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    鋼結構設計施工中若干問題剖析
    發布時間:2014-07-15
      近年來,鋼結構的應用范圍越來越廣,技術越來越成熟,國家相應出臺了不少規則、手冊、圖集來規范設計、施工行業。但畢竟結構體系千變萬化,設計、施工人員在應用過程中還是會產生諸多的問題。比如在設計階段,由于項目工期緊、任務重,施工圖設計采用程序自動生產或套用圖集,未能深刻理解設計內容的關聯性,特別對施工經驗不足的人員來說,常會造成鋼結構安裝過程中產生問題。此外,設計人員水平參差不齊,在材料選用、節點做法等各方面沒有深刻領會,也常會造成材料采購、鋼結構加工、運輸、安裝等方面的困難,以下筆者對鋼結構設計施工中常見的問題進行研究分析供參考。

      鋼柱柱腳錨檢連接

      為調整鋼柱底標高,通常在柱底板下與基礎頂面預留約50毫米的調整空間,然后用微膨脹細石砼搗實,《門式剛架技術規程》CECS102中也有相應的做法,但在某些結構中,柱腳采用的錨檢規格較大(如:M60,M72),其螺母厚度已達40~50毫米,再加上墊板的厚度,已超過50毫米的調整空間,因此當柱腳錨檢直徑較大時(直徑超過42毫米),柱腳底板下的二次澆灌層高度應保證有70~100毫米的范圍,在柱頂標高、鋼柱垂直度調整到位后,應及時將底板下的空間灌實。

      對于錨檢的錨固長度,對于不同的錨栓直徑,有不同的要求。在施工圖中,錨栓詳圖只是簡單地說明套用圖集或手冊,基礎設計時若考慮不周全或基礎的高度受到限制,很有可能導致基礎的厚度不足,錨栓不能就位。特別是有些工程,上部鋼結構由專業鋼結構成公司設計,基礎由另外一家設計院設計,若兩者沒有溝通好,很容易出現這種情況。

      另外,對于外包鋼筋砼的柱腳,當外包砼柱內的縱筋間距較小且縱筋離鋼柱外表面較近時,應特別注意砼柱內的縱筋和箍筋是否會影響錨栓螺母的固定,為便于固定螺母,砼柱內縱筋間距一般應大于150毫米以上,鋼柱外表面與砼外表的距離也需大于300毫米以上,箍筋應在鋼柱校正好之后綁扎。

      對于有抗剪鍵的柱腳,抗剪鍵一般焊于柱底板下,在基礎柱上預留方孔或圓孔,但當有基礎梁與基礎短柱在同一標高,且位于柱中心布置,這時就很容易發生基礎梁內的縱筋與杭剪鍵預留孔沖突,這時,最好將基礎梁頂標高降低或將基礎梁偏移抗剪鍵位置。

      杯口基礎連接

      鋼柱采用杯口基礎連接時,柱腳做法比較簡單,但安裝比較麻煩。當柱腳承擔的變矩較大而軸向力較小時(如排架結構中的鋼柱腳),若采用錨栓連接,錨栓規格會比較大,且柱腳也需采用靴梁的形式,那么柱腳做法將會是十分麻煩。這種情況,最好還是采用杯口基礎,免去埋設錨栓而帶來的麻煩。當采用杯口基礎時,杯底有一個找平和調整標高的細石砼層,當柱底板下的砼采用二次澆灌時,底板下的砼很難振搗實,嚴重的可能底板下是空的,因此在底板上必須每邊留設灌漿孔和溢漿孔,或不設底板直接靠鋼柱與砼間的摩擦來承擔豎向力。

      杯口基礎另外一個缺點是杯口內易進水或土,在基礎施工時,必須做好覆蓋措施。否則,清理杯口內的土和水會是很麻煩的事情,特別是工地范圍內的地面基礎采用換土方式時,杯口的保護顯得尤為重要。在鋼柱安裝前,對杯口內壁進行鑿毛,以保證在鋼柱就位后二次澆灌的砼能結合牢靠,杯口基礎和錨栓連接的方法各有各的優點,在設計過程中,應結合受力情況,選擇一種符合工程需要和方便施工的做法。

      構造節點連接

      鋼結構構件許多工作都是在加工廠完成,構件到現場后只有拼裝,因為節點設計不合理導致構件無法安裝,這在現場也經常會碰到。

      節點設計時,不僅要考慮節點受力合理,也要考慮節點是否便于構件安裝,當構件安裝困難時,仍需考慮設計變更。H型鋼框架梁相連接時,若梁的腹板考慮伸入柱兩翼緣間時,因為梁的長度比鋼柱之間的凈距還大,那么框架梁就沒法就位。屋面梁或鋼柱間支撐系統的連接也存在同樣的問題,當斜桿和撐桿相交處的節點處理不當,撐桿就沒法安裝。

      鋼砼結構中常用的十字柱也是一個非常典型的例子,當十字柱拼裝時留設的空間不足以使G型構件與H型構件相連接時,那么十字柱根本沒法拼裝或無法進行埋弧自動焊接。由于鋼結構的特殊性,在設計過程中必須考慮現場的可操作性,否則構件到了現場還是無法連接。同時,設計人員也應多跑施工現場,增加一些感性認識。在進行圖紙會審和加工圖設計時,施工單位必須結合施工圖紙,盡早對節點做法和構件外形做很好的判斷,并提出合理化建議。節點設計是否合理,對現場能否順利安裝有重要的影響。

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