輕鋼結構檢測若干問題
更新時間：2021-04-10 17:51
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【摘 要】本文從工程角度簡要介紹了輕鋼結構現場檢測中發(fā)現的各類設計施工問題，并分析導致這些問題的原因并提出相應對策，為設計施工人員提供參考，避免類似問題及事故的再次發(fā)生。
【關鍵詞】輕鋼結構；檢測；設計施工
引言
由于對輕鋼結構認識上的不足，以及設計和施工的不規(guī)范，輕鋼結構在施工和使用中的工程事故屢屢發(fā)生。筆者在進行輕鋼結構現場檢測時多次發(fā)現輕鋼結構設計和施工中存在的問題，輕者為以后的安全埋下了隱患，重者隨時能夠導致輕鋼結構的倒塌破壞，造成嚴重的后果。本文通過介紹輕鋼結構工程現場檢測中發(fā)現的各類問題，提出相應對策，為工程設計人員以及施工單位提供參考。
1、現場檢測中遇到的問題
1.1 安裝施工中出現的問題
1）安裝施工中梁側向彎曲或連續(xù)失穩(wěn)倒塌。此類情況都是發(fā)生在主剛架施工安裝階段，究其原因是施工順序和施工中的構造措施不當引起的?！堕T式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：2002 第 8.2.5 條規(guī)定“：門式鋼架輕型房屋鋼結構的安裝順序宜先從靠近山墻的有柱間支撐的兩榀鋼架開始，在剛架安裝完畢后應將其間的檁條、支撐、隅撐等全部安裝好，然后以這兩榀鋼架為起點，向房屋另一端順序安裝?！辈⑶矣袕娭茥l文規(guī)定：“鋼架在施工中應及時安裝支撐，必要時增設纜風繩充分固定?！钡趯嶋H安裝過程中，有些施工單位為了趕工程進度常常不按照規(guī)程進行，一次性把所有柱立好再安裝屋面梁，最后安裝檁條、支撐等構造措施，施工中也沒有臨時支撐設置，使結構一直屬于可變體系，施工過程中一旦出現陣風或有水平力沖擊，極易引發(fā)此類事故。
為了避免類似工程事故的發(fā)生，施工人員要嚴格遵守施工規(guī)范，注意采用合理的施工順序，安裝必要的構造措施，保證實際結構與計算模型的一致性。
2）柱腳錨栓偏移。柱腳錨栓在基礎中的精確預埋一直是鋼結構施工中存在的常見問題。在澆筑基礎混凝土前，不對預埋件位置進行復核或者復核不準確，還有錨栓固定不牢固，在澆筑混凝土過程中錨栓變形、錯位，都會造成柱腳錨栓位置偏移。
為了避免此類問題的發(fā)生，施工時應采取措施保證柱腳錨栓的位置準確，在澆筑基礎混凝土前，對預埋件位置進行復核。剛架和支撐等配件安裝就位，并經檢測和校正幾何尺寸確認無誤后，應對柱腳底板和基礎頂面之間的空間采用灌漿料填實，避免二次澆灌層灌不滿、有空洞的情況發(fā)生。
3）節(jié)點連接問題。多跨門式鋼架中柱常設計為搖擺柱，搖擺柱柱頂和斜梁的連接應為鉸接，而在實際工程的施工中常把搖擺柱和斜梁焊死，鉸節(jié)點改為剛節(jié)點，使實際工程與設計計算模型不符，形成安全隱患，造成事故發(fā)生。
門式鋼架的梁梁、梁柱節(jié)點很多是靠端板通過摩擦型高強螺栓連接，端板接觸面要做摩擦處理，需要保證端板接觸達到緊密貼合。由于加工要求不嚴，腹板與端板間又有夾角偏差，現場安裝時出現 2 塊端板完全合不攏，有很大的縫隙，嚴重影響高強螺栓受力，安裝時強行用高強螺栓拉在一起，仍留下縫隙，給工程安全埋下隱患。對于此類問題，可采用在有縫隙的端板間加鋼墊板的方法進行處理，鋼墊板的尺寸和縫隙的尺寸相同，但是此種處理方法實施起來并不容易，每個縫隙尺寸不同，鋼墊板尺寸也不同。因此，還是要在加工、施工和安裝過程中提高精準度，避免此類問題的產生，也避免了以后處理的麻煩。對于焊接節(jié)點，需要根據焊縫的質量等級進行外觀質量檢查或者焊縫探傷。
1.2 混凝土柱―――鋼梁結構形式
混凝土柱―――鋼梁結構形式是現場檢測中經常遇到的情況，一些廠家為了節(jié)約鋼材、降低造價采用了此種結構形式。在結構受力上，混凝土柱―――鋼梁結構與門式剛架明顯不同。門式剛架結構中，梁柱節(jié)點為剛接，而鋼梁和混凝土柱的連接是無法做成經濟、適用、
安全可靠的剛節(jié)點的，梁端一般采用螺栓鉸接連接，此時鋼梁中部彎矩比相同跨度的門式剛架中鋼梁彎矩大得多。實際工程中，有些業(yè)主擅自將原設計的門式剛架改為混凝土柱―――鋼梁結構，鋼梁截面仍然采用原截面，這是相當危險的。也有些工程中，鋼梁截面雖然滿足要求，但是鋼梁與混凝土柱的連接節(jié)點采用鋼梁與柱頂預埋件簡單焊接或者干脆直接將鋼梁放在混凝土柱上，這些做法都是不符合要求的。還有部分工程跨度較大，此時屋面鋼梁對混凝土柱產生很大的水平推力，如果不能保證柱的強度要求，可在梁下設鋼拉桿抵消部分或全部水平力。
對于此種結構，設計施工人員一定要熟悉結構概念，處理好鋼梁和混凝土柱的連接，保證實際工程與結構計算模型相符。實際工程中，鋼屋架―――混凝土柱結構形式也很常見，此種結構形式比鋼梁―――混凝土柱結構形式更為經濟適用。
1.3 在原有多層建筑上加層擴建輕鋼結構
現場檢測中經常碰到在已建成的砌體或者鋼筋混凝土多層建筑上加層，為了減輕荷載，采用門式鋼架輕鋼結構。此種結構形式中，2 種結構阻尼比不同，上下 2部分的剛度存在突變，屬于超規(guī)范、超規(guī)程設計。一般情況下，設計單位通常將新加鋼結構按照一般條件獨立設計，將反力傳于原結構進行設計計算，門式剛架與原結構連接采用植筋錨栓，其規(guī)格數量按照在地面上布置的計算結果選用。如此處理，缺乏理論依據，在地震發(fā)生時可能會出現安全事故。
對于此種結構，設計計算時可參照現行《建筑抗震設計規(guī)范》5.2.4 條處理：“采用底部剪力法時，突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應，宜乘以增大系數 3，此增大部分不應往下遞，但與該突出部分相連的構件應予計入”。此外，應對新舊建筑結構進行整體分析，對基礎進行復核驗算，若加層后原建筑結構承載力有不滿足規(guī)范要求的構件，則需要及時進行加固處理。
1.4 積灰影響
在檢測冶金重工業(yè)鋼結構廠房時，普遍現象是屋面、鋼屋架或者鋼梁的積灰較嚴重，沒有即時清理積灰。國內由于積灰過大引起的屋面垮塌事故較多。一般的冶金廠房都沒有先進的除塵環(huán)保系統(tǒng)，也沒有建立嚴格的清灰制度，造成積灰越來越多，最終由于局部積灰超載引起事故。對于設計人員，在鋼結構設計總說明中應注明是否考慮積灰或所考慮的積灰荷載值，便于使用單位定期檢查清理。
1.5 積雪影響
輕型門式鋼架結構由于設計荷載取值小、強度計算比值偏大、構件截面偏弱，對雪荷載作用很敏感。
因此，在進行輕鋼結構設計時，一定要根據實際情況選擇合適的雪荷載，在雪荷載和活荷載中取較大值考慮，并且要考慮截面強度計算比值留有一定的富裕度，屋面坡度不應太小，女兒墻設計高度不應太高；在施工時要做好防水處理，保證施工質量；在使用過程中要及時清除積雪，也要避免次生災害的產生。
1.6 風荷載影響
輕鋼結構由于本身自重較輕，屋面荷載較小，因此對風荷載作用非常敏感，在較大的風荷載作用下，會出現輕鋼屋蓋被掀掉的事故，更嚴重的還會導致柱腳錨栓拉斷，柱子拔起，結構整體倒塌。因此，風荷載是設計人員進行鋼結構設計時要重點考慮的一項內容，尤其對于大跨度、復雜屋面來說，屋面風荷載體形系數的取值尤其重要，可利用有限元軟件進行模擬，必要時可進行風洞試驗來確定。
1.7 火災事故
對鋼結構來說，由于鋼材耐高溫性較差，當溫度達到 430 ℃～540 ℃時，鋼材的屈服點、抗拉強度和彈性模量將急劇下降，失去承載能力，因此耐火性差是鋼結構的一大缺點。目前鋼結構的防火措施之一就是采用防火涂料。我國的防火涂料發(fā)展尚不夠成熟，某些防火
涂料經過使用一段時間后，涂料主要成分被氧化、降解，從而會削弱原有的防火性能，遇到火災時起不到應有的作用，造成鋼結構的安全事故。
2、結語
綜上所述，輕鋼結構由于本身自重輕、用料省、易于施工等優(yōu)勢被廣泛應用在工業(yè)廠房及體育館等大型公共建筑中。本文介紹了輕鋼結構工程現場檢測中遇到的各類設計施工問題，分析原因并提出相應對策，避免類似問題及事故的再次發(fā)生。
參考文獻：
[1]路明.建筑結構現場檢測方法探討[J].科技資訊.2004（12）
[2]王海霞.建筑結構現場檢測方法評析與展望[J].今日科苑.2009（04）
[3]王蘇巖.建筑結構現場檢測方法評析與展望[J].沈陽建筑工程學院學報.2000（01）
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