1. 地脚螺栓
1、锚栓的锚固长度由混凝土基础强度决定,有的设计图对基础设计强度没有提出具体要求,可能存在混凝土粘结强度不足的情况;
2、锚栓埋入后,混凝土已达到初凝阶段,锚栓受到碰撞;
3、地脚螺栓预埋时定位不正确或受外力作用而弯曲,未及时纠正;
4、锚栓外露头太长,埋置深度不够。
上述情况都可能造成地脚螺栓因不能发挥应有的抗拉强度而失效。
二、第二浇注层
混凝土基础面与柱脚板之间有约75~100mm的二次浇注层,设计要求采用微膨胀细石混凝土,有的图纸要求采用无收缩细石混凝土,其实是一回事,但施工部门往往采用普通混凝土作为二次浇注层,有时柱脚板尺寸较大,并有剪力键预留孔,二次浇注层填筑不密实,混凝土水灰比过大,收缩后二次浇注层与柱脚板脱离,柱脚不能有效地将力传递到混凝土基础,给整个门式刚架带来隐患。
设计时应在柱脚底板上开设溢流孔,并要求施工部门认真满足二次浇注层混凝土填筑密实的要求。
3.铰接柱脚和刚性柱脚
这是两种完全不同的柱脚结构,随意修改设计不仅会给混凝土基础带来不安全因素,还会给整个门式刚架增加附加应力钢结构误差,使结构受力过大或柱顶位移值增大。如果有吊车,会影响吊车的正常运行。如果采用砖墙围护结构,墙体出现裂缝会影响外观的安全感。
4.门式刚架连接结构
1、边柱顶与斜梁连接
二铰门架的柱顶和斜梁要承受弯矩,若高强螺栓未拧紧到一定的预紧力,就会成为半刚性连接或铰接连接,二铰门架就会成为近弯框架结构或排架结构,二铰门架就会成为移动体系,在单边雪荷载、风等水平力或地震力的作用下,结构很可能完全倒塌,1997年大雪或台风来袭时,这方面的教训很多。
2. 脊节点的连接
1)二铰钢框架在脊梁处承受较大的弯矩,而脊梁节点连接应具有较大的抗弯刚度。设计工程师注意到了这一点,但是为了增加纵向拉杆,把拧紧的高强度螺栓去掉,增加纵向拉杆。一是高强度螺栓不能再利用,二是脊梁原有的抗弯刚度大大降低,有可能变成三铰钢框架。虽然不至于造成结构倒塌,但脊梁处的弯矩会部分传递到边柱与斜梁连接处,增加了附加弯矩。该节点处可能出现塑性铰,增大梁的挠度,同时给钢框架带来很大的隐患。
2)双坡屋面屋脊处有抗风柱时,柱顶板与屋脊拼接板下部采用焊接连接,由于梁的阻碍和位置较高,焊接条件很差,安装人员有时只点焊几处即可完成任务,稍受外力就会使焊接处脱落。另外,在拼接板下部焊接时,高强螺栓受焊接热效应影响,高强螺栓应力损失可达10-15%。这是一种不合理的构造,在屋脊节点埋下了隐患。
3.钢柱与砖墙、砌块、圈梁连接构造
钢结构规范中没有明确的规定,很多设计图也没有注明,施工时大多省略,对墙体的稳定性非常不利。钢柱与墙体或圈梁的连接构造在抗震设计规范和砌体结构设计规范中有明确的规定,非承重墙体与相应的圈梁应采用柔性连接。
5.檩条、墙梁支撑、拉杆设置不当引发的工程事故
檩条、墙梁规范规定强制跨度
当载荷过大时,应安装拉杆。
没有拉杆的檩条和墙梁在台风、大雪等天气下会出现横向不稳定的情况。
当有天窗架或高低跨时,屋面有向阳面,有阴面,当设计没有充分考虑屋面的起伏和朝向时,雪荷载分布不均匀,局部雪超载造成檩条横向失稳,门式刚架在局部雪超载时很快倒塌,萧山、绍兴等地都有过深刻的教训。
檩条、墙梁角撑定位不当,也可能造成门式刚架受压翼缘失稳脱离平面,造成屋面、墙体发生较大变形,影响正常使用,甚至引发事故。
6. 支持系统
门式刚架平面外稳定性较差,应设置水平屋盖支撑和垂直柱支撑。
设计过程中一般不会忽视支撑系统,主要问题是设计是否合理。
很多情况下,柱间的垂直支撑并不能有效地将力传递到柱底座,而是作用在柱子上。
水平屋架支撑穿过屋脊。
天窗架纵、横向支撑角度太小,门式刚架中的支撑一般为柔性支撑,安装时未张紧,一般较松钢结构误差,在大风天气和吊车移动时造成晃动。
即使将角钢支撑设计为刚性支撑或柔性支撑,由于设计人员概念模糊,在结构上存在两个问题,一是角钢质心轴线与角钢孔距常常混淆,造成角钢受偏心力;二是节点板开孔与角钢开孔相等,门式刚架不能正确矫正。
7. 采用钢筋混凝土柱和折线钢梁的结构体系
锯齿形钢梁受力时,对柱顶产生较大的水平推力,使柱顶位移超过合理规定,导致钢筋混凝土柱底部出现裂缝。此种结构体系还容易成为移动体系,对结构来说是不安全的。
如果使用钢筋混凝土柱和钢梁,则应将其设计为梁系统,以使柱顶部不受水平压力。
另一方面要注意柱顶不要用地脚螺栓与钢梁连接,而应在柱顶预埋件中采用预埋螺栓连接。
8. 生产安装相关问题
1、屋面钢梁端板不平整,虽然采用高强螺栓紧固,但端板间传力摩擦阻力和摩擦面数量受到一定影响,难以达到预期的设计效果。另外两端板之间不是完全紧固,受大气及腐蚀气体侵蚀,加速锈蚀,影响使用寿命。
2、螺栓包括高强度螺栓孔位误差较大,有的用气割无法扩孔,应采用刮刀扩孔。
另一方面是螺栓孔的边距、中心距不符合规范要求,有的设计甚至无法将手柄插入螺母内,有的手柄无法转动,或转动角度太小等等,导致无法拧紧。
使用高强螺栓的施工现场必须配备至少1-2个测力工具,先测量紧固力,以便记录高强螺栓的紧固程度。
3. 焊缝相关问题
(1)很多从事钢结构设计的人员对焊缝符号不熟悉,在标记焊缝时经常会犯错误。
许多制造商和安装人员对于焊接符号都是半文盲。
焊接是现代钢结构连接的主要手段,关于焊接符号、焊条的选择、焊条的储存、焊接规程、焊接变形、焊接应力、焊缝等级等都有一套完整的理论和实践经验,希望大家好好学习、总结。
(2)焊接两种不同强度的钢种时,应采用适用于较低强度钢种的焊接材料。首先,连接节点往往受较低强度钢种的控制;其次,如果采用适用于较高强度钢种的焊接材料,将会增加焊缝高度,造成较低强度钢种的过焊,从而增大较低强度钢种的焊接变形和焊接应力,给连接节点带来不利因素。