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1、門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中的幾個(gè)問(wèn)題摘要:門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中的幾個(gè)問(wèn)題關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工1前言門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程公布以來(lái)已經(jīng)快三年。這幾年,這類(lèi)工程發(fā)展,規(guī)程起了很大推動(dòng)作用,但也陸續(xù)聽(tīng)到一些令人不安的情況。今冬雨水較大,降雪較多,有些地方雪特別大,結(jié)構(gòu)壓壞恐怕很難避免,但有的地方雪不大房子也有垮的,漏水的更多。最近某廠屋頂漏水解決不了,找到鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)來(lái)了,不是雨水,是冷凝水,以前還沒(méi)有碰到過(guò)。另外,也看到一些工程,有的框架梁太細(xì),令人擔(dān)心,遇到大雪很可能出問(wèn)題。有的骨架立起來(lái)?yè)u搖幌幌,沒(méi)有支撐,說(shuō)裝上墻板就好了,好象有了墻板就可以不要支撐。現(xiàn)在排架多起來(lái)
2、。用鋼筋砼柱、輕鋼梁,造價(jià)較低,但有的嚴(yán)重不合規(guī)定?,F(xiàn)在是市場(chǎng)驅(qū)動(dòng),有些企業(yè)搞承包能省就省,盡量壓低造價(jià),管它是否符合規(guī)定。有的連規(guī)定也不清楚。利用開(kāi)年會(huì)的機(jī)會(huì),結(jié)合了解到的一些情況,就門(mén)式剛架房屋設(shè)計(jì)施工中的問(wèn)題,作一個(gè)發(fā)言,拋磚引玉,希望和與會(huì)代表交流,取得一致看法。2設(shè)計(jì)方面1)屋面活荷載取值框架荷載取0.3kN/m2已經(jīng)沿用多年,不打算修改。但屋面結(jié)構(gòu),包括屋面板和檁條,其活荷載要提高到0.5kN/m2。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范征求意見(jiàn)稿規(guī)定不上人屋面的活荷載為0.5kN/m2,但構(gòu)件的荷載面積大于60m2的可乘折減系數(shù)0.6。門(mén)式剛架一般符合此條件,所以可用0.3kN/m2,與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范保
3、持一致。國(guó)外這類(lèi),要考慮0.15-0.5N/m2的附加荷載,而我們無(wú)此規(guī)定,遇到超載情況,就要出安全問(wèn)題?,F(xiàn)在有的框架梁太細(xì),檁條太小,明顯有克扣荷載情況,今后應(yīng)特別注意,決不允許在有限的活荷載中“挖潛”。2)屋脊垂度要控制框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規(guī)定為1/180,除驗(yàn)算坡面斜梁撓度外,是否要驗(yàn)算跨中下垂度?過(guò)去不明確,它可能講課時(shí)說(shuō)過(guò)不包括屋脊點(diǎn)垂度?,F(xiàn)在了解到,美國(guó)是計(jì)算的。他們作框架分析,一般是將構(gòu)件分段,用等截面程序計(jì)算,每段都要計(jì)算水平和豎向位移,不能大于允許值,等于要驗(yàn)算跨中垂度??缰写苟确从澄菝尕Q向剛度,剛度太小豎向變形就大。要的度本來(lái)就小,脊點(diǎn)下垂后引起屋面漏水,是漏水的
4、原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過(guò)小,第一榀剛架與山墻間的屋面出現(xiàn)斜坡,使屋面變形?,F(xiàn)在打算做個(gè)規(guī)定,剛架側(cè)移后,當(dāng)山尖下垂對(duì)坡度影響較大時(shí)(例如使坡度小于1/20),要驗(yàn)算山尖垂度,以便對(duì)屋面剛度進(jìn)行控制。3)鋼柱換砼柱少數(shù)單位設(shè)計(jì)的門(mén)式剛架,采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成,斜梁用豎放式端板與砼柱中的預(yù)埋螺栓相連,形成剛接,目的是想節(jié)省鋼材和降低造價(jià)。在廠房中,的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架,但此時(shí)梁柱只能鉸接,不能剛接。多高層建筑中,鋼梁與墻的連接也是如此。因?yàn)榛炷潦且环N脆性材料,雖然構(gòu)件可以通過(guò)配筋承受彎矩和剪力,但在連接部位,它的抗拉、抗沖切的性能很并,在外力作用下很容易松動(dòng)和破
5、壞。還有的單位,在門(mén)式剛架設(shè)計(jì)好之后,又根據(jù)業(yè)主要求將鋼柱換成砼柱,而梁截面不變。應(yīng)當(dāng)指出,砼柱加鋼梁作成排架是可以的,但將剛架的鋼柱換成砼柱,而鋼梁不變,是不行的。由于連接不同,構(gòu)件內(nèi)力也不同,要的工程斜梁很細(xì),可能與此有關(guān)。建筑結(jié)構(gòu)是一門(mén)科學(xué),如果不按科學(xué)辦事,是要吃苦頭的。今后國(guó)家要執(zhí)行建筑法,實(shí)行強(qiáng)制性條款,違反其中一項(xiàng),出了工程事故,是要受罰的。4)檁條計(jì)算不安全檁條計(jì)算問(wèn)題較大。檁要是冷彎薄壁構(gòu)件,受壓板件或壓彎板件的寬厚比大,在受力時(shí)要屈曲,強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)采用有效寬度,對(duì)原有截面要減弱,不能象熱軋型鋼那樣全截面有效。有效寬度理論是在冷彎薄壁型鋼構(gòu)件技術(shù)規(guī)程中講的,有的設(shè)計(jì)人員恐怕還不
6、了解,甚至有些設(shè)計(jì)軟件也未考慮。但是,設(shè)計(jì)光靠軟件不行,還要能判斷。軟件未考慮的,自己要考慮,否則就不需要高級(jí)工程師了。再有,設(shè)計(jì)人員往往忽略強(qiáng)度計(jì)算要用凈斷面,忽略釘孔減弱。這種減弱,一般達(dá)到6-15%,對(duì)小截面窄翼緣的梁影響較大。剛架整體分析采用的是全截面,如果強(qiáng)度計(jì)算不用凈截面,實(shí)際應(yīng)力將高于計(jì)算值。規(guī)程3.1.7條規(guī)定:“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強(qiáng)度應(yīng)按凈截面計(jì)算,受壓強(qiáng)度應(yīng)按有效截面計(jì)算,穩(wěn)定性應(yīng)按有效截面計(jì)算,變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計(jì)算”。曾有人問(wèn),這條規(guī)定是什么意思?如果有人再提這樣的問(wèn)題,我想問(wèn)他,鋼結(jié)構(gòu)學(xué)過(guò)沒(méi)有?因?yàn)檫@是鋼結(jié)構(gòu)的基本概念問(wèn)題。如果這樣的問(wèn)題都簽不出,說(shuō)明他還不具
7、備鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)資格的。有的單位看到國(guó)外資料中檁條很薄,也想用薄的。國(guó)外檁條普遍采用高強(qiáng)度低合金鋼,但我國(guó)低合金鋼Q345的沖壓性能不行,只有用Q235的。人家是按有效截面計(jì)算承載力的。如果用Q235的,又想用得薄,計(jì)算時(shí)還不考慮有效截面,荷載稍大時(shí)檁條就要垮。3施工方面1)柱子拔出有的剛架在大風(fēng)時(shí)柱子被拔起,這是實(shí)際中常出現(xiàn)的事故。主要原因不是剛架計(jì)算失誤,而且設(shè)計(jì)柱間支撐時(shí),未考慮支撐傳給柱腳的拉力。尤其是房屋縱向尺度較小時(shí),只設(shè)置少量柱間支撐來(lái)抵抗縱向風(fēng)荷載,支撐傳給柱腳的拉力很大,而柱腳又沒(méi)有采取可靠的抗拔措施,很可能將柱子拔起。,因此,在風(fēng)荷載較大的地區(qū)剛架柱受拉時(shí),在柱腳應(yīng)考慮抗拔構(gòu)
8、造,例如錨栓端部設(shè)錨板等。2)沒(méi)有柱間支撐這種情況最近較多,需要大聲疾呼,這樣不行。蒙皮作用雖然各國(guó)都在研究,但沒(méi)有任何一本規(guī)范允許不設(shè)支撐。蒙皮作用的影響因素太多,并非在任何情況多能發(fā)揮作用。特別是柱間支撐,受力較大,絕不能省略。蒙皮作用最多只能視為一種剛度儲(chǔ)備。3)端板合不上端板連接是結(jié)構(gòu)的重要部位。由于加工要求不嚴(yán),而腹板與端板間夾角又,有的工程兩塊端板完全對(duì)不上,合不起來(lái)。強(qiáng)行用螺栓拉在一起,仍留下很寬縫隙,嚴(yán)懲影響工程質(zhì)量。4)錨栓不鉛直框架柱柱腳底板水平度差,錨栓不鉛直,柱子安裝后不在一條直線上,東倒西歪,使房屋外觀很難著,這種情況不少。錨栓安裝應(yīng)堅(jiān)持先將底板用下部調(diào)整螺栓調(diào)平,再
9、用用無(wú)收縮砂漿二次灌漿填實(shí),國(guó)外此法施工。最近在上海討論輕鋼施工驗(yàn)收規(guī)程,不少專(zhuān)家強(qiáng)調(diào)了這種方法。5)保溫材吸水超重有些房屋雪不大就垮了,究其原因,是屋面防水施工太差,雪融化后水逐漸滲入,為保溫村所吸收。今年冬季落雪多次,遷延時(shí)間較長(zhǎng)。屋面的設(shè)計(jì)荷載很小時(shí),當(dāng)吸水量達(dá)至一定程序,超過(guò)了結(jié)構(gòu)的承載能力,就要倒塌。6)保溫材料胡亂安裝保溫材料一般采用玻璃棉,其厚度根據(jù)熱功計(jì)算確定。正規(guī)做法是采用背面帶鋁箔隔汽層的玻璃棉,有的不用鋁箔,用牛皮紙,我不清楚牛皮紙是否可作隔汽層,如果可以,也比不用任何隔汽層好。防止冷凝水向室內(nèi)滴水,是房屋的使用要求之一。有人以為鋁箔只是為了美觀,或承受拉力,實(shí)際上它的主
10、要作用是作隔汽層。承受懸掛時(shí)的拉力還可以用玻璃纖維布或鋼絲網(wǎng)?,F(xiàn)在看到有些工程,玻璃棉不用任何隔汽層。另外,當(dāng)采用內(nèi)層鋼板吊頂時(shí),不是將保溫卷材壓在檁條上,而是為了施工方便,將保溫材剪斷,放在檁條之間的吊頂上,形成冷橋。某工程在這樣處理的同時(shí),又將吊頂鋼板搭接方向弄反。加之,冬季混凝土地坪施工作業(yè)時(shí),將周邊門(mén)窗關(guān)閉,由于室內(nèi)外溫差大,大量水汽在屋頂凝集,由吊頂鋼板搭接處流下,形成了“外面不下里面下”的狀況,使工程不能交工。經(jīng)驗(yàn)告訴我們,當(dāng)保溫卷材有隔汽層并保持接縫處密封時(shí),卷材是干燥的,無(wú)隔汽層時(shí)卷材是濕的。在水份的長(zhǎng)期浸泡下,隨著時(shí)間的推移,保溫棉將被逐漸壓實(shí),最終失去應(yīng)有的保溫作用,因此安裝方法是否對(duì)頭,關(guān)系很大。4其它今年打算對(duì)規(guī)程進(jìn)行修訂,剛度指標(biāo)要適當(dāng)調(diào)整,如柱頂位移1/50將改為1/75,其它指標(biāo)也可能有一些調(diào)整。腹板與翼緣用單面焊,將列入正文,除受懸掛荷載外,一般情況下允許采用單面焊,沒(méi)有問(wèn)題。根據(jù)上海所做的試驗(yàn)以及上海市
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