四、高强螺栓连接
门式刚架轻钢结构通常采用端板式连接,这种连接最为简单方便,但从严格意义上讲,这种连接不是全刚性连接,根据文献[3]介绍,对于一根简支梁,在跨中采用一个端板式连接节点,梁的挠度会增加10%~24%,因此,为保证连接的刚度,对高强螺栓的预拉力应像摩擦型高强螺栓连接那样严加控制[2],至于端板之间的抗滑移系数要求是很低的,无需像摩擦型高强度螺栓连接那样,花费大量的费用去作抗滑移系数试验,因轻钢结构端板式连接中的剪应力很小,按设计要求可定为μ=0.15,如此小的摩擦系数无需专门控制可自动满足,(规范规定仅对μ>0.3时,需作抗滑移试验来保证)
五、砼柱上两铰直线拱的施工问题
有时会遇到在钢筋砼结构上加钢结构屋盖的工程,采用实腹式屋盖梁是常用的方法之一,此时的屋盖梁设计成两铰直线拱型式,计算简图如图4所示,作为两铰直线拱的屋盖梁在端头与砼柱一般做不成刚接,只能是铰接,但这种铰接具有很大的水平推力,依靠这水平推力,大大改善了屋盖梁的弯矩分布,使跨中截面弯矩大大降低,如无水平推力则跨中截面的弯矩如简支梁,弯矩将增大约一倍,此外,无水平推力,跨中下挠将增大约五倍,正是因为两铰直线拱对水平推力如此敏感,在施工安装就要特别当心。事实上,有不少这类建筑,设计人员和施工安装人员都没有认识这一点,在钢梁与砼柱连接中仍像一般的柱底铰接那样处理,就要出问题了。因为土建中的锚栓连接,都是在安装构件完成之后,再对锚栓补焊加强垫板,这种方式用于柱底连接是可行的,用于两铰直线拱则有大问题,因为在补焊加强垫板和灌浆填料之前,两铰拱已产生较大滑移,水平推力已释放,大挠度已形成,补焊加强垫板只能对以后的荷载有效果。正确的做法有三种,一种是对屋盖梁加临时支撑,使两铰拱在无水平滑移的状态下施工安装,待补焊加强垫板并且灌浆填料完全固化之后,才可撤除临时支撑,显然用此方法安装非常麻烦。另一种做法是在安装两铰拱的同时,在柱子的预埋件上直接焊一个止推键顶紧拱端,见图5所示,这就要求钢筋砼结构设计人员事先配合好,设计一个能支持止推键的预埋件。最后一种做法是在搁置两铰拱时,直接与砼柱顶预埋件现场焊牢[4],但这种方式对施工精度要求高,要求每榀拱安装一步到位,事后无法进行调整。
六、屋面压型钢板系统的安装技术
十几年前的压型钢板的构造型式简单,仅用挂钩或自攻钉直接固定在檩条或墙梁上。现在屋面板有360°咬边式、扣合式,墙面板有自攻钉隐藏式,这些类型的板或靠公、母肋互相咬边固定或靠公、母肋互相卡紧扣牢。与这些板型相配合的泛水、包边也就有各式各样的,其中最为复杂的是360°咬边式屋面板系统。这种板型一个最大特点是能够随温度变化自由伸缩而不影响屋面板下面结构的连接及变形,从而具有了永久性的防渗漏功能。为配合这种屋面板体系,则屋脊处的阳堵头,檐口处的阴堵头都需要有良好的防水密封性,尤其麻烦的是出屋面风机类构造的防水处理,因风机是固定在檩条上的,而四周的泛水、包边又必须连在屋面板上,屋面板与檩条之间又是可以相互滑移的,其滑移量最大可达80mm之多,此外,山墙面的屋檐包边板一头固定在墙面板上,另一头又要包住屋面板使其不会渗水,墙面板一般是由自攻钉直接固定在檩条上,而屋面板又是可以有相对滑移的,这些问题必须由设计和制作做精细的考虑,施工安装单位必须仔细地研究熟悉这些构造原理和要求,才能使安装质量到位。
此外,在风吸力作用下,屋面板系统在檐口处、建筑物的四角处受到特别大的风荷作用,其作用力是其余区域的2.23倍[5],属于屋面板系统的薄弱处,需特别加强,这一点往往不被施工安装单位注意,通常在檐口区域所有的紧固件需加密一倍,如属沿海地区则需加密2倍,以确保结构安全。
七、关于雨水渗漏的几个安装方面问题
轻钢结构建筑渗漏雨水是一个常见的、比较难以处理的问题,问题发生的原因存在于设计、制作、防水材料品质、安装技术诸方面,其中问题最多、最难控制的在安装方面,在施工安装方面需掌握以下几条基本原则:
1)除扣合式屋面板外,凡屋面板与板之间的搭接缝处,均需填充合格的防水密封胶条。
2)凡泛水板、包边板之间以及与屋面板之间的搭接缝处,均需填充合格防水密封胶条。
3)屋面的各种泛水板与包边板必须考虑屋面板的变形特征,并以满足这种特征的要求来安装泛水板、包边板。
4)屋脊处的阳堵头、檐口处的阴堵头必须在其四周填充防水密封胶条。
5)采光带应和屋面板连接,不应直接固定在其下的檩条上,采光带的热胀冷缩系数大,温度变形非常显著,采光带之间的搭接连接处应有刚性压条上下固定采光带,并填充双道密封胶条,紧固件应有加大加厚的防水垫圈以适应采光带的大变形情况。
6)在温度伸缩缝处,应安装有温度变形功能的特殊包边板。
7)兼作窗框的墙檩,在安装时应加临时木撑,避免安装时踩踏下挠,一旦墙檩下挠与窗框之间形成较大间隙,积水渗漏就难以避免,建筑密封膏只能解决平整微小缝隙的防水,不能解决大间隙的防水。
8)在檐口处应特别注意保温棉的端头纤维毛细吸水效应,屋面保温棉应在此处由防水层反卷阻挡其毛细吸水产生,见图6所示。
9)天沟与屋面板之间是一个防水的薄弱点,在北方有积雪结冻的地区不应采用内天沟做法,再好的防水密封膏在反复积雪结冻的状态下也要出问题,一般设计时应尽量做成外天沟形式,并允许下暴雨时天沟溢水。外挂天沟不光是无需考虑渗漏问题,且将后维修更换也非常方便。
如果能掌握好以上9条原则,钢结构的渗漏问题是可以避免的。
八、小结
用常规方法安装轻钢结构,存在结构安
全方面问题,也存在着雨水渗漏方面问题,只有熟悉轻钢结构的技术特点,有针对性采取相应的措施才能经济合理地解决好轻钢结构的质量问题。
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