门式钢结构钢架体系的常见通病及防范措施

门式钢结构钢架体系的常见通病及防范措施2011-06-09一、锚栓1．锚栓的锚固长度由砼基础的强度而决定，有些设计图纸对基础的设计强度未提出具体要求，砼的握裹力可能不足；2．锚栓埋入后，砼已达到初凝阶段，锚栓遭受碰撞；3．锚栓预埋时位置不正确或受外力弯曲，而不恰当的校正；4．锚栓露头太长埋入深度不足。上述等情况都能使锚栓不能发挥应有的抗拉强度而失效。二、二次浇注层砼基础面与柱脚底板之间约有75～100mm的二次浇注层，设计要求采用微膨胀细石砼。有的图中要求无收缩细石砼，其实是一回事，但往往施工部门利用普通砼。作为二次挠注层，有时柱脚底板尺寸又较大，还有抗剪键的预留孔，二次浇注层填灌不密实，砼的水灰比过大，干缩后出现二次浇注层与柱脚底板分离。柱脚不能有效的将力传递到砼基础，对整个门式刚架带来隐患。设计时应将柱脚底板开溢浆孔同时要求施工部门要认真的做好二次浇注层的砼填灌密实的要求。三、铰接柱脚与刚接柱脚这是两种绝然不同的柱脚构造，随意修改设计，不仅对砼基础带来不安全的因素，而且会对整个门式刚架增加附加应力，使结构超应力工作或加大了柱顶位移值，如有吊车则会影响吊车的正常运行。如采用砖墙围护结构，墙体产生裂缝影响外观的安全感。四、门式刚架的连接构造1．边柱柱顶与斜梁的连接二铰门式刚架柱顶与斜梁应承受弯矩，如果高强螺栓没有达到一定的预拉力拧紧，成为半刚接或铰接，则二铰门式刚架成为近似排架结构或排架结构。二铰式门式刚架成为机动体系，在单边雪载作用下，在风力或地震力等的水平力作用下，结构将有可能全部倾倒，这在97年大雪或台风袭击时的教训不少。2．屋脊节点的连接1）二铰门式刚架在屋脊处承受较大的弯矩，屋脊节点的连接应有较大的抗弯刚度，设计工程师是注意到这些的，但是为了增加纵向系杆，将已拧紧的高强螺栓折除再加纵向系杆。其一高强螺栓不能重复使用，其二屋脊原有的抗弯刚度大大下降，可能成为三铰门式钢架，虽不会导致结构倒塌，但是屋脊处的弯矩部分传递到边柱与斜梁连接处，增加了附加弯矩，在该部节点有可能出现塑性铰，对横梁的挠度加大了，同时对刚架带来很大的隐患。2）在双坡屋面屋脊处有抗风柱时，使用柱顶板与屋脊的拼接板下部采用焊接连接，因为有横梁的阻挡，且部位又较高，施焊条件很差，安装工人有时就点焊了几点算完成任务，稍受外力就脱焊，而且在拼接板下部施焊时，使高强螺栓受焊接热效应的影响，高强螺栓应力损失可达10～15%。这是构造不合理使屋脊节点埋下了隐患工程。3．钢柱与砖墙、砌块、圈梁的连接构造钢结构规范中无明确规定，很多设计图纸也未加表明，施工中大多数遗漏，对墙体的稳定是十分不利的，钢柱与墙或圈梁的连接构造在抗震设计规范和砖石结构设计规范中有明确规定，对非承重墙和相应的圈梁，应采用柔性连接。五、檩条和墙梁的撑杆和拉条设置不当的有关工程事故檩条和墙梁规范强制性规定当跨度时，应设拉条。无拉条的檩条和墙梁在台风和大量积雪时，会使檩条和墙梁侧向失稳。当有天窗架或高低跨时，屋面有向阳面和背阳面，当设计未充分考虑到屋面的起伏和朝向使积雪荷载分布不均匀，且局部积雪超载使檩条侧向失稳。门式刚架上局部积雪超载情况下迅速塌，我们萧山、绍兴有深刻的教训。檩条和墙梁的隅撑位置设置不当，也会导致门式刚架受压翼缘在平面外失稳，使屋面和墙面变形大，影响正常使用，或发生意外事故。六、支撑体系门式刚架平面外的稳定性较差，应设屋面水平支撑和柱间支垂直支撑。在门式钢结构设计过程中对支撑体系一般不会忽略，主要是设计合理与不合理的问题。柱间垂直支撑没有将力有效的传递到柱脚，而是作用在柱上的情况不少。屋面水平撑穿越屋脊。天窗架的垂直支撑与水平支撑角度太小。门式刚架中的支撑一般都采用柔性支撑在安装过程中张拉不紧，普遍出现松驰现象，在大风和吊车行走时出现摇晃。即使设计的角钢支撑是刚性支撑还是柔性支撑？设计者的概念是模糊的，在构造上有二个问题，其一，角钢的重心轴与角钢的孔距常常的混淆，导致角钢偏心受力；其二，节点板的开孔与角钢开孔是相等的，无法对门式刚架进行适当的校正。七、采用钢砼柱折线形钢梁的结构体系折线形钢梁受力后对柱顶产生一个较大的水平推力，使柱顶产生的位移值超出了合理的规定，使钢砼柱脚出现裂缝，这类结构体系也易造成为机动体系，对结构是不安全的。如果采用钢砼柱，屋面钢梁时，则应设计成梁式体系。对柱顶不产生水平压力。另一方面要注意的，柱顶不应设锚栓与钢梁连接，应通过柱顶预埋件预埋螺栓的连接方法。八、制作、安装过程中的有关问题1．屋面钢梁端板不平整，虽用了高强螺栓拧紧，但端板之间摩擦阻力和传力的摩擦面数受到一定程度的影响，难以达到设计的预期效果，而且两块端板不完全密合，而受大气和腐蚀性气体的侵蚀而加快锈蚀影响使用年限。2．螺栓包括高强螺栓，孔位误差较大，有的用气割扩配是不允许的，应用刮刀扩孔。另一方面，螺栓孔的边距与中距不满足规范的规定，有的设计连摆手也无法套入螺帽，有的摆手无法旋转，或旋转的角度太小，等等无法拧紧的不良现象。使用高强螺栓的工地至少要配备1～2把测力摆手先测定拧紧力，使高强螺栓拧紧程度做到有据记载。3．焊缝中的有关问题（1）有很多从事钢结构设计的对焊缝符号熟知不多，在标注焊焊时常有不少错误。制造厂和安装工人有很多对焊缝符号是一个“半文盲”。焊接是现代钢结构连接的主要手段，对焊接符号、焊条的选用、焊条的保管、焊接程序、焊接变形、焊接应力、焊缝等级等等有一整套的理论和实际经验，希望大家要很好学习和总结。（2）当两种不同的强度的钢号之间的焊接连接时，应采用与低强度钢号相适应的焊接材料。其一，连接节点往往以低强度钢号控制；其二，如采用高强度钢号相适应的焊接材料就要增加焊缝高度，使低强度钢号出现过焊现象，从而增加低强度钢号焊接变形及焊接应力过大，对连接节点带来不利因素。