鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和常見(jiàn)錯(cuò)誤做法
鋼結(jié)構(gòu)是主要由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于大型廠房、場(chǎng)館、超高層等領(lǐng)域。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理
(1) 將預(yù)埋的插筋清理干凈，按1：6調(diào)整其保護(hù)層厚度符合規(guī)范要求。先綁2～4根豎筋，并畫(huà)好橫筋分擋標(biāo)志，然后在下部及齊胸處綁兩根橫筋定位，并畫(huà)好豎筋分檔標(biāo)志。一般情況橫筋在外，豎筋在里，所以先綁豎筋后綁橫筋，橫豎筋的間距及位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
(2) 墻筋為雙向受力鋼筋，所有鋼筋交叉點(diǎn)應(yīng)逐點(diǎn)綁扎，豎筋搭接范圍內(nèi)，水平筋不少于三道。橫豎筋搭接長(zhǎng)度和搭接位置，符合設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范要求。
(3) 雙排鋼筋之間應(yīng)綁間距支撐和拉筋，以固定鋼筋間距和保護(hù)層厚度。支撐或拉筋可用φ6和φ8鋼筋制作，間距600mm左右，用以保證雙排鋼筋之間的距離。
(4) 在墻筋的外側(cè)應(yīng)綁扎或安裝墊塊，以保證鋼筋保護(hù)層厚度。
(5) 為保證門(mén)窗洞口標(biāo)高位置正確，在洞口豎筋上畫(huà)出標(biāo)高線。門(mén)窗洞口要按設(shè)計(jì)要求綁扎過(guò)梁鋼筋，錨入墻內(nèi)長(zhǎng)度要符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
(6) 各連接點(diǎn)的抗震構(gòu)造鋼筋及錨固長(zhǎng)度，均應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行綁扎。
(7) 配合其他工程安裝預(yù)埋管件、預(yù)留洞口等，其位置、標(biāo)高均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
2、頂板鋼筋綁扎
(1) 清理模板上的雜物，用墨斗彈出主筋，分布筋間距。
(2) 按設(shè)計(jì)要求，先擺放受力主筋，后放分布筋。綁扎板底鋼筋一般用順扣或八字扣，除外圍兩根筋的相交點(diǎn)全部綁扎外，其余各點(diǎn)可交錯(cuò)綁扎(雙向板相交點(diǎn)須全部綁扎)。如板為雙層鋼筋，兩層筋之間須加鋼筋馬凳，以確保上部鋼筋的位置。
(3) 板底鋼筋綁扎完畢后，及時(shí)進(jìn)行水電管路的敷設(shè)和各種埋件的預(yù)埋工作。
(4) 水電預(yù)埋工作完成后，及時(shí)進(jìn)行鋼筋蓋鐵的綁扎工作。綁扎時(shí)要掛線綁扎，保證蓋鐵兩端成行成線。蓋鐵與鋼筋相交點(diǎn)必須全部綁扎。
(5) 鋼筋綁扎完畢后，及時(shí)進(jìn)行鋼筋保護(hù)層墊塊和蓋鐵馬凳的安裝工作。墊塊厚度等于保護(hù)層厚度，如設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)為15mm。鋼筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
常見(jiàn)錯(cuò)誤做法總結(jié)于下：
1.暗梁當(dāng)樓面梁使用。這是最常見(jiàn)的錯(cuò)誤。暗梁之所以不能當(dāng)樓面梁是因?yàn)槠鋭偠炔粔�，荷載不能按自己設(shè)想的方式傳遞，即樓面荷載—板—暗梁—柱的傳遞方式幾乎是不可能的。這樣將大大低估板的內(nèi)力。我個(gè)人認(rèn)為，根據(jù)內(nèi)力按最短距離傳遞的原則，用暗梁代替梁只有在板受集中力時(shí)，在集中力處沿板的最短方向(雙向板沿兩個(gè)垂直方向)設(shè)置暗梁，可以認(rèn)為集中力由暗梁承受以滿足抗彎強(qiáng)度和裂縫要求，此時(shí)板的計(jì)算跨度絕對(duì)不能按支承于暗梁來(lái)考慮。但很多時(shí)候，這種做法也沒(méi)有必要，直接加大板的受力鋼筋即可，除非因抗剪(沖切)需要箍筋而使用暗梁。
2.與上一個(gè)問(wèn)題相對(duì)應(yīng)的`是，在剛度發(fā)生較大突變(增加)處，應(yīng)視為梁。典型的問(wèn)題是不同高程的板之間出現(xiàn)的錯(cuò)臺(tái)，錯(cuò)臺(tái)本身平面外剛度比較大，而板的平面外剛度較小，不管你是否愿意，板上的荷載都要傳遞到錯(cuò)臺(tái)上，因此應(yīng)當(dāng)按梁來(lái)設(shè)計(jì)，尤其是抗剪鋼筋應(yīng)滿足要求。地下通道、車(chē)站遇到的這種情況較多，其荷載又比較大，但大多數(shù)人對(duì)錯(cuò)臺(tái)的處理卻非常草率，這很令人擔(dān)憂。
3.框架結(jié)構(gòu)形成事實(shí)上的鉸接。最常見(jiàn)的是梁剛度比柱大的多，使柱對(duì)梁的約束作用較弱，形成事實(shí)上的鉸。這樣減少了超靜定次數(shù)，于抗震不利，也難以形成“強(qiáng)柱弱梁”。 坂神地震時(shí)，地鐵車(chē)站柱的破壞相當(dāng)嚴(yán)重，也提醒我們不能忽視這個(gè)問(wèn)題。地鐵車(chē)站頂?shù)装蹇煽醋鞣ぐ澹淞旱膭偠犬?dāng)然大于柱，但中板處不宜將梁的剛度做得較大。另外，地下工程如通道、涵洞、地鐵車(chē)站等，有時(shí)不小心也容易作成剛度較大的頂?shù)装搴蛣偠容^小的側(cè)墻，這樣橫剖面就形成鉸接的四邊形，兩側(cè)墻土壓力相差較大時(shí)很容易失穩(wěn)，也不利于抗震。
4.板墻受力鋼筋置于分布鋼筋的內(nèi)側(cè)。很多人總把分布鋼筋想象成類似梁的箍筋，因此配筋不小心就這樣倒置。分布鋼筋的作用在于固定受力鋼筋位置，傳遞受力及防止溫度收縮裂縫，它不需要象梁柱箍筋那樣外包以防止鋼筋受壓向外鼓出，更重要的是，板墻截面高度較小，為增加有效高度發(fā)揮受力筋作用，一般情況下應(yīng)當(dāng)外置受力鋼筋。某些特殊情況，如地下連續(xù)墻，由于施工方便原因可犧牲板有效高度，將受力鋼筋內(nèi)置。
5.在緊靠柱的位置框架梁上搭梁。由于緊靠柱支承的位置，框架梁的轉(zhuǎn)動(dòng)受到約束，當(dāng)其上所搭的梁荷載較大時(shí)，將產(chǎn)生很大的扭矩，使框架梁的配筋變得困難。某些設(shè)計(jì)人員將此處框架梁與搭接梁的連接看作鉸接，這是很不安全的，因?yàn)榱旱乃苄宰冃文芰τ邢蕖?/p>
6.板鋼筋不伸入上翻梁受力鋼筋之上。這在地面上結(jié)構(gòu)中還不容易出現(xiàn)，但在地下工程中，由于結(jié)構(gòu)形式不夠直觀，稍有疏忽就會(huì)犯錯(cuò)。最常見(jiàn)的是通道入口處頂板有一道收口的橫梁，其底部順板向下傾斜，形成不規(guī)則的梁。多數(shù)人配筋將此梁受力鋼筋仍然沿水平方向布置，板的縱向鋼筋則從下側(cè)錨入梁內(nèi)。地下工程沒(méi)有完全的分布鋼筋，在這個(gè)橫梁處，板的縱向鋼筋實(shí)際上是受力鋼筋，不但要按受力鋼筋錨固，還應(yīng)當(dāng)在梁受力鋼筋之上。另外，很多人認(rèn)為此梁受力小，因而配筋馬虎。實(shí)際上，此梁由于單邊受力，有一定的扭矩，配筋應(yīng)考慮板上荷載傳遞到此梁上。
7.地鐵車(chē)站不計(jì)中板開(kāi)洞。由于開(kāi)洞的影響比較難算，也由于部分人對(duì)開(kāi)洞影響沒(méi)有當(dāng)成一回事，因而計(jì)算時(shí)都加以忽略。當(dāng)開(kāi)洞較小時(shí)，這樣也許沒(méi)有多大影響，但地鐵車(chē)站有時(shí)在中板沿橫向平行布置三排樓、扶梯，嚴(yán)重削弱該處樓板剛度，雖然洞邊有加強(qiáng)的梁，但梁高受到限制，中板厚度通常都為400～500，因此不足以彌補(bǔ)其剛度的損失。至于加暗梁來(lái)加強(qiáng)洞口，更不能彌補(bǔ)計(jì)算模式與實(shí)際不符的不足。
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