探討鋼屋架支座的抗風(fēng)抗浮措施

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)通常在大跨度、高建筑群中占有著較有利的優(yōu)勢，其主要特點是結(jié)構(gòu)剛度大，整體構(gòu)造性好，抗震性能力強(qiáng)等。因此，鋼屋架被廣泛的應(yīng)用在體育館、展覽館、歌劇院、倉庫、飛機(jī)庫等建筑之中。我國鋼屋架的發(fā)展技術(shù)現(xiàn)也已日趨成熟，但其中有些技術(shù)仍需要進(jìn)一步完善，對鋼屋架支座的抗風(fēng)抗浮特性仍需要引起重視和進(jìn)一步的提高，文章將探討相應(yīng)的技術(shù)措施，對鋼屋架支座的抗風(fēng)抗浮性能進(jìn)行完善與提升。

關(guān)鍵詞：鋼屋架支座；抗風(fēng)抗浮措施；高強(qiáng)螺栓施工；套裝支座；安裝工程質(zhì)量

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）10-0020-02

1 引言

鋼結(jié)構(gòu)作為一種裝配式結(jié)構(gòu)目前得到了廣泛的應(yīng)用，其施工技術(shù)的關(guān)鍵在于對吊裝設(shè)備的選型配置以及吊裝工藝的安全性、高效可靠性以及對所需裝配構(gòu)件的質(zhì)量要求。隨著建筑技術(shù)水平要求的不斷提高，許多建筑的屋頂為了美觀和功能的需要都采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)形式，由于跨度的增大造成屋蓋自身重量的加大，從而使得鋼結(jié)構(gòu)的支座產(chǎn)生了較大推力，而支座節(jié)點是連接支座上部結(jié)構(gòu)和支座下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵連接部件。，因此，對支座的穩(wěn)定性的研究，特別是對支座抗風(fēng)抗浮性的研究尤為重要。

2 鋼屋架的支座的設(shè)計和支座受力分析

2.1鋼屋架的抗風(fēng)和參數(shù)計算

在鋼屋架工程項目施工前要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，其中抗風(fēng)和參數(shù)的計算是準(zhǔn)備工作的重點，計算的數(shù)據(jù)來源施工設(shè)計圖，需要事先計算整理的計算參數(shù)有：屋頂活荷載標(biāo)準(zhǔn)值、基本風(fēng)壓、基本雪壓、結(jié)構(gòu)大梁箱型截面積、采用工字型的剛性檁條、鋼邊梁等。利用相應(yīng)的參數(shù)計算工況考慮活荷載的最不利布置及雪荷載的半坡布置影響，確保鋼屋架的牢固穩(wěn)定性；鋼屋架在施工前期就要重點考慮其抗風(fēng)性能，對鋼屋架進(jìn)行抗風(fēng)計算，考慮風(fēng)向角度問題，為簡化計算，屋面暫不考慮風(fēng)荷載作用，通過計算鋼屋架的支架內(nèi)力系數(shù)，再分別計算全跨永久荷載、全跨屋面活載荷、半跨屋面活荷載來估定目標(biāo)鋼屋架的抗風(fēng)能力。

2.2支座反力力分析

在鋼屋架支座施工過程中對力的分析至關(guān)重要，各個力之間的作用直接影響到支座的安全性，也影響到鋼屋架支座的抗浮性，因此要整理數(shù)據(jù)分別計算出大梁支座剪力、軸力、剛檁支座剪力，通過計算出的數(shù)據(jù)分析邊梁對支座的剪力大小，以便及時更改或添加鋼屋架設(shè)計內(nèi)容，減小支座剪力，同時在設(shè)計時還要考慮到混凝土柱設(shè)計上部空間大梁傳來的軸力的影響。

3鋼結(jié)構(gòu)支座當(dāng)前的質(zhì)量問題

施工中常見的質(zhì)量問題包括：支座軸線位置偏差，支座標(biāo)高誤差過大，焊縫不飽滿，支座強(qiáng)度不夠，不注意防火措施及焊接溫度的影響等等，在整個施工過程中，支座安裝質(zhì)量的好壞直接影響到鋼屋架結(jié)構(gòu)的受力與功能使用，也影響到整個鋼屋架的抗風(fēng)抗浮能力，因此，在鋼屋架支座安裝時要尤為注意。鋼結(jié)構(gòu)施工的過程中，安裝人員由于忽視支座施工質(zhì)量控制，常會引起與其相連的桿件內(nèi)力變化，直至影響到整個鋼結(jié)構(gòu)的受力狀況，甚至導(dǎo)致鋼架受力不利而破壞。而且也受桿件連接質(zhì)量的影響，為了保證最終完成后桿件的受力盡可能的與設(shè)計一致，必須對鋼結(jié)構(gòu)安裝整個過程進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制，尤其是對支座安裝質(zhì)量的控制，制作安裝位置的正確與否將直接影響到桿件的連接質(zhì)量，這是鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的根本保證。

4鋼屋架支座抗風(fēng)抗浮措施

在鋼屋架支座抗風(fēng)抗浮措施中最基本要求就是支座的穩(wěn)定性。根據(jù)上述對支座的設(shè)計、受力分析及當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)支座出現(xiàn)的質(zhì)量問題，我們應(yīng)該在以下幾方面采取措施，確保鋼屋架支座的穩(wěn)定和達(dá)到抗風(fēng)抗浮。

4.1鋼屋架支座固定與分件吊裝安裝

通常鋼屋架支座要預(yù)埋鋼板作為支座底板，同時還要將支座底板與支座墊板焊接，所以，鋼屋架柱底支柱預(yù)埋件的焊接是關(guān)鍵的第一步，必須保證錨固筋足夠的長度和焊縫飽滿。鋼屋架柱底支座預(yù)埋件安裝必須嚴(yán)格按圖施工，確保支座的標(biāo)高和軸線準(zhǔn)確無誤。對于分件吊裝安裝，目前國內(nèi)大部分鋼屋架安裝隊伍都采用了先進(jìn)的吊裝安裝技術(shù)，吊裝安裝原理是先吊裝所有的鋼柱，等到校正固定灌漿后，依次吊裝每層鋼梁，隨吊隨調(diào)整，然后進(jìn)行固定，最后吊裝屋面支撐系統(tǒng)，按照正確的吊裝施工順序進(jìn)行施工，可以有效的減少人為因素對鋼屋架結(jié)構(gòu)牢固性的影響，提高了鋼屋架抗風(fēng)抗浮性能。

4.2采用高強(qiáng)螺栓施工

目前，鋼屋架支座鏈接最基本的就是螺栓連接，高強(qiáng)度螺栓連接具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動力荷載作用下不致松動等優(yōu)點，與普通螺栓技術(shù)相比在承受外荷載上有明顯優(yōu)勢，強(qiáng)螺栓的受力首先是通過在其內(nèi)部施加預(yù)拉力，然后在被連接件之間的接觸面上產(chǎn)生摩擦阻力來承受外荷載的，而普通螺栓則是直接承受外荷載的。高強(qiáng)度螺栓分大六角頭高強(qiáng)度螺栓和扭剪型高強(qiáng)度螺栓兩種，其連接性能和本身的力學(xué)性能都是相同的，僅僅外形不同而已，都是以扭矩大小確定螺栓軸向力的大小，不同的是大六角高強(qiáng)度螺栓的扭矩是由施工工具來控制.而扭剪型高強(qiáng)度螺栓的屬于自標(biāo)量型螺栓，其施工緊固扭矩是由螺桿與螺栓尾部梅花頭之間的切口直徑?jīng)Q定，即靠其扭斷力矩來控制，施工時要采用專用電動扳手，兩者相比，扭剪型高強(qiáng)度螺栓更具有施工方便，檢查直觀，受力良好，保證質(zhì)量等優(yōu)點，在高層鋼結(jié)構(gòu)工程上絕大部分都采用這種形式。采用高強(qiáng)螺栓施工技術(shù)能夠增強(qiáng)鋼屋架支座的牢固性，對于抗風(fēng)抗浮措施來說該措施是剛性措施。

4.3套裝支座施工

其工作原理是：鋼屋架支座的一端固定，另一端裝在用鋼板焊接成的支座套子里，當(dāng)遇到大風(fēng)產(chǎn)生浮力時可以自由伸縮，當(dāng)遇到高溫氣候環(huán)境溫變所引起的脹縮時其也可以自由伸縮。套裝支座具體施工如下：（1）割一塊15MM厚（該厚度按設(shè)計要求定）600X600的鋼板。（2）在600X600鋼板的一面焊上15MM厚600X150，間距150MM旳正方形加強(qiáng)勒。（3）在600X600鋼板的對稱邊上（加強(qiáng)勒朝下）各焊15MM厚600X200（長X高）的矩形鋼板。（4）在矩形鋼板鋼板兩邊內(nèi)側(cè)（無加強(qiáng)勒的這面）距離面板50MM處各焊接一塊厚15MM600X100的鋼板。（5）在600X100鋼板上方焊上100X100的加強(qiáng)勒。（6）在矩形鋼板600X200的矩形鋼板外側(cè)每100MM焊上15MM厚的直角梯形。（7）在600X600鋼板面上插入一塊30MM厚的鋼板作為支座墊板。（8）在墊板上插入支座鋼板。這樣套裝支座就全部制作完成了。經(jīng)過三年的使用，該支座安全可靠，得到設(shè)計的認(rèn)可。對于抗風(fēng)抗浮措施來說該措施是柔性措施。

4.4支座施工的焊接技術(shù)的控制

鋼屋架的支座施工過程中焊接部分工作至關(guān)重要，關(guān)系到整個鋼屋架支座的抗風(fēng)抗浮性能，在支座焊接作業(yè)中常常遇到兩個方面的問題，其中一個是關(guān)于鋼屋架支座處的鋼梁腹板處理問題，在施工過程中要按照藍(lán)圖設(shè)計處理支座處上翼板的布局，還要避免出現(xiàn)腹板的不連續(xù)，這樣就要求對接的焊縫一定要焊接的很好，不然會出現(xiàn)質(zhì)量和穩(wěn)定性的問題；另一個是支座底板與混凝土頂預(yù)埋鋼板的連接問題，我們通常認(rèn)為鋼屋架兩端支座的節(jié)點一個為雙向鉸，一個為單向鉸（豎直方向），所以在支座底板與混凝土頂預(yù)埋鋼板連接時要用特定數(shù)值的角焊縫焊接，對焊接工作的精度提出了極高的要求，這兩個問題都直接關(guān)系到鋼屋架支座的牢固性，進(jìn)而影響到其抗風(fēng)抗浮能力，因此對鋼屋架支座的焊接工作提出了更高的要求。

5鋼屋架支座安裝工程質(zhì)量控制

（1）鋼屋架支座安裝時要正確施工還要注意質(zhì)量合格，在進(jìn)行支座安裝前要對鋼構(gòu)件、連接材料、涂料和安裝工具進(jìn)行校驗檢查，對鋼構(gòu)件的型號、制作質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求和施工規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)有出廠合格證，對焊條、螺栓等連接材料應(yīng)有質(zhì)量證明書，并符合設(shè)計要求及有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；在施工階段，施工人員必須要遵守安裝工藝流程，做好安裝準(zhǔn)備工作，對施工過程中鋼屋架支座的標(biāo)高、軸線位移、跨中撓度隨時進(jìn)行跟蹤測量記錄。

（2）支座安裝的正確與否直接影響到支座的受力情況和使用壽命，如果支座安裝不平整或螺栓、焊接操作不達(dá)標(biāo)，造成支座局部承壓，焊縫裂紋，就很有可能造成支座在活動荷載作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動、滑移，影響整個鋼屋架支座的穩(wěn)定性，或留下安全隱患。為防止支座安裝過程中產(chǎn)生過多的人為因素失誤，施工方要進(jìn)行全面的監(jiān)督和細(xì)致的檢查，每次施工都要跟蹤檢查，以便對不合格的安裝情況進(jìn)行及時的返工，確保鋼屋架支座的安全性、穩(wěn)定性。

（3）鋼結(jié)構(gòu)支座施工時，應(yīng)針對常見的質(zhì)量問題制定相應(yīng)現(xiàn)場預(yù)防措施，并及時做好相應(yīng)的施工監(jiān)測工作，通過對支座安裝主要環(huán)節(jié)及過程進(jìn)行監(jiān)督與控制，以保證鋼結(jié)構(gòu)桿件連接的質(zhì)量符合設(shè)計要求。

6 結(jié)語

近年來，國內(nèi)鋼屋架施工技術(shù)日臻成熟，在支座抗風(fēng)抗浮措施方面取得了長足的進(jìn)步，隨著各個施工隊伍素質(zhì)的提高，對鋼屋架支座的設(shè)計與施工控制已經(jīng)駕輕就熟，并不斷的進(jìn)行技術(shù)革新，采用更高效、更先進(jìn)的施工技術(shù)，使得鋼屋架支座的抗風(fēng)抗浮性能得到了更有效的保證。

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