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門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中的幾個問題
1. 前言
《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》公布以來已經(jīng)快三年。
這幾年,這類工程發(fā)展,《規(guī)程》起了很大推動作用,但也陸續(xù)聽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)委員會來了,不是雨水,是冷凝水,以前還沒有碰到過。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題。有的骨架立起來搖搖幌幌,沒有支撐,說裝上墻板就好了,好象有了墻板就可以不要支撐。現(xiàn)在排架多起來。用鋼筋砼柱、輕鋼梁,造價較低,但有的嚴(yán)重不合規(guī)定?,F(xiàn)在是市場驅(qū)動,有些企業(yè)搞承包能省就省,盡量壓低造價,管它是否符合規(guī)定。
有的連規(guī)定也不清楚。利用開年會的機(jī)會,結(jié)合了解到的一些情況,就門式剛架房屋設(shè)計(jì)施工中的問題,作一個發(fā)言,拋磚引玉,希望和與會代表交流,取得一致看法2. 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?過去不明確,它可能講課時說過不包括屋脊點(diǎn)垂度?,F(xiàn)在了解到,美國是計(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。跨中垂度反映屋面豎向剛度,剛度太小豎向變形就大。要的度本來就小,脊點(diǎn)下垂后引起屋面漏水,是漏水的原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過小,第一榀剛架與山墻間的屋面出現(xiàn)斜坡,使屋面變形?,F(xiàn)在打算做個規(guī)定,剛架側(cè)移后,當(dāng)山尖下垂對坡度影響較大時(例如使坡度小于1/20),要驗(yàn)算山尖垂度,以便對屋面剛度進(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。在廠房中,的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架,但此時梁柱只能鉸接,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和破壞。還有的單位,在門式剛架設(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)是一門科學(xué),如果不按科學(xué)辦事,是要吃苦頭的。今后國家要執(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,在受力時要屈曲,強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)采用有效寬度,對原有截面要減弱,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?!兑?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,這條規(guī)定是什么意思?如果有人再提這樣的問題,我想問他,鋼結(jié)構(gòu)學(xué)過沒有?因?yàn)檫@是鋼結(jié)構(gòu)的基本概念問題。如果這樣的問題都簽不出,說明他還不具備鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)資格的。有的單位看到國外資料中檁條很薄,也想用薄的。國外檁條普遍采用高強(qiáng)度低合金鋼,但我國低合金鋼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)算時還不考慮有效截面,荷載稍大時檁條就要垮。
3. 施工方面
1)柱子拔出
有的剛架在大風(fēng)時柱子被拔起,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,未考慮支撐傳給柱腳的拉力。尤其是房屋縱向尺度較小時,只設(shè)置少量柱間支撐來抵抗縱向風(fēng)荷載,支撐傳給柱腳的拉力很大,而柱腳又沒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,在柱腳應(yīng)考慮抗拔構(gòu)造,例如錨栓端部設(shè)錨板等。
2)沒有柱間支撐
這種情況最近較多,需要大聲疾呼,這樣不行。蒙皮作用雖然各國都在研究,但沒有任何一本規(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不上,合不起來。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。
4.4)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,再用用無收縮砂漿二次灌漿填實(shí),國外此法施工。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,遷延時間較長。屋面的設(shè)計(jì)荷載很小時,當(dāng)吸水量達(dá)至一定程序,超過了結(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)際上它的主要作用是作隔汽層。承受懸掛時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,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,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,將周邊門窗關(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,卷材是干燥的,無隔汽層時卷材是濕的。在水份的長期浸泡下,隨著時間的推移,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頭,關(guān)系很大。
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