門式剛架結(jié)構(gòu)設計施工圖審查常見問題分析

陳曉紅

摘 要

根據(jù)施工圖審查過程中發(fā)現(xiàn)的常見問題和認識模糊的設計要點進行匯總分析，對該類結(jié)構(gòu)施工圖質(zhì)量的審查要點進行簡要說明，以供同行商榷和參考。

關鍵詞

門式剛架;施工圖審查;適用范圍;荷載取值

中圖分類號： TU758.11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.022

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，中小企業(yè)投資進程的加快，應用于輕工業(yè)廠房、倉儲建筑的門式剛架應用越來越廣。這一結(jié)構(gòu)體系具有低用鋼量、結(jié)構(gòu)輕盈、布置較為靈活、適用范圍廣的特點[1]，與普通鋼結(jié)構(gòu)設計相對照，一般情況下風荷載和廠房活載起著控制設計結(jié)果的作用。由于部分設計人員對特點認識不足，缺少相關經(jīng)驗及對相應的規(guī)范和應用軟件不熟悉，導致施工圖質(zhì)量存在偏差，甚至存在安全隱患。筆者根據(jù)在施工圖審查過程中的經(jīng)驗，對近年來發(fā)現(xiàn)的一些常見問題和認識模糊的設計要點作了匯總，以供設計同行商榷和審圖人員參考。

1 規(guī)范應用的常見問題

1.1 門式剛架結(jié)構(gòu)適用范圍的說明

在施工圖審查過程中我們發(fā)現(xiàn)有一些項目只要采用了薄壁型鋼構(gòu)件，就一律依據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》[2]（以下簡稱《門規(guī)》）進行設計，這種方法個人認為有失偏頗。實際上有些工程根本就不在該規(guī)程范圍內(nèi)，應嚴格加以區(qū)分。根據(jù)規(guī)范里的說明，《門規(guī)》適用于以下單層房屋鋼結(jié)構(gòu)：主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實腹式門式剛架[2-3];無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1～A5工作級別橋式吊車或3t懸掛式起重機;輕型屋蓋、輕型外墻;跨度在9～36m內(nèi)、高度在4.5～9.0m內(nèi)，當有橋式吊車時不宜大于12m;多層房屋的頂層采用門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)及其屋蓋時，該部分結(jié)構(gòu)的設計、制作和安裝可參考《門規(guī)》執(zhí)行，但應進行整體分析，并考慮其下部結(jié)構(gòu)對頂層內(nèi)力和位移的影響[2]。門式剛架由于構(gòu)件截面較薄，不適用于強侵蝕環(huán)境下的建筑[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)設計說明中的問題

1.2.1 鋼結(jié)構(gòu)防火設計說明不完整

在審查過程中經(jīng)常會遇到一些結(jié)構(gòu)設計人員對《防火設計規(guī)范》不夠重視，錯誤地認為這是建筑設計才考慮的問題，常出現(xiàn)一些不合理或錯誤的設計說明，如將超薄型涂料用于耐火極限1.5小時以上的鋼柱;構(gòu)件耐火極限說明過于籠統(tǒng);涂層厚度、涂裝遍數(shù)表達混亂等。

1.2.2 構(gòu)件強度等級的說明

施工圖中采用的構(gòu)件材料牌號混亂，總說明與后續(xù)施工圖中的說明不一致，計算書與圖紙中的說明不一致[1];螺栓連接中的抗滑移系數(shù)與計算過程中的敘述不一致，且存在盲目提高系數(shù)的現(xiàn)象，如材料表面處理方法與實際不符時但摩擦系數(shù)取值卻按常規(guī)數(shù)據(jù)取值。

1.2.3 荷載取值模糊不清

常見的問題有說明中的荷載取值與實際情況偏差較大，如未考慮封閉式、半封閉式或敞開式結(jié)構(gòu)對風荷載取值的影響;屋面恒荷載取值沒有考慮工程實際構(gòu)造情況，簡單取0.2kN/m2;未說明基本雪壓;對風荷載敏感的結(jié)構(gòu)，基本風壓采用50年重現(xiàn)期風壓;對于未上人屋面的活荷載取值是0.3kN/m2還是0.5kN/m2不明確;對于鋼梁的風荷載取值到底是按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》合理還是《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》更合適？根據(jù)《門規(guī)》第4.1.3條，采用壓型鋼板屋面其豎向活載標準值取0.5kN/m2，而屋面投影面積大于60m2的鋼架構(gòu)件[5]，可取不小于0.3kN/m2。

2 結(jié)構(gòu)計算中的問題和建議

1）鋼桁架的桿件一般為軸心受力，但有些設計人員在設計中卻未按兩端鉸接的柱輸入，認為下弦桿、上弦桿按梁輸入更合理，這是對該結(jié)構(gòu)體系和電算軟件參數(shù)的力學特性認識不足的問題，不論是常用軟件計算參數(shù)還是其結(jié)構(gòu)特點都應該按兩端鉸接的柱來輸入模型計算;

2）鋼梁的撓度控制限值一律按《門規(guī)》[2]中的L/180（L為跨度）控制，這樣會使得鋼梁的撓度過大，同時還應考慮屋面坡度所帶來的撓度改變值，一般建議撓度限值在L/250～L/300之間，如果屋面坡度過大，其撓度限值改變值不大于坡度的1/3;

3）鋼梁腹板高厚比和翼緣寬厚比不滿足規(guī)范[4]里的要求，但是構(gòu)件詳圖里沒有補強措施;

4）對于單層輕型鋼結(jié)構(gòu)中桿件的計算長度取值按《門規(guī)》[2]取用是合適的，但實際工程中帶有底層框架或夾層剛架的情況，有不少設計人員常未做調(diào)整仍然按《門規(guī)》[2]取用，這是不合理的;對于常規(guī)6m左右柱距的門式剛架中的梁柱平面外計算長度未考慮實際檁條和隅撐布置的影響一律按3m，合理的方法應該是按支承點間的實際距離取用，當支承點間的距離不等，應取最大受壓翼緣側(cè)向支承點之間的距離[2]。

3 結(jié)構(gòu)體系布置的問題和建議

1）沒有將屋面橫向水平支撐與柱間支撐布置在同一跨內(nèi)，未形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)《門規(guī)》[2]第4.5.1條和4.5.2條規(guī)定，宜將屋面橫向水平支撐和柱間支撐同時布置在房屋溫度區(qū)段端部第一開間或第二開間，在布置柱間支撐的開間，宜同時布置屋面橫向水平支撐[2]，以無吊車廠房為例說明[2]，如圖1所示。

2）屋面橫向水平支撐布置在房屋溫度區(qū)段端部第二開間，而在第一開間相應于屋面橫向水平支撐豎腹桿位置處沒有布置縱向剛性系桿，不能達到傳遞端墻的風荷載和地震作用的要求[2]，建議應按《門規(guī)》第4.5.2條布置剛性桿[2]，如圖2所示。

3）屋面檁條跨度大于4m時，沒有合理設置拉條、斜拉條及撐桿體系，按照《門規(guī)》第6.3.5條和6.3.6條的規(guī)定，當跨度在4～6m之間時，應在檁條跨中設置一道拉條;當跨度大于6m時應考慮檁條3分點處各設一道拉條;且宜布置在檁條上翼緣腹板高度范圍內(nèi)[2]。

4）剛架斜梁的轉(zhuǎn)折處受力復雜，構(gòu)造上沒有設置加勁肋，建議增設外伸寬度，厚度 （其中為h0腹板凈高度）的橫向加勁肋。

4 結(jié)論

在實際門式鋼架施工圖設計中，主要牽涉到基本設計參數(shù)設置、結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算、構(gòu)件連接和構(gòu)造、支撐體系選型、布置和構(gòu)造等多方面的內(nèi)容，施工圖審查是按照相關的國家法規(guī)、規(guī)范、技術標準和設計方法對設計文件的結(jié)構(gòu)安全、國家強制性規(guī)定的執(zhí)行情況和深度進行全面的考量，本文僅對門式剛架結(jié)構(gòu)設計的常見問題進行初步的總結(jié)和分析，以供參考和商榷;當然還會有很多問題未予納入，也會有新的問題出現(xiàn)，有些問題亟待深入分析，以期該結(jié)構(gòu)類型的設計不斷完善。

參考文獻[1]李永康，馬國祝.建筑工程施工圖審查常見問題詳解—結(jié)構(gòu)專業(yè)（第2版）[M].108-120，北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[2]中國建筑科學研究院.門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB 51022-2015）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[3]中國建筑科學研究院.冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)范（GB 50018-2002）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[4]中國建筑科學研究院.鋼結(jié)構(gòu)設計標準（GB 50018-2017）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2018.

[5]中國建筑科學研究院.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50018-2012）[S]，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.