輕鋼結構（gòu）檢測若幹問題
更新時間：2021-04-10 17:51
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【摘 要】本文（wén）從（cóng）工程角度簡要介紹了輕（qīng）鋼結構現場檢測中發現的各類設計施工問題，並分析導致這些問題的原因並提出相應對策，為設計施工人員提供參考，避（bì）免（miǎn）類似問題及事故的再次發生。
【關鍵詞】輕鋼結構；檢測；設計施工
引言
由於對輕鋼（gāng）結構認識上的不足（zú），以及設（shè）計和（hé）施工的不規範，輕鋼結構在（zài）施工和使（shǐ）用中的工程事故屢屢發生（shēng）。筆者在進行輕鋼結構現場檢測時多次發現輕（qīng）鋼結構設計和施工中存在的問（wèn）題，輕者為以後的安全埋下了隱患，重者（zhě）隨時能夠導致輕鋼結構的倒塌破壞，造成嚴重的後果。本文通過（guò）介紹輕鋼結構工程現場（chǎng）檢測中發現的各類問題，提出相應對策，為工程設計人員（yuán）以及施工單位提供參考。
1、現場檢測中遇到的問題（tí）
1.1 安裝施工中出（chū）現的問題
1）安（ān）裝施工中梁側向彎曲或連續（xù）失穩倒塌。此類情況都是（shì）發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（qǐ）的。《門式剛（gāng）架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS102：2002 第 8.2.5 條（tiáo）規定“：門式（shì）鋼（gāng）架輕型房屋鋼結構的安裝順序宜先從靠近山牆的有柱間支撐的兩榀鋼架開始，在剛架安裝完畢（bì）後應（yīng）將其間的檁條、支撐、隅撐等全部安裝好，然後以這兩榀鋼架為起點，向房屋另一端順序安裝。”並且有（yǒu）強製條文規定：“鋼架在施工中應及時安（ān）裝支撐，必要時增設纜風繩充（chōng）分固定（dìng）。”但在實際安裝過程（chéng）中，有些施工單位為了趕工程進（jìn）度常常（cháng）不按照規程進行，一次性（xìng）把所有柱立（lì）好再安裝屋麵梁，最後安裝檁條、支撐等構造措施，施工中也（yě）沒有臨時支撐設置，使結構一直（zhí）屬於可變（biàn）體係，施工過程中一旦出現陣風或有水（shuǐ）平力衝擊，極易引發此類事故。
為了避免類似工程事故的發生，施工人員要嚴格遵守施（shī）工規範，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（suàn）模型的一致性。
2）柱（zhù）腳錨栓偏移。柱腳錨栓在基（jī）礎中的精確預（yù）埋一直是鋼結（jié）構施工中存在的常見問題。在澆築基礎混凝土前，不對（duì）預埋件位置進行複核或者（zhě）複核不準確，還有錨栓固定不牢固，在澆築混凝土過程中錨栓變形、錯位，都會造成柱（zhù）腳錨栓位置偏移。
為了避免此類問題的發生，施（shī）工時（shí）應采取措施保證柱腳錨栓的位置準確，在澆築基礎混凝（níng）土前，對預埋件位置進行複核。剛架和支撐等配件安裝（zhuāng）就位，並經檢（jiǎn）測和校正幾何尺寸確認無誤後，應對柱腳底板和基礎頂麵（miàn）之間的空間采用灌漿料填實，避免二次澆（jiāo）灌層灌不（bú）滿、有空洞的情況發生。
3）節點連接問題（tí）。多跨門式鋼架中柱常設計為搖擺（bǎi）柱，搖擺柱柱（zhù）頂和（hé）斜梁的連接應（yīng）為鉸接，而在實際工程的施工（gōng）中常把搖擺柱和斜梁焊死，鉸節點改為剛節點，使（shǐ）實際（jì）工程與設計計算模型不（bú）符，形成安全隱患，造成事故發生。
門式鋼架的（de）梁梁、梁柱節（jiē）點很多是靠端板通（tōng）過摩擦型高（gāo）強螺栓連接，端板接觸麵要（yào）做摩擦處理，需要保證端板接（jiē）觸達到緊密貼合。由於加（jiā）工要求不嚴，腹板與端板（bǎn）間又有（yǒu）夾角偏差，現場安裝時出現 2 塊端（duān）板完全（quán）合不攏，有（yǒu）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（qǐ），仍留下縫隙，給（gěi）工程安全埋下隱（yǐn）患。對於此類問題，可采用在（zài）有（yǒu）縫隙的端板間加鋼墊（diàn）板的方（fāng）法進行處理，鋼墊（diàn）板的尺寸和縫隙的尺寸相同，但是此種處（chù）理方法實施起來並不容易，每個縫隙尺寸不同，鋼墊板尺寸（cùn）也（yě）不同。因此，還是要在加工（gōng）、施工和安裝過程中提高精準度，避免此類問題的產生，也避免了以後（hòu）處理的麻煩。對於焊接節點，需要根據焊縫的質（zhì）量等級進行外觀質量檢查或（huò）者焊（hàn）縫探傷。
1.2 混凝（níng）土柱（zhù）―――鋼梁結構（gòu）形式
混凝（níng）土柱―――鋼梁結構形式是現場檢測中經常遇到的（de）情況（kuàng），一些廠家為了節約鋼材、降低造價采用（yòng）了此種結構形式。在結構受（shòu）力上（shàng），混（hún）凝土柱―――鋼梁結構與門式剛架明（míng）顯不同。門（mén）式剛架（jià）結構中，梁柱節點為剛接，而鋼梁和（hé）混凝土柱的連接是無法做（zuò）成經（jīng）濟、適用、
安全可靠的剛節點的，梁端（duān）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（yǒu）些業主擅自將（jiāng）原設計的門式剛架改為混凝土柱―――鋼梁結構，鋼梁截麵仍然采用原截麵，這（zhè）是相當危險的。也有些工程中，鋼梁截麵雖（suī）然（rán）滿足要求，但是鋼梁（liáng）與混凝土柱的連接節點采用鋼梁與柱頂預埋件簡單焊接或者幹脆直接將（jiāng）鋼梁放在混凝土柱上，這些做法都是不符（fú）合要求的。還有部分（fèn）工程跨度較大，此時屋麵鋼梁對混凝土柱產生很大（dà）的水平推力，如果不能保證柱（zhù）的強度要求，可在梁下設鋼拉杆抵消部分或全部水平力。
對於此種結構，設計施工人員一定要熟悉結構概（gài）念，處理好鋼梁（liáng）和混凝（níng）土柱的連接，保（bǎo）證（zhèng）實際工程與結構計算模型相（xiàng）符。實際工程中，鋼屋架―――混凝土柱結構（gòu）形式也很常見，此種（zhǒng）結構（gòu）形式比鋼梁―――混凝土柱結構形式更為經濟適用。
1.3 在原有多層建築上加層擴（kuò）建輕鋼結構
現場檢測中經常碰到在已建成的砌體或（huò）者鋼筋混（hún）凝土多層建築上加層，為了減輕荷（hé）載，采用門式鋼架輕鋼結（jié）構（gòu）。此（cǐ）種結構形式中，2 種結構阻尼比不（bú）同，上下 2部分的剛度存在突變，屬於超規範（fàn）、超規程設計。一般情況下，設（shè）計單位通常將新加（jiā）鋼（gāng）結構按照一般條件獨（dú）立設計，將反力傳於原結構進行設（shè）計計算（suàn），門式（shì）剛架與原結構連接采用植筋錨栓，其規格（gé）數量按照在地（dì）麵上布置的計算結果選用。如此處理，缺乏理論依據，在地（dì）震發生時可能會出現安全事故（gù）。
對於此（cǐ）種結構，設計計算時可（kě）參照現行《建築抗震設計規範》5.2.4 條處理：“采用（yòng）底部剪力法時，突出屋麵的（de）屋頂間、女兒牆（qiáng）、煙（yān）囪等的地震作用效應，宜乘以增大係（xì）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（yīng）予計入”。此外，應對新舊建築結構進行整體分析，對基礎進行複核驗算，若加層後原建（jiàn）築結構承載力（lì）有不滿（mǎn）足規（guī）範要求的構件，則（zé）需要及時進行加固處理。
1.4 積灰影響
在檢（jiǎn）測冶金重工（gōng）業鋼結構廠房（fáng）時，普遍（biàn）現象（xiàng）是屋（wū）麵、鋼屋架或者鋼梁的積灰較嚴重，沒有即時清理積灰。國內由於積灰過大引起的屋麵垮塌事故較多。一般的冶金廠房都沒有先進的除塵環保係（xì）統，也沒有建立（lì）嚴格的清灰製度，造成積灰越來越（yuè）多，最終由於局部（bù）積灰超載引起事故。對於設計人員，在鋼結（jié）構設計（jì）總說明中應注明是否考慮積灰或所考慮的積灰荷載（zǎi）值（zhí），便（biàn）於使用單位定期檢查清理。
1.5 積雪影響
輕型門（mén）式鋼架結構由於設計（jì）荷載取值小、強度計算比值偏（piān）大、構件（jiàn）截麵偏弱，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，並（bìng）且要考慮截麵強度計算比值留有一定的富裕度，屋麵坡度不應（yīng）太小，女兒牆設計高度不應太（tài）高；在施工時要（yào）做好防水處理，保證施（shī）工質量；在使用過（guò）程中要（yào）及時（shí）清除積雪，也要避免（miǎn）次生災害的產生。
1.6 風荷載（zǎi）影響
輕鋼結（jié）構由於（yú）本身自重較輕，屋麵荷（hé）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（xià），會出現輕鋼屋蓋被掀掉（diào）的事故，更嚴重的還會導致柱腳錨栓拉斷，柱子拔起，結（jié）構整體倒塌。因此，風荷載是設計人員（yuán）進行鋼結構設計時要重點考慮的一項內容，尤其對於大跨度、複雜屋麵來說，屋麵風荷載體形係數的（de）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（yóu）於鋼材耐（nài）高溫性較差，當溫度達到 430 ℃～540 ℃時，鋼材（cái）的（de）屈（qū）服點、抗拉強度和彈性模量將急劇下降，失去承載能力，因（yīn）此耐火（huǒ）性差是鋼結構的一大（dà）缺點。目前鋼結構的防火措施之一就是采用防火塗料。我國的防火塗料發（fā）展尚不（bú）夠成熟，某些防火
塗料經（jīng）過使用一段時間後，塗料主要成分被氧化、降解，從而會削弱原有（yǒu）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（yǔ）
綜上所（suǒ）述，輕鋼結構由於本身自重輕、用料省（shěng）、易於施工等優勢被廣泛應用在工業廠（chǎng）房及（jí）體育（yù）館等大型公共建築中。本文介紹了輕鋼（gāng）結構工（gōng）程現場檢測中遇到的各類設計施工問（wèn）題，分析原（yuán）因並提出相（xiàng）應對策（cè），避免類似問題及事故的再次發（fā）生。
參考文獻：
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