中华钢结构论坛 China Structure Forum

标题: 网架的若干问题 [打印本页]

作者: 小邓子 时间: 2001-11-17 10:49 标题: 网架的若干问题

作者参与了某网架的监理工作实践，并从中获得不少的有益经验。对其中若干问题的总结可以作为今后类似钢结构工程实践的参考。
本网架杆件表面热镀锌，可以提高结构在腐蚀环境下的耐腐蚀能力。镀层厚度一般可以达到80~120微米。热镀锌给施工带来麻烦，增加了清丝绞孔、杆件二次运输两道工序及相应的费用。表面热镀锌一旦破坏，腐蚀将由点到面扩散。化学性能上，锌比铁活泼，锌对铁有保护作用（阳极保护作用），即通过牺牲锌来保护铁。结果，铁不会遭腐蚀，而锌将耗散。在酸性介质下，腐蚀产物是可溶性硫酸锌盐，它会随雨水冲洗从表面流失，因而锌的腐蚀可连续进行下去。因此，在酸性介质下不宜采用热镀锌防腐。若在镀锌层上在加涂一道耐酸罩光油漆则可以在酸性介质下采用。安装时不可避免存在杆件表面损伤，选择防腐措施时要考虑到这点。目前，发展热喷涂锌、铝层技术，该技术能够部分的克服热镀锌的缺点。
钢材是电的良导体，防雷很重要。设计时要考虑钢构件相互连接，很容易达到规范规定的要求。
在钢结构施工过程中，属于施工造成的变形很少。变形主要发生在加工阶段，对C型檩条热镀锌后，构件普遍发生弯扭变形，几乎每根构件都要矫正。热镀锌时尤其要注意杆件不得形成封闭空腔，加热会导致空腔内的空气膨胀，可能发生爆炸。运输时薄壁构件乱甩乱堆也会导致杆件变形过大。焊接时贪多求快可能导致薄壁构件烧穿，应减少焊接输入能量。
规范要求套筒应该拧紧。在施工过程中，发现一些套筒拧紧后又松开，其原因是施工过程中的强迫就位（不可避免）产生次应力，次应力导致一部分套筒松开，一部分套筒更紧。这反映了螺栓球网架比较符合铰接模型,也反映了安装次应力不会很大。分阶段复拧螺栓可以减少安装误差。杆件安装完毕后，应把所有螺栓复拧一遍。
规范要求多余孔洞用油腻子填塞，考虑到施工实际情况（高空作业），本工程采用螺栓填孔（加工工艺孔），合情合理，但对球节点附近的其它空隙，要求刷面漆时，注意多刷一遍。
某天，叠在一起的六块屋面瓦（没有用自攻螺钉固定）被风掀下，幸好没有造成大的工程事故。安置屋面瓦时要注意可能起大风，没有安装完的屋面瓦应采取妥善的固定措施。这也给我们一个启示，采用压型彩板屋面的开敞性建筑，在风荷载作用下，其破坏特征为屋面瓦被掀翻，自功钉的锚固作用是有限的。屋面瓦掀翻后，建筑的风荷载体型系数变小，主体结构将得到保护。
工人反映，天气炎热时，下午安装较上午安装困难。分析其原因，钢材为热的良导体，外界对螺栓球加热，作为螺栓球边界条件的螺栓孔收缩，孔径变小；另一方面，螺栓杆受热膨胀，直径变大。结果导致螺栓杆与螺栓孔的空隙变小，引起安装困难。若在炎热的季节施工，可以考虑按正公差加工螺栓孔径。
支座垫板应尽量大点，几块垫板相叠时，在垫板四周施焊前，应在垫板中间开孔排气，孔洞可以大些。在孔洞内施焊，还可以增加焊缝长度，提高结构抗拔能力。
杆件受拉时，力通过杆件与封板（锥头）的对接焊缝、封板（锥头）、螺栓杆、螺栓杆与球节点的丝扣传至螺栓球。所以，应着重确保对接焊缝的质量、螺栓杆材质、丝扣拧进的数量。套筒松动仅影响防腐效果，对结构静力性能没有影响，但套筒松动也说明了安装或加工误差较大，对后期的安装可能带来困难。
杆件受压时，力通过杆件与封板（锥头）的对接焊缝、封板（锥头）、套筒传至螺栓球。套筒端面承压，长度比较短（5cm）,不会有失稳问题，受力一般没有问题。若由于加工误差（杆件短了）引起套筒松动，套筒会有压紧的趋势。
顶丝的作用是安装时带动螺栓杆旋进螺栓球孔中，至于锁定作用非常有限。顶丝直径才4mm左右，抗剪力很小。安装过程中，顶丝经常剪断。作者在参与某厂房钢结构屋盖安全检测时，计划拆下几根杆件做拉力实验。在拆卸过程中，由于顶丝顶死，稍一用力，顶丝螺帽就滑扣，无法旋出。试图旋动杆件，顶丝则剪断。对使用了一段时间的网架结构，拆卸并不方便。顶丝没有顶死对结构的静力性能没有大的影响。
由于钢管下料时，尺寸误差较大，不得不在封板或锥头加焊一块薄板。由上述的力的传递分析可知，对压杆，薄板起过渡板作用；对拉杆，薄板不会受很大的力，但可能导致丝扣拧进的数量达不到要求。不管是拉杆还是压杆，这样处理对结构安全没有很大的影响。
设计时业主未提出要安装灯架，后来从螺栓球加工孔中引出一根杆件，再通过类似法兰盘的连接方式和灯架槽钢相连。若在结构设计时，在需要引出杆件的地方，人为地添加上一些辅助杆件在球上开螺栓孔，可以给非结构件的连接带来方便。特别应避免在螺栓球上焊接。螺栓球的材质与一般杆件材质不同，而且现场高空焊接量增加，不利于钢结构优点的发挥。
用板节点代替球节点时，要注意板节点的空间刚度。设计时，假定螺栓球网架杆件轴心受力，这点与实际观察一致。网架杆件经常松动，说明实际网架杆件没有传递弯矩，因而节点球也无须传递弯矩。杆件轴心受力，在螺栓球节点中心汇集、平衡。螺栓球节点的作用是为相互平衡的力系提供一个场所。当然，它本身也受力。控制实心螺栓球的设计因素不在于力的大小，而在于杆件的几何关系。用板节点代替球节点，关键在于保证板节点的空间刚度，一般不会对结构产生大的影响。
螺栓球网架结构的特点在于制作、加工大部分在工厂进行，现场直接拼装。设计上，应该特别考虑到这点，尽量考虑构件加工与制作在工厂完成，这会提高施工质量。原则上，只要主要结构杆件能够拼装就位，整个外形没有发生显著改变，或者变形相对整个网架宏观尺寸来说是微小的，主体结构就可认为是安全的。但对单层网壳，施工不当可能会导致结构存在安全隐患。对非单层网架，结构的安全隐患在于设计有误，材料不合格，结构工作环境恶劣（包括低温，高温，高腐蚀，高冲击作用）等。若结构处于可能要遭受疲劳荷载时，应该对整个施工过程从严控制。
网架结构属于多次超静定结构。在安装过程中，若有某构件丢失或无法安装时，分析该根构件是否是“必不可少”的。若不是，则可以先安装其他杆件，以后再补上该根构件；或干脆不装该构件（经设计方允许）。补装该根构件时，常常要借助葫芦等工具。本工程曾经发生杆件损坏的情况。当时，安装工作并没有停止。
任何批评和建议将获得诚挚的欢迎！

作者: kfcaos 时间: 2009-3-22 13:13

我是搞施工管理的，在施工中经常遇到不是很内行的监理，总是找出一些皮毛的问题，看来老兄不会存在此类的问题，见解很独到，在施工中也很使用。

欢迎光临中华钢结构论坛 China Structure Forum (http://bbs.okok.org/)