钢结构设计中的若干问题剖析

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1、钢结构设计中的若干问题剖析　　近年来，钢结构的应用范围越来越广，技术越来越成熟，国家相应出台了不少规则、手册、图集来规范设计、施工行业。但毕竟结构体系千变万化，设计、施工人员在应用过程中还是会产生诸多的问题。比如在设计阶段，由于项目工期紧、任务重，施工图设计采用程序自动生产或套用图集，未能深刻理解设计内容的关联性，特别对施工经验不足的人员来说，常会造成钢结构安装过程中产生问题。此外，设计人员水平参差不齐，在材料选用、节点做法等各方面没有深刻领会，也常会造成材料采购、钢结构加工、运输、安装等方面的困难，以下笔者对钢结构设计施工中常见的问题进行研究分析供参

2、考。　　为调整钢柱底标高，通常在柱底板下与基础顶面预留约50毫米的调整空间，然后用微膨胀细石砼捣实，《门式刚架技术规程》CECS102中也有相应的做法，但在某些结构中，柱脚采用的锚检规格较大(如：M60，M72)，其螺母厚度已达40～50毫米，再加上垫板的厚度，已超过50毫米的调整空间，因此当柱脚锚检直径较大时(直径超过42毫米)，柱脚底板下的二次浇灌层高度应保证有70～100毫米的范围，在柱顶标高、钢柱垂直度调整到位后，应及时将底板下的空间灌实。　　对于锚检的锚固长度，对于不同的锚栓直径，有不同的要求。在施工图中，锚栓详图只是简单地说明套用图集或手册

3、，基础设计时若考虑不周全或基础的高度受到限制，很有可能导致基础的厚度不足，锚栓不能就位。特别是有些工程，上部钢结构由专业钢结构成公司设计，基础由另外一家设计院设计，若两者没有沟通好，很容易出现这种情况。　　另外，对于外包钢筋砼的柱脚，当外包砼柱内的纵筋间距较小且纵筋离钢柱外表面较近时，应特别注意砼柱内的纵筋和箍筋是否会影响锚栓螺母的固定，为便于固定螺母，砼柱内纵筋间距一般应大于150毫米以上，钢柱外表面与砼外表的距离也需大于300毫米以上，箍筋应在钢柱校正好之后绑扎。　　对于有抗剪键的柱脚，抗剪键一般焊于柱底板下，在基础柱上预留方孔或圆孔，但当有基础梁

4、与基础短柱在同一标高，且位于柱中心布置，这时就很容易发生基础梁内的纵筋与杭剪键预留孔冲突，这时，最好将基础梁顶标高降低或将基础梁偏移抗剪键位置。　　钢柱采用杯口基础连接时，柱脚做法比较简单，但安装比较麻烦。当柱脚承担的变矩较大而轴向力较小时(如排架结构中的钢柱脚)，若采用锚栓连接，锚栓规格会比较大，且柱脚也需采用靴梁的形式，那么柱脚做法将会是十分麻烦。这种情况，最好还是采用杯口基础，免去埋设锚栓而带来的麻烦。当采用杯口基础时，杯底有一个找平和调整标高的细石砼层，当柱底板下的砼采用二次浇灌时，底板下的砼很难振捣实，严重的可能底板下是空的，因此在底板上必须

5、每边留设灌浆孔和溢浆孔，或不设底板直接靠钢柱与砼间的摩擦来承担竖向力。　　杯口基础另外一个缺点是杯口内易进水或土，在基础施工时，必须做好覆盖措施。否则，清理杯口内的土和水会是很麻烦的事情，特别是工地范围内的地面基础采用换土方式时，杯口的保护显得尤为重要。在钢柱安装前，对杯口内壁进行凿毛，以保证在钢柱就位后二次浇灌的砼能结合牢靠，杯口基础和锚栓连接的方法各有各的优点，在设计过程中，应结合受力情况，选择一种符合工程需要和方便施工的做法。　　钢结构构件许多工作都是在加工厂完成，构件到现场后只有拼装，因为节点设计不合理导致构件无法安装，这在现场也经常会碰到。　

6、　节点设计时，不仅要考虑节点受力合理，也要考虑节点是否便于构件安装，当构件安装困难时，仍需考虑设计变更。H型钢框架梁相连接时，若梁的腹板考虑伸入柱两翼缘间时，因为梁的长度比钢柱之间的净距还大，那么框架梁就没法就位。屋面梁或钢柱间支撑系统的连接也存在同样的问题，当斜杆和撑杆相交处的节点处理不当，撑杆就没法安装。