型钢结构厂房对于施工的要求较高，需要严格控制。大型工业厂房建筑钢结构的强度较高，是因钢材具有较高的抗拉强度和抗压强度，能承受大范围的荷载，适合用于大型工业厂房的建筑结构。相比传统混凝土结构，钢结构具有较轻的自重和高的强度，可以减小建筑物整体重量，提高建筑物的抗震性能。因钢结构构件可以在工厂预制完成后再进行现场安装，施工周期短，可节约时间成本。而经过防腐处理的钢结构能够抵抗大气、水等介质的腐蚀，延长使用寿命，再对钢材的回收再利用，符合可持续发展理念，有利于资源循环利用[1]。

二、工业厂房钢结构安装施工难点分析

(1)建筑钢结构的工程在施工中，对于复杂性的建筑依然能保持良好的性能，现场施工比较方便。钢结构现场施工设备数量较少，不需要使用大型设备，但是高空作业相对较多，现场协调处理以达到施工的要求。(2)钢结构部件的焊接工艺要求较高，选择合适焊接方法，明确焊接工艺参数，并全面落实到位，保证焊接效果达到工程的标准。(3)安全保障：钢结构施工有多方面的因素，都会造成安全事故的出现，特别是大型结构的吊装以及高空作业非常多。由此可见，钢结构施工时必须组织开展各项安全管理措施，各级人员掌握安全知识，才能保证施工作业安全性达标。基于此，建筑工程钢结构施工存在一定的施工难度，各项因素都会给施工的效果造成不利的影响，所以必须采取合理的应对措施。钢结构施工涉及高空作业、吊装等环节，施工技术的优劣将直接影响到工人的安全，合理的施工技术能有效降低施工中的安全风险，确保工人的安全。同时，钢结构的施工质量对建筑物的使用寿命和安全性具有至关重要的影响，合理的施工技术可以保证结构连接的牢固性、尺寸的精准性和表面的光洁度，提高建筑物的整体质量。另外，钢结构的施工需要高空作业、吊装等特殊工艺，施工技术的先进与否直接关系到施工周期和效率，良好的施工技术能提高施工效率，缩短工期，降低成本。再加上施工技术的不断创新，能推动节能减排、资源循环利用等环保理念的实施，促进建筑行业的可持续发展。

三、工业厂房钢结构安装关键技术

（一）做好钢结构安装技术准备

1.开展图纸会审：要求相关人员熟悉图纸内容，包括节点；构件尺寸等，组织专家实施人员培训，开展安全方案与施工方案交底，对于工程中的难点和重点问题组织专家论证，反复确定方案的合理性。

2.优化设计图纸：加强与设计单位之间的交流与沟通，明确设计意图，并根据施工过程中可能出现的问题与设计人员反复沟通，提前设置预案，做到防患于未然，每个问题的解决都充分考虑到多个因素，实施严格的审核机制，尽可能将问题扼杀在萌芽外。同时，编制好《钢结构深化设计说明，着重关注几个因素:首先，保障建筑施工功能可以满足要求；其次，缩短加工周期，确保构件的及时供给，避免由于构件供应速度跟不上而影响施工进度；最后，在保障施工质量的前提下降低成本，减轻钢结构的重量。编制完成后交由设计人员审核，完毕后由工程部、加工厂、技术部共同审核。

3.机具准备：根据工程施工要求准备了汽车吊、电子水准仪、角向磨光机、吊索具、CO2焊机、空气压缩机、吊索具、卡环、钢丝绳、工具袋、钢水平尺、安全带、风速仪、测温计等。

（二）钢结构焊接施工技术

因工程钢结构焊接施工的工程量较大，所以施工前期焊接人员需要做好各项准备工作，例如了解气候条件、知晓焊接坡口几何尺寸、做好防火安全措施以及检查各焊接工具是否齐全等，随后还需要清理与检查坡口、衬板，提前进行预热。焊接施工中，焊接人员需要科学掌控焊接温度、焊接速度以及焊道宽度等，先从根部打底-填充焊接-面层焊接-后热及保温，最后需要进行焊接外观的检查。焊接施工结束之后，为了保证焊接质量，依据相关规定，工程监理人员需要对钢结构的焊接质量进行评定。工程具体施工使用的是定位焊，焊接人员需要持证上岗，焊缝厚度应大于3mm，长度应大于40mm，各焊缝间距应控制在300-600mm之间，焊接接头可以使用钢衬垫，焊接需在接头坡口内进行。如果焊缝出现夹渣、裂纹或气孔等现象，焊接人员需要重新进行焊接施工[2]。

（三）钢结构安装技术

1.高空原位安装

这项技术实际上可以分为普通安装和高级安装。第二个是第一个的改进版本，高层设备具有可用性高，安装效率高的优点，因此被广泛使用。在安装过程中，安装者需要确定组件的空间位置。接下来，需要组装地面工作或支撑平台以完成天线连接。当划分一个单元时，必须同时考虑起重装置的起重质量和钢结构的特定形状，并且必须严格控制位置以确保结构的稳定性，避免由举升结构引起的塑性变形。

2.滑移施工

该工程也可以分成两种不同的形式，第一种的上边的砌块类型滑移和第二种的支撑类型的滑移。为了使用该技术，需要首先拆分安装块的大小，然后根据块的大小调整平台。按照上述步骤操作，然后设置好滑行道，检查滑道的稳定性，严格控制光标的速度，以免在使用过程中出现安全和质量问题，对滑行技术的环境要求很高，结构的结构必须是平坦且水平的，足够大的工作场所是使用滑动技术的重要条件。

（四）钢构件吊装技术

在钢构件吊装前，提前完成预埋螺栓轴线间距的检查，如果偏差超过许可范围需及时校正。吊装需保护好构件边角，吊装顺序为钢架柱、轴钢架梁、轴系杆、支撑、屋檩与墙檩。其中，钢柱的吊装是重点环节，起吊前需调整好螺母高度，钢柱吊点控制在梁、柱连接位置的下缘处，在下落至200mm位置时，将钢柱底板螺栓孔对准地脚螺栓，渐渐落下，确保每个螺栓均可进入螺栓孔。为了控制好钢柱的垂直度，本工程使用了直角交汇法，在钢柱垂直轴线上设置经纬仪，瞄准中心线标志位置，在轴线与十字线重合后即可。在安装完毕后，设置缆风绳，确定钢柱标高、轴线和垂直度符合要求后焊接螺母点。对于钢梁的吊装，需将其置于钢梁正下方地坪，提前对拼装场地进行压实处理，设置好木方，使用汽车吊初步调整好位置，再使用经纬仪找平，利用安装螺栓连接[3]。为确保此项技术的应用效果，具体施工中，施工单位可采取以下几项措施:(1)施工前先认真分析钢结构状态和施工现场实际情况，以此来做好吊装准备。同时应严格检查所有起吊装置的实际情况，使其机械荷载符合实际需求，并对其运行参数作出正确调整；(2)具体吊装时，最关键的一个环节是吊装钢结构柱，在此过程中，施工单位可根据实际情况，按单点和双机两种类型进行吊装。在将钢结构柱吊离地面后，操作人员需根据实际的吊装类型来完成其空中吊装作业。对于单点吊，操作者一般会采取旋转吊装法，以免吊装中发生碰撞，直到将钢结构柱吊装到预定位置时，才可以在其上方实施垂直调整，并做好水平方向纠正处理，之后再将其吊装就位。对于双机吊，其空中吊装操作比较复杂，两名操作者需根据实际情况做好配合，以此来实施水平和垂直方向调整，经调整合格后才可以吊装就位；(3)主梁吊装时，操作者需要在整个吊装过程中做好手扶绳以及吊臂等关键部位的控制，使整个吊装过程能够顺利进行，且吊装位置需要和设计位置保持一致；(4)吊装过程中，为顺利推进此项工作，操作者还需要根据实际情况适当添加吊索。通过这样的方式，便可使钢结构吊装施工保持顺利进行，并进一步提升其施工进度。

（五）钢柱等施工及安全技术

在前期准备工作完成后，钢柱安装前还需进行清理工作，需对基础杯口的表面进行打毛处理，并放置垫铁，以调整标高。以地面为起点，在距离起点20~25m处于钢柱上标记出一条水平线，此条水平线主要用于复查平面标高基础。待其标记完成后，在钢柱上固定好临时爬梯及脚手架。在柱子安装的过程中，需要了解垂直吊装的注意事项并结合钢柱的重量、形状等，以确定起吊方式。可采用钢丝绳进行固定，在钢柱的肩梁处放置木块等作为垫板，作为钢丝绳绑定钢柱的着力点。为保障起吊安全，起吊过程中严禁施工人员在地面拖拉，除此还需用起吊设备吊起并固定。在起吊位置不正确时，需进行柱子找正。在找正上需从3方面进行，包括平面位置的找正、标高找正及垂直度找正。在柱子的实际标高低于目标高度时，可利用垫铁进行调整。在垂直度的找正上，可利用经纬仪进行找正。选择两台经纬仪，进行垂直观测。垂直度对于吊车梁、屋架安装效果起到至关重要的作用，因此垂直度找正工作很关键，而垂直度找正的方法也各有不同，可结合实际施工情况合理选择。在垂直度找正后需要用细石混凝土固定[4]。通常情况下，在钢柱安装过程中，柱脚底中心线对定位轴线的允许偏差为5mm，标高的允许偏差为+3.000/-5.000，垂直度允许偏差为H/1000且≤25，弯曲矢高的允许偏差为H/1200且≤15。

（六）钢结构屋面隔热防水施工

就大型工业厂房建筑来看，其隔热防水性能薄弱，并且钢结构施工大多采取焊接模式，钢结构之间极易出现缝隙，建筑防水性能也就随之受到影响。就传统钢结构建筑来看，一般以玻璃棉、膨胀珍珠岩等作为隔热材料，但其缺乏良好防水性能，老化几率较大，无法满足工程要求，因而在实际施工中可优化基料选择，侧重于自交联丙烯酸防水乳业，将特殊优质辅料加入其中，实施精加工处理，确保所形成隔热防水涂料具备良好的耐候性，以缝织聚酯布为辅助，保证隔热防水系统完整性，不可存在缝隙。为保证施工质量，需要加强基层清理，打磨除锈，处理干净沙尘、油污等，对防水薄弱部位实施加固处理，不可存在虚鼓、起包等问题，保证基面平整度，从而实现紧密贴合。待底涂完成后，观察表面是否达到干燥状态，之后以专用设备来实施面涂，保证隔热涂层厚度均匀，与设计要求保持一致。后期做好养护工作，施工现场不允许人员进入。

四、工业厂房钢结构安装工程应用策略

（一）加强施工原材料质量控制

在钢结构厂房制作中，原材料的质量控制是非常关键的。钢材作为钢结构厂房的主要施工材料，其整体质量的好坏及其质量控制方法和措施就显得至关重要。因此，在钢材进场时，要认真审核钢材生产厂家所出具的产品合格证和质检报告，并保证钢材的力学性能、化学成分组成以及其他指标均能够满足相关生产标准和规范，才能让其进场。此外，除了钢材之外，还需要考虑焊材和螺栓等工程材料的质量控制；同时，施工单位应依据厂房钢结构的跨度情况，确保钢梁组合和连接结构的要求与实际情况一致。此外，施工人员还需要按照相关要求和技术标准做好复检材料的复检操作流程。

（二）加强钢结构件组装质量控制

预制螺栓是整个厂房构件组装的首要步骤，其整体质量对于后续工作具有重要影响，因此必须做好预制螺栓的质量控制工作。首先，在实际组装过程中，组装人员需要按照实现规划和设计好的图纸对模板进行调整，并将预制螺栓通过安装模板和钢筋固定在立柱的主筋之上，以确保预制螺栓不会因为混凝土的浇筑而发生位移现象，从而有效保证了螺栓的高度和间距都能保持在可控误差范围之内，也能保证在混凝土浇筑时螺栓丝扣不受到损伤[5]。在钢构件组装过程中，组装人员要按照对应的生产流程，把握好重、难点环节，并做好关键零件的焊接及紧固件连接等工作，并在焊接后对各位置进行漏查和复查，确保各关键节点不存在质量问题后再进行下一道工序。

（三）加强钢结构厂房施工成本管理

施工完成后阶段性复查各项工作清单。提前培训相应的记录人员，侧重培养其专业技能。结合成本知识的发展，组织成本人员建立日常培训机制，通过网络平台帮助成本人员进行知识的更新和学习，帮助其提升自身职业判断力。在日常培训过程中不仅要涵盖政府会计制度内的所有专业知识，还要组织成本人员针对成本信息系统进行全面学习，针对预算分录及其生成规则进行了解，对日常实务进行学习和总结，并针对所生成的预算分录的准确性进行判断，针对问题及时修正。另外，竣工后进行现场清算，保证相关活动的公正性，核算工作安排多个人进行，避免出现误差。对于施工成本的管控需要依托于完善的施工成本管理体系，即结合施工项目实际情况对成本和预算工作进行严格管理，确保其开展的规范性和严格性[6]。同时，在成本管理等工作上，需要选取专业能力高、责任心强且人际关系老练的人员担任，通过他们的协助，在帮助管理者实现开源节流的基础上，针对原材料的管理和应用也更加科学和全面。

结束语

综上所述，钢结构厂房作为现代工业厂房的主要建筑类型之一，其具有重量轻、强度高、自重小、施工周期短等优势，同时还具有抗震性能好、外观漂亮、安装方便等特点，其已经被广泛应用于大型工业厂房、仓库等建筑领域。本文对钢结构厂房施工中的质量控制要点进行了分析，希望促进我国钢结构厂房工程的高质量发展。在大型工业厂房建筑中，钢结构是重要的结构之一，施工技术的恰当应用，有助于加强钢结构施工质量控制，保证大型工业厂房建筑结构的稳固性与安全性，促进建筑物使用功能的发挥。在大型工业厂房建筑钢结构施工中，需要规范安装吊车梁，以满足施工需要，加强安全施工管理，做好屋面隔热防水施工，确保钢结构施工整体水平得到提升，保障大型工业厂房建筑工程项目的综合效益。

参考文献：

[1]Mao C . Calculation and analysis of full plasticity of lateral force resisting member connection of industrial steel structure bracket [J]. International Journal of Frontiers in Engineering Technology， 2023， 5 (10):

[2]朱强强. 大跨度工业厂房钢结构安装施工要点分析 [J]. 散装水泥， 2023， (02): 137-138+141.

[3]雍飞. 工业厂房大跨度钢结构安装要点及质量控制措施探析 [J]. 工程技术研究， 2022， 7 (21): 103-105.

[4]张兵. 大跨度钢结构厂房复合板墙面系统安装技术 [J]. 建筑施工， 2021， 43 (11): 2279-2281.

[5]完海涛. 大跨度工业厂房钢结构安装施工探讨 [J]. 江西建材， 2021， (10): 280-281.

[6]陈泽英. 大跨度厂房钢结构安装和高强螺栓质量控制 [J]. 工程机械与维修， 2021， (01): 67-69.