钢结构设计禁忌及实例

两端嵌于基础专设的槽口中，并用砂浆灌实，造成简支梁两端因有一定程度约束 而出现负弯矩裂缝的情况。也有管柱用环板与箱形吊车梁连接，由于梁的刚度和 端节点过于刚强，当梁出现最大挠度时，梁端随之产生较大倾角，拉裂了环板及 管柱，见案例1.171。 （2）该工程采用的加固办法，虽然取得了一定效果，实属治标下策。既然原 因找到了，宜将刚性短梁改为弹性接，可将短梁中部的下翼缘及腹板割去 20cm左右，令分离肢柱与主框架梁柱刚节点间的中部仅有20cm长的上翼缘板 相连，形成水平弹性支点，无法传递负弯矩。这样既方便又治本，而且省工省 料，是处理本案例的更佳方案。

2将门式刚架钢柱改为混凝

【后果】发生跨塌事故。 【正解】前几年笔者从事设计审查工作，所接触的钢结构工程项目，门式刚 架结构占很大比例，由于其耗钢指标低，轻巧，工厂制作、现场安装、施工进度 快，尤其适用于仓储、轻工厂房等建筑，深受业主欢迎。 曾有一位设计者找笔者咨询，欲将门式刚架的柱段改为钢筋混凝土结构，梁 住节点仍保持刚接；或将下半截柱改为钢筋混凝土结构，询问这样是否可行。 笔者告之，欲将钢梁与钢筋混凝土柱做成经济、适用、安全可靠的刚节点 尚未见有相关资料介绍。 如果采用钢屋盖及混凝土柱，一般梁、柱按铰接处理，形成排架设备标准，并将钢梁 改为钢屋架，更为经济适用。至于将柱子做成上钢下混，不仅构造上比较困难： 在计算上，尤其是抗震计算，二者弹性模量、截面特性、阻尼比均不同，没有适

钢结构设计锁是及实例

用规范，也不一定取得良好经济效果。 然而无独有偶，在个别偏解地区，竟有业主自作主张，将刚架生生割开，按 原设计截面加工斜梁，把它放在钢筋混凝土柱上，这样铰接斜梁所承受的内力远 天于其原设计的刚架承载能力，必然要出现恶性事敌，虽然这种无知蛮干是个别 现象，但其教训是必须吸取的。我们作为设计者，如果在设计图上将梁柱节点构 造表示得清清楚楚，梁柱内力分配写得明明白白，悲剧有可能不会发生。 说到改图，笔者还遇到另一案例。我院为某礼堂设计网架屋盖，徐州某网架 施工，该厂有一定设计能力，认为我院网架杆件截面过大，重新计算设计，仅 计入雪载一项。完工后，原设计人去现场时，发现网架杆件截面过小，经询问 才知网架厂自行修改，未考虑设计中各种吊挂负荷，该厂不得不又请另一设计单 位重新验算加固，结果杆件粗细不等，观感不畅，幸好有吊顶遮掩，勉强为业主 接受，网架厂的经济损失是很大的。

【案例1.3】在多层建筑上扩建门式刚架轻钢结松

【案例1.3】在多层建筑上扩建门式刚架轻钢结构

筑1章钢结构工程违禁犯品案例

笔者在不同时间、不同场合请教了两位不同单位的专家，遇到上述加层问题 怎么处理？二位不约而同地回答：“参照现行《建筑抗震设计规范》5.2.4条处 理，增大系数可用3～5。”这不失为解决问题的实用办法。该条内容如下：“采 用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟等的地震作用效应，宜乘以 增大系数3，此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应子计人； 采用振型分解法时，突出屋面可作为一个质点”。 实际加层设计常遇到一些建筑不是平顶加层，而已有部分高出，再进行扩充 加层，这样新增部分可尽量依靠原高出部分承受地震水平力，给加层设计能带来 一些方便。加层设计最重要的一点是必须对新旧建筑结构进行整体分析（包括基 础科学鉴定，应该加固处理的必须加固处理，不留隐惠，全面负责。

【案例1.4】过量积灰积雪

解结构设计整晨及实钢

夹雨，雪融又冻，造成落水管堵塞·负 荷更大，以致门式刚架等轻型结构的屋 面塌陷、条弯折、斜梁断开、梁柱分 离、柱间支撑弯折、锚栓断裂：也有屋 面被风掀走。而压型板拱壳结构，事故 更多。由于建筑结构事故又引发了设备 受损，损失严重。 2008年初春，我国南方又遭遇了特 大冰雪灾害。高压电线因裹冰严重、造 成支架倾倒，房屋建筑，尤其是轻钢结 构，也有不少跨塌事故。 倒塌过程是这样的，在女儿墙，高

低跨等雪堆过大处，屋面沉陷，標条折断，拉倒刚架。但也有自救成功者，在积 雪引起屋面板及擦条下陷10cm时，迅即采取措施，卸去雪载，標、板复位，稍 加修复，仍可使用。 我国门式刚架规程是从美国MBMA移植而来，荷载取值小、强度计算比值 偏大，构件截面偏弱，蒙皮效应作用小，业主片面提高女儿墙高度，对雪载分布 不均匀性认识不足，雪堆取值偏低，所以门式刚架轻型房屋不但对风敏感，对雪 也很敏感，风雪交加，灾患就严重了。此外，还有次生灾害问题，有的房屋在雪 最大时挺过来了，但由于融雪冻结落水管，增加了雪、冰重量，过后才倒塌。 当然，事故中也少不了结构构造和施工质量等多方面因素，例如拉条系统因 自身刚度差，不易张紧，起不了平面外支撑作用。有的屋面靠内衬板起平面外支 掌作用，结果因標条挠度过大，内衬板损坏，就没有了平面外的支撑。现在常采 用较大柱距，如9m柱距时，擦条截面约高300mm，平面外失稳问题就更为突 出。太薄的屋面板，连少量超载都承受不了。一味强调降低用钢量，不顾实际客 观条件，造成的损失较“节约”下来的不知要大多少倍。在施工阶段，更应采取 临时措施，保证结构整体稳定，避免因为结构局部破坏而扩展到整休破坏

【案例1.5】在吊车梁上随意施焊

【案例1.5】在吊车梁上随意

承受动力荷载，尤其是需要验算疲劳的结构，如重级工作制吊车梁，在主体 结构上随意施焊或引弧打火。 【后果】发生疲劳脆性破坏。 【正解】1.吊车梁，尤其是行驶重级工作制的吊车梁，有很多严格的构造

第正草钢结构工程违禁犯品索创

出，应为直线或凹弧等等。 2．一般常认为钢结构施焊方便，焊些小零件应该不成问题，其实不然，举 例如下： （1）某生产厂在吊车梁腹板上焊接吊车摩电滑线支架，结果造成吊车梁沿焊 缝开裂。 （2）施工时在梁上焊小型吊具等物，或在梁主体上随意用焊条打火，出现不 规整焊点，引起疲劳应力集中而开裂。 （3）设计单位个别工艺管线专业：需设置一些小管道、小零件，没有详细设 计，由现场处理，因而在吊车梁上有不当焊接，造成不良后果。 这些看似细小的问题，却可能造成严重后果，因此在钢结构总说明中及施工 交底时，应特别强调： 不允许在吊车梁主截面上随意施焊、也不允许引弧打火，必要的小焊件，可 焊在加劲肋上。

（2）按焊缝边缘的柱腹板抗剪强度计

Ay6000/84.8=70.8 b类，=0.750

总有一定安全储备。可能由于平台局部堆载过多或发生偶然冲击等情况，令F 值有较大增加而造成柱头破坏。抗剪强度是其薄弱环节，这是比较明确的。

支承有振动作用的设备平台未注意防止结构自振周期与设备的振动周期相 近，从而发生共振现象。 【后果】在有共振作用的平台上工作，令人难以忍受。 【正解】中原地区建有某大型厚板轧制车间，为满足轧机运转要求，主电室 内需设置较多台交、直流变流、整流电动机组，这些发电机组都置于主电室操作 平台上，其中有1台电动机正置于梁上，启动后此电机周边振动剧烈，令人难以 忍受。经检查、测试、验算，结构强度、挠度均符合要求，但梁的自振周期与电 机运转周期相近，发生了共振作用。 为改变这一状况，在梁下正对电机处支一小钢柱，振动情况明显好转，能满 足正常工作条件，由于小钢柱并不妨碍下层平台工作，所以就保留下来，也未再 采取其他措施。如果平台下不充许增设支柱，可以加大梁的截面或增设隅撑，也 就是加大了染梁的刚度，改变了自振周期，也能起到防正共振的效果。由于设计时 对共振计算有时会与实际有偏差，难于事前防止，需事后处理，常用以上办法。

【后果】造成防护失效、返工浪费。 【正解】钢结构的主要缺点是易腐蚀，影响寿命；钢材虽为不燃烧体，但耐火 极限仅0.25h，遇火灾极易塌。目前最常用的办法是涂防锈油漆以抗腐蚀，采用防 火涂料以提高耐火极限，在又防火、又防锈双重功能要求下，就出现了新的问题。 1.钢格栅板、冷弯型钢因边角内凹多，涂刷油漆不便，常采用热镀锌法先将

钢结构设计禁思及实例

构件放在酸洗槽中除锈，然后置人水槽中除酸，再置于热镀锌槽中镀锌，设计图中宜 提出镀锌量指标。有的设计图中只注出“镀锌”二字，未提镀锌方法和锌量的要求 结果施工单位采用了电镀方法，因构件大，处理不好，构件很快就锈蚀了。 2.湖南一油漆厂生产的“耐水耐油”底漆，上海某施工单位，在涂底漆前基 本没有除锈，在带水和油的钢材上涂“耐水耐油”底漆，结果当然失败，造成较大 工程量返工。作为施工者首先要吃透产品性能，少量试用，再大量开展施工。 3.一般无防火要求的钢结构，只要求防锈处理。首先要明确除锈等级，即 手工除锈为St2或St3；喷射、抛射除锈为Sa2、Sa2 或Sa3。然后提出底漆 中间漆和面漆品种（不应指定厂家）各层涂刷遍数及干漆膜厚度（um）指标 如设计图对涂层厚度未提出要求时，则按《钢结构工程施工质量验收规范》GB 502052001第14.2.2条规定：室外为150um，室内为125m。 4.有一些钢结构设计软件的总说明，对所有钢结构都要求除锈、涂漆，并 明示遍数及干漆膜厚度指标；然后又要求按建筑图对各系统钢构件的不同耐火极 限要求，采用相应的防火涂料。这样笼统地要求两者都涂刷，不一定恰当，细分 起来，有下列儿种情况： （1）无防火要求，钢结构只做防锈处理。《建筑设计防火规范》GB50016 2006第3.2.4条，对二级耐火等级的梁柱，且火灾危险性为丁戊类厂房（仓 库）或虽为丙类但有自动灭火装置的单层厂房，其柱、梁均可采用无保护层的金 属结构，如冶金、机械制造等重型工业厂房都不采用防火涂层，敌此类钢结构只 有除锈、涂漆要求。 （2）常规钢结构，既要求防锈，又要求防火有如下处理办法： 1）按防锈说明可只涂防锈底漆，再按耐火极限要求涂相适应的防火涂料， 司时还应要求保证底漆写防火涂料相结合，不起化学反应（曾出现过两者互序脱 落事故）。因为防火涂料属消防系统审批，钢结构设计图只能提出两者相结合要 求，不宜指定品牌、厂家。 2）如所用防火涂料能起防锈作用，则可不涂底漆，钢材清理除锈后再涂防 火层即可。 3）有的建筑为美观需要，在防火涂层外尚涂布面漆，亦应提出两者不起化 学反应的要求。

【案例1.の】柱脚抗剪键设置不到位

柱脚锚栓不宜用来承受柱底水平反力。水平反力依靠结构与基础间摩擦力或 设置抗剪键承受，但有些抗剪键设计不合理或施工不到位。 【后果】抗剪键不能起有效抗剪作用，柱脚有变位可能，尤其不符合抗震计

第章钢结构工程违禁犯总案例

钢结构设计禁总及实例

这种构造是很不成熟的，当排架柱底 横向水平力作用时，实际依靠一悬臂平板 （角钢肢）承受，刚度极差：而厂房纵向力 作用时，抗剪键与浇灌层接触面积只有一 小片，且无锚筋，不堪一推，岂能抗震 此作法可能系仿自某手册的抗剪键图，设 计者应谨慎小心，分析受力的可靠性，千 万不要盲自照抄。 4.抗剪键如采用基础留孔办法，一定

0门式刚架设计、施工、管理

由于门式刚架厂泛采用，因此在管理上出现较多问题，如不按图施工，肆意 修改，为快上马、抠投资，不懂蛮于。 【后果】引发质量安全事故。 【正解】现将各种违禁犯忌案例分述如下： 1.不懂结构原理，乱改设计 （1）如前述将钢柱改为混凝土柱，将刚接改为铰接，令结构受力发生根本性 变化，致使柱倒盖塌。 （2）不了解隅撑，擦条拉筋的支撑作用，随意取消削弱，引起构件失稳。 （3）任意减小压型板厚和冷弯標条壁厚，这不仅是使用寿命问题，也是安全 问题。 （4）任意减小连续擦条和墙梁的搭接长度，起不了连续梁作用，因而弯矩增 大，影响安全。 （5）将擦条、墙梁的支托加劲取消，影响梁的抗扭刚度。 （6）有的业主主观认为设计都是保守的，如基础设计底面积3m×5m，竞擅 自改为2.7m×4.5m。在个别地方制度不严时。一时得遥。其实我国建筑安全度 是很低的，靠抠安全度来“节约”，是严重错误的。 2.设计问题 （1）有的设计一律采用M20错栓，不满足最小构造要求。 （2）对墙梁、擦条设计，不考虑受扭作用，采用平板无加劲的支托。 （3）梁柱刚节点连接板较薄，刚度不足：

创工竞 钢结积或程减禁犯总案例

（4）未考虑墙梁、擦条在个别部位的特大吸力，以致大风时失稳破环。暴风 雪或冰过多，也造成事故。 （5）门式刚架截面是可变化的，翼缘和腹板的宽厚度也是有变化的，但不宜 采用突变，级差较大，令结构应力集中，埋下隐患。 （6）建筑、结构专业设计时应密切配合，既要避免图纸中的矛盾，更应注意 防水、隔热等关键问题，保证施工便利，使用方便。 0 3.施工问题 （1）结构安装只赶进度，不注意临时支撑设置，以致成片倒塌。 （2）多跨刚架的中柱常为摇摆柱，施工时将梁柱焊死，因此改变了设计受力 状态，造成事故。 （3）一些施工有难度而不易检查的部位，如二次浇灌层，常有灌不满、有空 洞情况，影响工程质量。

【案例1.11】钢材选择或使】

钢结构设计禁总及实例

【后果】甲方（业主）认为签订的是施工图合同，拿到的却是钢结构设计 图，无法开展施工，还要进行详图细化，既费时又费钱。 乙方（设计单位）认为钢结构设计文件分为“设计图”和“施工图”（或称 施工详图）两个阶段，钢结构施工图一般由钢结构加工单位编制，国家主管部门 规定有收费标准，而且例如北京市设计审查规定，钢结构设计审查只审到设计图 深度，所以一般设计单位只出钢结构设计图，如委托设计单位出钢结构施工图， 应另签合同。 虽然这只是一场误会，但影响建设进度。也有甲方图省事，不再委托施工图 设计，由施工单位按设计图瑞摩加工，这样极易发生事故。如某厂胶带机通廊钢 行架，因未进行施工图设计，节点板过小，被原设计者偶然发现，及时补强，才 未酿成事故。 【正解】设计单位应主动向甲方（业主）介绍钢结构设计图和施工图是两个 不同的阶段，请业主考虑钢结构施工图是委托加工单位还是原设计单位或其他设 计单位编制：并按国家规定支付钢结构施工图设计费用、确定交付工期，全面安 非建设工程进展。

【后果】施工单位采购按d=72mm圆钢批量进料，由于进料有负公差及圆 度偏差，以致加工后成品达不到锚栓有效直径要求，无法中间验收。 【正解】大型柱脚锚栓没有成品供应，需由施工单位自行加工制作。如果设 计图标明M72，一般都理解为螺（锚）栓的公称直径，以此核定有效直径和有 效截面积，采购圆钢时会考虑材料负公差及圆度偏差影响，预留裕量。现在设计 图标示d=72mm，采购人员理解为只是一般圆钢，即以此订货，造成了失误。 该案例中由于批量很大，施工单位找设计方协商处理。设计方面在确认铺栓 直径仅小1～2mm前提下，复核了计算书，尚能满足要求，发出洽商单，同意 使用，及时解决了难题。 为吸取这种误会的教训，设计图宜尽量说清楚设计意图，多为施工人员考虑 问题，尽可能会避免一些无谓损失

【后果】常见螺栓断、焊缝裂、严重卡轨等不良现象。 【正解】吊车梁轨道连接的损坏问题是吊车运转繁重厂房的瘤疾

钢结构设计禁息及实例

【案例1.16】吊车梁端上部变形引起空终支座纫向

第工章钢结构正程违禁犯总案例

【案例1.17】 箱形吊车梁端的梁、柱节点过于刚劲

第工章钢结构工程连续犯品案例

钢结构设计禁息及实例

【案例1.18]】插入式柱脚埋深未进行算

第1章钢结构工程违禁犯悬案例

钢结构设计禁层及实例

主插入杯口的最小深度

2.双肢柱的h。指两肢垂直于虚轴方向最外边间的距离新闻出版标准，be指沿虚轴方向各种形式的柱肢宽度。 3.钢柱底端至基础杯口底的距离一般采用50mm，当有柱底板时可采用200mm。为保证二次浇 层施工方便和密实可采取相应构造措施

2.双肢柱的h。指两肢垂直于虚轴方向最外边间的距离，be指沿虚轴方向各种形式的柱肢宽度。 钢柱底端至基础杯口底的距离一般采用50mm，当有柱底板时可采用200mm。为保证二次浇 灌层施工方便和密实可采取相应构造措施

3.有关插入式柱脚需要说明的问题

第1章钢结构工程违禁犯总案例

钢结构设计禁总及实例

4）钢柱插人深度din除按计算和构造要求外一般不小于500mm另外， 5）基础短柱配筋、杯口的计算和构造要求，还应符合混凝土结构设计规定。

实到具体参数的取值。

烟草标准新红章钢结构工程达转乳率例