鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
        
                                  
                    
        作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    					
        
					時(shí)間：2009-12-22 20:26:15					[收藏]
        
               
        
                
        				
        				
        

               
        
               
          
				鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單步驟和設(shè)計(jì)思路 
          
　　(一) 判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu) 
          
　　鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動(dòng)、高溫車間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說：大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉棚、工廠、住宅和臨時(shí)建筑等。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)相一致的。 
          
　　(二) 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置 
          
　　此處僅簡單介紹。 詳請(qǐng)參考相關(guān)專業(yè)書籍。由于結(jié)構(gòu)選型涉及廣泛,做結(jié)構(gòu)選型及布置應(yīng)該在經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師指導(dǎo)下進(jìn)行。 
          
　　在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中都應(yīng)該被強(qiáng)調(diào)的是“概念設(shè)計(jì)”,它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要。 對(duì)一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。 運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。同時(shí)，它也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。 
          
　　林同炎教授在《結(jié)構(gòu)概念和體系》一書中介紹了用整體概念來規(guī)劃結(jié)構(gòu)方案的方法，以及結(jié)構(gòu)總體系和個(gè)分體系間的相互力學(xué)關(guān)系和簡化近似設(shè)計(jì)方法。 
          
鋼結(jié)構(gòu)通常有框架、平面(木行)架、網(wǎng)架（殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)型式。 
          
　　其理論與技術(shù)大都成熟。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實(shí)用的設(shè)計(jì)方法，比如網(wǎng)殼的穩(wěn)定等。 
          
　　結(jié)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)考慮它們不同的特點(diǎn)。在輕鋼工業(yè)廠房中，當(dāng)有較大懸掛荷載或移動(dòng)荷載，就可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架?；狙捍蟮牡貐^(qū)，屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落（切線50度內(nèi)需考慮雪載 ），如亞東水泥廠石灰石倉棚采用三心圓網(wǎng)殼?？傃┹d釋放近一半。降雨量大的地區(qū)相似考慮。建筑允許時(shí)，在框架中布置支撐會(huì)比簡單的節(jié)點(diǎn)剛接的框架有更好的經(jīng)濟(jì)性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構(gòu)件受拉為主的懸索或索膜結(jié)構(gòu)體系。高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常采用鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，在地震烈度高或很不規(guī)則的高層中，不應(yīng)單純?yōu)榱私?jīng)濟(jì)去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。宜選擇周邊巨型src柱，核心為支撐框架的結(jié)構(gòu)體系。我國半數(shù)以上的此類高層為前者。對(duì)抗震不利。[19] 
          
　　結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征,荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般的說要?jiǎng)偠染鶆?。力學(xué)模型清晰。盡可能限制大荷載或移動(dòng)荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)。 柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻。其形心要盡量靠近側(cè)向力(風(fēng)震)的作用線。 否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。 結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線。 比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應(yīng)能單獨(dú)承受1/4的總水平力。 
          
　　框架結(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置,有時(shí)可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會(huì)使主梁截面加大，減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時(shí)會(huì)吃不消，此時(shí)把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。 
          
(三) 預(yù)估截面 
          
　　結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
          
　　鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接h型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按l/b限值確定時(shí)，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計(jì)算，這種方法很受歡迎。 確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預(yù)估。 
          
　　柱截面按長細(xì)比預(yù)估。 通常50<λ<150, 簡單選擇值在100附近。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或h型鋼截面等。 
          
　　初學(xué)者需注意，對(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)，規(guī)范中對(duì)截面的構(gòu)造要求有很大的不同。 如鋼結(jié)構(gòu)所特有的組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定問題。在普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。 
          
　　除此之外，構(gòu)件截面形式的選擇沒有固定的要求，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)構(gòu)件的受力情況，合理的選擇安全經(jīng)濟(jì)美觀的截面。 
          
　　(四) 結(jié)構(gòu)分析 
          
　　目前鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)分析通常為線彈性分析,條件允許時(shí)考慮p－Δ,p－δ。 
          
　　新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能。這為更精確的分析結(jié)構(gòu)提供了條件。并不是所有的結(jié)構(gòu)都需要使用軟件: 
          
　　典型結(jié)構(gòu)可查力學(xué)手冊(cè)之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形。 
          
　　簡單結(jié)構(gòu)通過手算進(jìn)行分析。 
          
　　復(fù)雜結(jié)構(gòu)才需要建模運(yùn)行程序并做詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。 
          
　　(五) 工程判定 
          
　　要正確使用結(jié)構(gòu)軟件，還應(yīng)對(duì)其輸出結(jié)果的做“工程判定”。比如，評(píng)估各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)“工程判定”選擇修改模型重新分析,還是修正計(jì)算結(jié)果。 
          
　　不同的軟件會(huì)有不同的適用條件。初學(xué)者應(yīng)充分明了。此外,工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算和精確的力學(xué)計(jì)算本身常有一定距離, 為了獲得實(shí)用的設(shè)計(jì)方法,有時(shí)會(huì)用誤差較大的假定, 但對(duì)這種誤差, 會(huì)通過"適用條件、概念及構(gòu)造"的方式來保證結(jié)構(gòu)的安全。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,“適用條件、概念及構(gòu)造”是比定量計(jì)算更重要的內(nèi)容。 
          
　　工程師們不應(yīng)該過分信任與依賴結(jié)構(gòu)軟件。美國一位學(xué)者曾警告說：“誤用計(jì)算機(jī)造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個(gè)時(shí)間的問題?！?
          
　　注重概念設(shè)計(jì)和工程判定是避免這種工程災(zāi)難的方法。
          
(六) 構(gòu)件設(shè)計(jì) 
          
　　構(gòu)件的設(shè)計(jì)首先是材料的選擇。 比較常用的是q235(類似a3)和q345(類似16mn)。 通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。 經(jīng)濟(jì)考慮,也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。 當(dāng)強(qiáng)度起控制作用時(shí),可選擇q345； 穩(wěn)定控制時(shí),宜使用q235。 
          
　　構(gòu)件設(shè)計(jì)中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗(yàn)算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配。 
          
　　當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗(yàn)算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步,一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過的構(gòu)件，從給定的截面庫里選擇加大一級(jí)。并自動(dòng)重新分析驗(yàn)算，直至通過，如sap2000等。這是常說的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。 但是，初學(xué)鋼至少應(yīng)注意兩點(diǎn)： 
          
　　1、軟件在做構(gòu)件(主要是柱)的截面驗(yàn)算時(shí),計(jì)算長度系數(shù)的取定有時(shí)會(huì)不符合規(guī)范的規(guī)定。目前所有的程序都不能完全解決這個(gè)問題。所以,尤其對(duì)于節(jié)點(diǎn)連接情況復(fù)雜或變截面的構(gòu)件,結(jié)構(gòu)師應(yīng)該逐個(gè)檢查。 
          
　　2、當(dāng)上面第(三)條中預(yù)估的截面不滿足時(shí)，加大截面應(yīng)該分兩種情況區(qū)別對(duì)待。 
          
　　(1) 強(qiáng)度不滿足,通常加大組成截面的板件厚度，其中,抗彎不滿足加大翼緣厚度，抗剪不滿足加大腹板厚度。 
          
　　(2) 變形超限，通常不應(yīng)加大板件厚度，而應(yīng)考慮加大截面的高度，否則，會(huì)很不經(jīng)濟(jì)。 
          
使用軟件的前述自動(dòng)加大截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，很難考慮上述強(qiáng)度與剛度的區(qū)分，實(shí)際上，常常并不合適。 
          
　　(七) 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 
          
　　連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前,就應(yīng)該對(duì)節(jié)點(diǎn)的形式有充分思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是,最終設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致,這必須避免。 按傳力特性不同,節(jié)點(diǎn)分剛接,鉸接和半剛接。 初學(xué)者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者。常用的參考書[2]有豐富的推薦的節(jié)點(diǎn)做法及計(jì)算公式。 
          
　　連接的不同對(duì)結(jié)構(gòu)影響甚大。比如,有的剛接節(jié)點(diǎn)雖然承受彎矩沒有問題,但會(huì)產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)動(dòng), 不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定。 會(huì)導(dǎo)致實(shí)際工程變形大于計(jì)算數(shù)據(jù)等的不利結(jié)果。 
          
　　連接節(jié)點(diǎn)有等強(qiáng)設(shè)計(jì)和實(shí)際受力設(shè)計(jì)兩種常用的方法, 初學(xué)者可偏安全選用前者。設(shè)計(jì)手冊(cè)[2]中通常有焊縫及螺栓連接的表格等供設(shè)計(jì)者查用,比較方便。 也可以使用結(jié)構(gòu)軟件的后處理部分來自動(dòng)完成。 
          
　　具體設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容: 
          
　　1、焊接: 對(duì)焊接焊縫的尺寸及形式等,規(guī)范有強(qiáng)制規(guī)定,應(yīng)嚴(yán)格遵守。 焊條的選用應(yīng)和被連接 金屬 材質(zhì)適應(yīng)。e43對(duì)應(yīng)q235,e50對(duì)應(yīng)q345。 q235與q345連接時(shí),應(yīng)該選擇低強(qiáng)度的e43,而不是e50。 
          
　　焊接設(shè)計(jì)中不得任意加大焊縫。 焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近。其他詳細(xì)內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定。 
          
　　2、栓接: 
          
　　鉚接形式,在建筑工程中，現(xiàn)已很少采用。 
          
　　普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結(jié)構(gòu)部位使用。 
          
　　高強(qiáng)螺栓,使用日益廣泛。常用8.8s和10.9s兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。根據(jù)受力特點(diǎn)分承壓型和摩擦型。兩者計(jì)算方法不同。 高強(qiáng)螺栓最小規(guī)格m12。 常用m16～m30。 超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定,設(shè)計(jì)中應(yīng)慎重使用。 
          
　　自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要連接。 國外在低層墻板式住宅中,也常用于主結(jié)構(gòu)的連接。 
          
　　3、連接板: 可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm。 然后驗(yàn)算凈截面抗剪等。 
          
　　4、梁腹板: 應(yīng)驗(yàn)算栓孔處腹板的凈截面抗剪。承壓型高強(qiáng)螺栓連接還需驗(yàn)算孔壁局部承壓。 
          
　　5、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等。構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場無法安裝是初學(xué)者長犯的錯(cuò)誤。此外，還應(yīng)盡可能使工人能方便的進(jìn)行現(xiàn)場定位與臨時(shí)固定。 
          
　　6、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮制造廠的工藝水平。 比如鋼管連接節(jié)點(diǎn)的相貫線的切口需要數(shù)控機(jī)床等設(shè)備才能完成。
          
(八) 圖紙編制 
          
　　鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出圖分設(shè)計(jì)圖和施工詳圖兩階段，設(shè)計(jì)圖為設(shè)計(jì)單位提供，施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設(shè)計(jì)圖編制，有時(shí)也會(huì)由設(shè)計(jì)單位代為編制。由于近年鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目增多和設(shè)計(jì)院鋼結(jié)構(gòu)工程師缺乏的矛盾，有設(shè)計(jì)能力的鋼結(jié)構(gòu)公司參與設(shè)計(jì)圖編制的情況也很普遍。 
          
　　1、設(shè)計(jì)圖: 是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù)。 深度及內(nèi)容應(yīng)完整但不冗余。 在設(shè)計(jì)圖中,對(duì)于設(shè)計(jì)依據(jù)、荷載資料（包括地震作用）、技術(shù)數(shù)據(jù)、材料選用及材質(zhì)要求、設(shè)計(jì)要求（包括制造和安裝、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)的等級(jí)、涂裝及運(yùn)輸?shù)龋?、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面選用以及結(jié)構(gòu)的主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等均應(yīng)表示清楚，以利于施工詳圖的順利編制，并能正確體現(xiàn)設(shè)計(jì)的意圖。主要材料應(yīng)列表表示。 
          
　　2、施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等。深度須能滿足車間直接制造加工。不完全相同的另構(gòu)件單元須單獨(dú)繪制表達(dá)，并應(yīng)附有詳盡的材料表。 
          
　　設(shè)計(jì)圖及施工詳圖的內(nèi)容表達(dá)方法及出圖深度的控制，目前比較混亂，各個(gè)設(shè)計(jì)單位之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間不盡相同。 初學(xué)者可參考他人的優(yōu)秀設(shè)計(jì)并參考相關(guān)的工具書[3]，并依據(jù)規(guī)范規(guī)定編制。
          
我們?cè)谝酝墓こ虣z查中，所發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝存在一些常見多發(fā)性通病，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 
          

          
　　一、對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的會(huì)審不到位　施工單位的職責(zé)是按圖施工，但施工單位也有責(zé)任在施工前應(yīng)對(duì)施工圖進(jìn)行工藝性會(huì)審，對(duì)出現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙中不完善、不明確或不適合施工、不符合規(guī)范的方面提出來（特別是對(duì)強(qiáng)制性條文）以期與設(shè)計(jì)單位商討修改。如果不將發(fā)現(xiàn)的問題提出來，那么工程在施工過程和驗(yàn)收方面就帶來困難，施工質(zhì)量也難以得到保證，造成隱患。 
          

          
　 我們檢查工程質(zhì)量中，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中經(jīng)常出現(xiàn)以下一些問題： 
          

          
　 第一、設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)用規(guī)范不齊全、不正確。 　如有的設(shè)計(jì)說明使用了過時(shí)的、已經(jīng)廢止的標(biāo)準(zhǔn)；有的材料牌號(hào)、等級(jí)不全、高強(qiáng)螺栓、普通螺栓和焊接連接點(diǎn)的標(biāo)記不明確或未顯示。對(duì)各類高強(qiáng)螺栓、普通螺栓、栓釘、拉鉚釘及其墊圈的規(guī)格、型號(hào)、性能沒有具體標(biāo)明，而這些均已列入了鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，并作為強(qiáng)制性條文要求，如果設(shè)計(jì)圖紙未加說明，施工和驗(yàn)收就缺乏依據(jù)，造成盲目施工和無法驗(yàn)收后果。 　第二、設(shè)計(jì)總說明未寫明工程的安全等級(jí)和使用年限。 　　工程的安全等級(jí)不同，對(duì)焊接等施工檢查要求也不同。安全等級(jí)為一級(jí)的，一、二級(jí)焊縫的焊接材料必須復(fù)試；安全等級(jí)為二級(jí)的，一級(jí)焊縫的焊接材料必須復(fù)試，二級(jí)焊縫的焊接材料就不一定需要復(fù)試。 　第三、鋼材的材質(zhì)等級(jí)，高強(qiáng)度螺栓的摩試要求不明確。 　有的設(shè)計(jì)圖紙只寫Q235或Q345，不寫等級(jí)A或B，有的不提摩擦面試驗(yàn)要求，也未明確不作摩試要求，施工單位無所適從。有的施工單位在采購材料后，再讓設(shè)計(jì)院認(rèn)可，這是對(duì)工程質(zhì)量采取隨意性的處理，極為不妥。 　第四、施工圖未注明焊接的坡口形式，焊縫間隙、鈍邊坡口角度、UT等級(jí)、是否單面焊等。 　　有的施工圖，對(duì)不同板厚的拼接焊未按規(guī)范要求開斜坡，局部應(yīng)力線過分集中，違反國家技術(shù)規(guī)范，質(zhì)量驗(yàn)收往往通不過，又造成無法彌補(bǔ)的缺陷。 　第五、施工圖未注明除銹等級(jí)要求。 　對(duì)油漆（涂料）的品牌、材質(zhì)、漆膜厚度也沒有要求，這樣，工程施工和驗(yàn)收就沒有依據(jù)。 
          

          
　 作為施工單位，取得施工圖以后，一定要組織有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，看看應(yīng)用規(guī)范有沒有問題；節(jié)點(diǎn)圖有沒有表述清楚；強(qiáng)制性條文所要求的內(nèi)容在設(shè)計(jì)總說明中有沒有顯示，各種材料的規(guī)格、型號(hào)、性能、等級(jí)、施工的質(zhì)量要求和工程的安全等級(jí)有沒有明確；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否合理；施工中有沒有不可逾越的難度等，都要向設(shè)計(jì)單位預(yù)先提出。設(shè)計(jì)圖紙的完善，是確保施工質(zhì)量的前提條件。
          
二、鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量未達(dá)到要求　第一、在切割、下料時(shí)，翼緣板尺寸寬窄不一，造成H型鋼與牛腿的尺寸不一致，與牛腿聯(lián)系的鋼梁上下翼緣板錯(cuò)位約一個(gè)板厚；切割邊緣有較深的切痕，板邊有明顯的凹陷，或有較深的鋸齒印，切割粗糙度超標(biāo)，拼板邊緣切割不垂直度，拼接錯(cuò)邊等超標(biāo)。 
          

          
　　第二、在組裝時(shí)，焊接H鋼無組裝胎架，造成H型鋼高度尺寸有偏差，腹板偏中心；翼腹板對(duì)接后，焊縫未矯平，有明顯凹凸；輕鋼腹板不平整，組裝前未矯正。 
          

          
　　第三、在焊接方面，輕鋼焊接H型鋼翼板開料后再拼接，焊縫未安裝引熄弧板，造成焊縫不飽滿，邊緣有凹坑未熔合等，與母材不齊平；柱腳、牛腿的焊腳尺寸小于設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定，角焊縫塌邊現(xiàn)象嚴(yán)重，收弧處普遍低于母材，氣孔較多；使用CO2焊的焊縫成形差，寬窄不一致，高低不一致，忽大忽小；手工焊焊縫不直，寬窄不一，咬邊現(xiàn)象嚴(yán)重；焊渣飛濺未清除干凈。 
          

          
　　第四、在鉆孔方面，事前未很好會(huì)審圖紙，在該開單排孔的地方，開了雙排孔，結(jié)果未補(bǔ)孔就留存在構(gòu)件上。如柱與牛腿連接處的H型鋼為雙排孔，而大梁與次梁相同規(guī)格的H型鋼為單排孔，但開孔時(shí)都開了雙排孔，安裝后影響了強(qiáng)度和外觀質(zhì)量。 
          

          
　　第五、總裝過程中，鋼柱牛腿與H型鋼梁連接處上下錯(cuò)位，左右錯(cuò)位，未控制好尺寸。 
          

          
　　第六、除銹與油漆方面：除銹馬虎，未達(dá)到等級(jí)要求，油漆不久就出現(xiàn)返銹、剝落；漆膜厚度不均勻，陽面厚度普遍超厚，可達(dá)250μ m，但陰面往往在90μm左右（室內(nèi)漆膜厚度規(guī)定為125μ m）；油漆前雜質(zhì)未清除干凈，污物多，高低不平，流掛現(xiàn)象較普遍。 
          

          
　　第七、在構(gòu)件運(yùn)輸和堆放過程中，無擱置件墊平堆放，而是隨意卸車，雜亂堆放，甚至讓構(gòu)件埋入泥堆水溝中，造成構(gòu)件變形、碰傷和污染。 
          

          
　　第八、構(gòu)件出廠時(shí)，鋼柱、鋼梁的中心線標(biāo)記未標(biāo)示，相當(dāng)普遍，給安裝施工矯正檢測帶來困難。 
          

          
　　第九、翼腹板拼接長度不符合要求。如翼板拼接長度不應(yīng)小于翼板寬度的2倍，翼緣板與腹板拼接焊縫應(yīng)錯(cuò)開200mm以上，腹板拼接長度不小于600mm。但實(shí)際往往未達(dá)到上述要求。 
          

          
　　針對(duì)以上問題，我們提出幾點(diǎn)整改措施： 
          

          
　　板制H型鋼的尺寸要嚴(yán)格控制，最好相應(yīng)從整根H型鋼截取，防止牛腿高差錯(cuò)位。 嚴(yán)格工藝。H型鋼組裝時(shí)，應(yīng)有組裝胎架。如系組立機(jī)組裝，也應(yīng)隨時(shí)檢查調(diào)整。 鋼板應(yīng)整張大板拼接，采用埋弧焊焊接改善焊縫質(zhì)量，既省時(shí)又省料。 切割應(yīng)提高操作技能和參數(shù)正確，防止割縫、啃邊、塌邊、熄火、粗糙度過大等。 除銹質(zhì)量盡可能采用拋丸或沖砂處理樣板對(duì)比檢查，使油漆后粘合良好，粗糙度合適利于摩擦系數(shù)的保證。嚴(yán)控油漆厚度，不能忽厚忽薄，防止陰面構(gòu)件小于標(biāo)準(zhǔn)的油漆厚度，油漆過厚超過125μm，會(huì)增加較大的費(fèi)用，造成無謂浪費(fèi)。 構(gòu)件拼接時(shí)，排版要按規(guī)范要求，控制好拼接長度，防止過短拼接，盡量避免構(gòu)件端面板的拼縫間隙。 拼制H型鋼，應(yīng)注意矯正質(zhì)量，控制角變形值和平整度。 構(gòu)件油漆后應(yīng)標(biāo)注構(gòu)件中心線標(biāo)記，構(gòu)件超過20噸應(yīng)標(biāo)注起重點(diǎn)標(biāo)記。 構(gòu)件在運(yùn)輸與場地堆放時(shí)，應(yīng)有擱置件墊平堆放，防止構(gòu)件變形，碰傷和污染。 
          

          
　　三、安裝質(zhì)量問題　第一、鋼柱安裝時(shí)違反操作規(guī)程，象蠟燭一樣一根根單插起來，當(dāng)天又無法形成穩(wěn)固的框架單元，大風(fēng)一來，造成倒塌。這樣的安全事故多次出現(xiàn)，應(yīng)絕對(duì)避免。 
          

          
　　第二、單位無安裝工藝，安裝構(gòu)件無順序。如有一展廳，建筑面積6000平方米，共4層。構(gòu)件已全部安裝到頂，但主鋼柱仍沒有進(jìn)行焊接固定，而邊上的輔助小鋼柱已全部焊完了。又如，鋼柱安裝完畢后，應(yīng)盡快把鋼柱底部的墊塊墊平焊牢，然后用細(xì)石密實(shí)。但有的工地彩鋼板已開始安裝，柱腳卻沒有封閉。 
          

          
　　第三、錨固螺栓高低不一，柱腳平面事先未測，預(yù)埋時(shí)移位，形成柱偏位，應(yīng)先測后埋。 
          

          
　　第四、安裝高強(qiáng)度螺栓，較多的出現(xiàn)以下一些問題：露牙不足，甚至低于螺母；螺栓未擰緊，扭剪型的未擰斷梅花頭，大六角的沒有初擰終擰標(biāo)記；安裝時(shí)摩擦面的防護(hù)紙未撕掉；高強(qiáng)螺栓作臨時(shí)固定用，安裝后48小時(shí)內(nèi)未漆封；未做扭矩與軸力復(fù)試，緊固力矩未按規(guī)定計(jì)算；摩擦系數(shù)試驗(yàn)不到位，有的不做，有的只做一組。拉桿螺栓不擰緊，拉桿不直，腰園孔未用大墊圈，造成螺母與母材接觸面太小，極易穿孔。 
          

          
　　第五、現(xiàn)場焊縫普遍不到位。如剛性連接襯墊焊間隙太小，無法焊透，結(jié)果墊板手一拉就掉；襯墊板規(guī)格不符合要求，甚至用鋼筋代替；焊縫的成形不好，高低不平，寬窄不一，飛濺、焊瘤未清除，咬肉、氣孔較多；弧頭弧尾不加引熄弧板，出現(xiàn)凹陷等等。 
          

          
　　第六、圖紙會(huì)審不仔細(xì)，造成安裝質(zhì)量缺陷。如設(shè)計(jì)圖紙未注明在吊車梁翼板上鉆孔，施工單位也未提出，結(jié)果在安裝軌道時(shí)采用焊接，造成吊車梁下?lián)?。違反強(qiáng)制性條文中有關(guān)吊車梁不允許下?lián)系囊?guī)定。 
          

          
　　第七、圍護(hù)彩鋼板拼縫不密貼，收邊不良，“鼻孔”未封堵，影響對(duì)雨水的防滲漏和美觀。 
          

          
　　為了消除安裝工程中的常見病，我們提出幾點(diǎn)整改措施： 
          

          
　　安裝構(gòu)件時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按安裝工藝順序進(jìn)行，當(dāng)天應(yīng)形成穩(wěn)固的框架單元，當(dāng)不能形成時(shí)，應(yīng)加纜風(fēng)繩固定，防止出現(xiàn)倒坍事故。 鋼構(gòu)件柱、梁安裝完畢后，應(yīng)盡快調(diào)整鋼柱垂直度和高差墊片，然后封閉柱腳，并二次灌漿密實(shí)。 高強(qiáng)螺栓要把好扭矩系數(shù)和緊固軸力的復(fù)試，分別做好制作與安裝摩擦面的抗滑移系數(shù)。安裝高強(qiáng)螺栓控制好施工扭矩，露牙長度2-3扣，不允許高強(qiáng)螺栓當(dāng)作臨時(shí)固定螺栓使用，高強(qiáng)螺栓終擰必須在48小時(shí)內(nèi)完成。 加強(qiáng)安裝現(xiàn)場焊接質(zhì)量控制，盡可能選擇具有較高水平的焊工焊接，提高焊接質(zhì)量。 
          

          
　　四、工程資料不全，問題較多　第一、資料漏缺、不全。 　漏缺較多的是原材料匯總表，監(jiān)理對(duì)原材料的審批表；構(gòu)件出廠合格證漏寫材質(zhì)等級(jí)、構(gòu)件的規(guī)格、長度；無質(zhì)量鑒定情況，缺少設(shè)計(jì)圖紙與相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；安裝缺少軸線偏差記錄?！〉诙?、資料不規(guī)范，不符合要求。 　如探傷報(bào)告方面，有的單位8mm以下鋼板的對(duì)接縫不做UT探傷（GB11345-89規(guī)程對(duì)8mm以下板做UT無明確規(guī)定），建議采用JBJ/T3034.2-96標(biāo)準(zhǔn)探傷為好。又如，有的探傷報(bào)告無構(gòu)件示意圖比照、構(gòu)件編號(hào)，無法追溯構(gòu)件的探傷部位。有的無探傷檢測判定結(jié)果，只有一張報(bào)告，探傷了幾根構(gòu)件，很不規(guī)范?！〉谌?、焊接工藝評(píng)定報(bào)告（WPS）不規(guī)范。 　不能清楚顯示坡口形式、角度、間隙、鈍邊、板厚、有無墊板，采用什么設(shè)備、焊接方法；有的只有一張報(bào)告，填寫UT結(jié)果，及物理試驗(yàn)報(bào)告，而沒有相應(yīng)的UT檢測試驗(yàn)報(bào)告和焊接記錄（PQR）。　第四、焊工無證操作。 　有的焊工只有安全操作證，無工程建設(shè)焊工合格證書，以安全操作證代合格證和超項(xiàng)操作。
          
若將好的實(shí)踐方法置之不理，毫無疑問地會(huì)導(dǎo)致外觀、功能以及新建金屬建筑壽命方面的問題。以下所描述的是一些不按規(guī)定辦事帶來的令人心痛的不幸。 
          
　　1地坪和基礎(chǔ)的問題 
          
　　地腳螺栓的短缺或位置偏差 
          
　　如果放置時(shí)不采用模板定位，地腳螺栓有可能最終錯(cuò)位并造成一些小危機(jī)，比如工程師及制造商可能會(huì)被一些大驚小怪的電話糾纏不休。一些簡易的整改措施，例如在柱底板上開新孔、鉆入膨脹螺栓或化學(xué)螺栓，便可解決這些問題，否則可采用一塊更大的柱底板或?qū)⒅装褰娱L。在實(shí)在嚴(yán)重的情況下，也許要更換基礎(chǔ)。所有擴(kuò)孔底板的地腳螺栓都要在螺母下配置厚墊圈，其厚度通常為5/16英寸至1／2英寸。因此當(dāng)計(jì)算地腳螺栓外露長度時(shí)，應(yīng)計(jì)人該墊圈的厚度。 
          
　　地腳螺栓外露部分不夠，不能滿足正確的螺母擰入，是個(gè)不容忽視的問題。這些問題最好的處理方法是將螺栓通過焊接帶螺紋的鋼筋棒加長，伸長部分的端部應(yīng)切成45°以保證全熔透焊接。另一種方法，可以在拼接處使用一個(gè)特殊的帶螺紋的連接器，也許有必要清除掉一些柱底板金屬和混凝土。在任何情況下，都必須有幾個(gè)墊圈將螺母抬高到連接材料之上。 
          
　　通常情況下承建商所提出的在螺母的空缺處進(jìn)行塞焊的建議應(yīng)被拒絕，因?yàn)檫@種方法不能提供強(qiáng)連接，特別是那些用于承受拉力的螺栓。地腳螺栓螺母塞焊損壞的一個(gè)典型例子，發(fā)生在路易斯安那州的一所學(xué)校，在遭遇颶風(fēng)時(shí)焊縫及小部分螺紋被突然拉壞，據(jù)報(bào)告發(fā)生了類似彈簧的作用，柱子及梁被掀入空中。 
          
　　地坪的開裂或翹曲 
          
　　地坪開裂是業(yè)主常年所報(bào)怨的事之一。大多數(shù)潛在的因素是由于糟糕的施工質(zhì)量。由于不正確的控制及施工縫設(shè)置，地坪在鋪設(shè)數(shù)日內(nèi)就會(huì)發(fā)生干縮裂縫。例如，常用的節(jié)頭構(gòu)造要求施工縫處鋼筋網(wǎng)的每根鋼筋都被剪斷，如果不切斷鋼筋，這個(gè)節(jié)頭就不起作用。然而這是通常被忽視的，如果地坪在施工縫處不非常弱，不足以誘發(fā)裂縫在那里發(fā)生，那么地坪將在其他地方開裂。 
          
　　由沉降誘發(fā)的大多數(shù)地坪開裂的原因在于不正確的地基處理。其他一些裂縫的根源可以追溯到地坪混凝土養(yǎng)護(hù)不足。 
          
　　地坪邊緣的翹曲通常源于不正確的構(gòu)造處理及施工縫設(shè)置。例如，眾所周知的塞石縫要比插筋縫更容易翹曲。地坪下使用止水帶而無沙墊層也與地坪翹曲有關(guān)。 
          
　　地坪開裂或翹曲后怎么辦?修補(bǔ)方法視情況而定：從忽略較小的開裂翹曲到用樹脂填充裂縫，乃至對(duì)于關(guān)鍵地坪進(jìn)行全部翻新。 
          
　　墻體插筋不當(dāng)或缺少 
          
　　從基礎(chǔ)墻伸入地坪的插筋有很多作用。最通常的作用是插筋可以幫助地坪跨過墻邊夯實(shí)較差的土壤區(qū)，同時(shí)為墻體頂部提供一個(gè)側(cè)向支撐。這些插筋應(yīng)該在現(xiàn)場彎成，因?yàn)椴褰钌斐鰤γ婧鬅o法將下層土夯實(shí)。 
          
　　遺憾的是，無論設(shè)計(jì)圖紙上畫了什么，所提供的插筋都是預(yù)先彎好的，然后在現(xiàn)場又彎回去；或者插筋完全被忽視而未留出，要求以后鉆孔、澆入；或者插筋太短根本不能用。由于插筋數(shù)量的出入，不正確的插筋布置可能成為基礎(chǔ)承包商與業(yè)主之間產(chǎn)生磨擦的最主要的根源。 
          
　　2上部金屬結(jié)構(gòu)的問題 
          
　　柱底板下的縫隙 
          
　　在傳統(tǒng)建筑中，柱底板通常支承在找平鋼板上或安放在找平的螺母之上。非常大的柱底板可安裝在灌漿層上，與柱分開，然后再與柱焊接在一起。任何一種情況下，其目的都是為了確保將柱底板完全文承在找平鋼板上。 
          
　　在預(yù)設(shè)計(jì)金屬建筑中，通常不使用找平底板及二次灌漿。MBMA手冊(cè)的《常用工業(yè)實(shí)踐》中特別將"柱底板下的找平"排除在安裝隊(duì)的工作范圍之外。而土建承包商也許早在找平需要之前已經(jīng)離開。那么誰來做這事? 
          
　　毫不奇怪，預(yù)制金屬建筑的鋼柱必須調(diào)整垂直度至滿足MBMA規(guī)定的允許偏差，它們大部分時(shí)間被直接支承于頂部不完全水平的混凝土樁或基礎(chǔ)墻之頂部。其結(jié)果是柱底板僅有一個(gè)邊支承在混凝土上，而其余部分的下面存在小縫隙。如果這條縫隙不用砂漿灌注或用墊板塞滿，混凝土可能開裂，或者柱底板可能在荷載作用下稍稍變形和沉降，造成柱底板與地腳螺母之間的縫隙。支承吊車的柱底板，由于穩(wěn)定性及安裝精確的要求，必須用砂漿找平。如果有必要，甚至應(yīng)由業(yè)主人員完成。 
          
　　交叉斜撐松弛 
          
　　經(jīng)?？吹桨惭b在金屬建筑屋面和墻面的圓鋼或鋼絞線斜撐松弛、彎曲甚至缺少。這樣的斜撐無法滿足房屋的穩(wěn)定性要求，無法確保房屋在外部荷載作用下不產(chǎn)生過大變形。 
          
　　在斜撐被張緊到足以發(fā)揮作用之前，結(jié)構(gòu)變形的積累可能導(dǎo)致采光板、窗、門立樘開裂，以及由結(jié)構(gòu)支承的設(shè)備不能操作--尤其是層間側(cè)移過大。過分的變形也造成脆性墻面粉飾損壞，并導(dǎo)致明顯的開裂及振動(dòng)。幸運(yùn)的是，這種常見的安裝缺陷是容易發(fā)現(xiàn)并改正的。 
          
　　隅撐的缺少或安裝不當(dāng) 
          
　　柱和斜梁內(nèi)翼緣的隅撐(位置由設(shè)計(jì)決定)同樣十分重要。還有，這兩種構(gòu)件的隅撐常常缺少、連接錯(cuò)誤或安裝不正確(例如在交叉支撐的地方設(shè)置了平行于擦條的隅撐)。如果在安裝內(nèi)裝飾及保溫材料之前及時(shí)指出，這種缺陷通常是容易改正的。 
          
　　3屋面漏水 
          
　　對(duì)于金屬建筑系統(tǒng)抱怨最多的是屋面漏水問題。在設(shè)計(jì)階段，如果屋面板板型及連接細(xì)部進(jìn)行了正確選擇，漏水的機(jī)會(huì)將會(huì)大大減少。但仍然會(huì)有漏水的情況出現(xiàn)，最常見的原因是不正確的施工方法。例如，帶梯形接縫的直立鎖縫屋面板，其密閉性很大程度上取決于在檐口處堵頭的安裝是否正確。這個(gè)細(xì)部即使在最好的環(huán)境下也可能不完美。但是，如果這個(gè)端部堵頭被省略或密封不好，漏水則是必然的。因?yàn)楫?dāng)天溝內(nèi)的水積滿或者倒溢出來時(shí)，沒有任何東西可以阻止水的進(jìn)入。另外兩個(gè)例子是屋面無防護(hù)的穿透點(diǎn)-眾所周知的漏水點(diǎn)-以及需要的密封帶根本末裝。事實(shí)上，正如Star公司的《安裝指南》(Erection Guide)中所指出的，99％的漏水可以追溯到下列原因： 
          
　?。谖菝姘蹇v向接縫處所要求的柱狀或膠狀密閉劑未裝或裝錯(cuò)； 
          
　?。诎宓乃拿娲罱犹幖霸趽?jù)口處沒有另外涂密封膠，認(rèn)為這是小事一樁； 
          
　?。谧怨ヂ葆旑^部下沒有安裝橡膠墊； 
          
　?。陂芸诜核迮c屋面板下面之間沒有安裝密封膠條。 
          
　　在這些關(guān)鍵部位是否有需要的密封膠或膠條可以用一種特殊的"感知"工具來測試。它由很薄的(0．005英寸)材料制成，可插入屋面板縫內(nèi)探測。如果確定某處缺乏密封膠，唯一可依賴的修補(bǔ)方法是拆除有疑問的屋面板，并且重新施用密封膠。 
          
　　這樣的測試是費(fèi)時(shí)的，同時(shí)超出了那些了解其他可靠的安裝方法的業(yè)主及設(shè)計(jì)工程師的經(jīng)驗(yàn)范圍。最基本最簡單的預(yù)防措施，是在簽訂合同之前核查安裝隊(duì)安裝無漏水屋面的成功率。 
          
　　4項(xiàng)目的接受 
          
　　有可能存在大量的有待整改的建筑施工缺陷，無論是大的和小的，還是結(jié)構(gòu)上的以及外觀上的，它們都會(huì)在項(xiàng)目快結(jié)束之前被業(yè)主及他們的設(shè)計(jì)工程師發(fā)現(xiàn)。 
          
　　與結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題是最嚴(yán)重的。除了上述問題之外，這些問題可能還包括欠佳的主剛架連接，如螺栓的螺母松弛、缺少或擰得不正確，以及焊縫不可靠；一些構(gòu)件可能位置不對(duì)或支承長度不夠；一些外露的緊固件可能沒有對(duì)齊或未擰緊；對(duì)于帶尼龍墊圈的自攻螺絲可能施加的權(quán)力太小，使得穿透點(diǎn)沒有得到保護(hù)；或者施加的力太大使得板出現(xiàn)凹處。這些問題最好留給由業(yè)主雇用的有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理或工程師去證實(shí)。 
          
　　邋遢的布置引起的外觀上的問題，也許不會(huì)導(dǎo)致任何結(jié)構(gòu)問題，但是肯定會(huì)影響人的感情。門的立棱不垂直，一英寸寬的密封膠條以及下垂的天溝，是很難忘記的。現(xiàn)場成型的屋面板及墻面板，似乎有著比它們自身應(yīng)有的更大的問題，如生銹、屈曲、出現(xiàn)象筒壁那樣的波形表面以及配合性差等。 
          
　　Star建筑系統(tǒng)公司承建商使用一個(gè)方便的工程竣工檢查表，它與由MBMA所擬的檢查表類似。檢查表主要被鋼結(jié)構(gòu)安裝隊(duì)使用，對(duì)業(yè)主及設(shè)計(jì)專業(yè)人員在要求圓滿實(shí)現(xiàn)金屬建筑系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)方面，該檢查表證明是有益的。一個(gè)正確建造的金屬建筑系統(tǒng)應(yīng)該美觀、實(shí)用以及多年無需保養(yǎng)。《金屬結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)范》
          
          
		  
          				
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