輕型門式剛架設計與施工中易出現問題的關鍵環節分析

謝志新 謝向丹 朱耀倫

輕型門式剛架在具體應用期間如果遇到大風、降雨等惡劣天氣時，一些工程由于結構中采用的截面不合理，可能會發生坍塌問題。為了提高輕型門式剛架性能，提高其在后期應用的穩定性，要加強對輕型門式剛架設計與施工內容的探討。

1.輕型門式剛架設計方面內容探討

1.1 控制屋脊垂度

剛架斜梁豎向撓度限制通常規定為1/180，在具體設計時，不僅要對坡面撓度進行運算，而且還要對跨中下垂度情況進行驗算，包括屋脊垂度，確保垂度合理，達到標準要求。通常來說，要對采用構件分段，通過計算機程序完成相應計算工作，保證水平位移和豎向位移始終處于最大允許值范圍之內，驗算跨中垂度。跨中垂度能夠直接反映建設屋面在豎向上的實際剛度，若剛度過小，則豎向會發生較大變形[1]。脊點如果發生下垂問題，則會導致屋面發生漏水問題。剛架與山墻間屋面會存在一定斜坡，這會是屋面出現較為嚴重變形，若鋼架受外界因素影響，在側向上發生了移動，若一定之后，山尖對坡度造成嚴重影響，必須及時驗算山尖垂度，進而實現對屋面具體剛度的全面控制。

1.2 豎墻梁和橫梁的計算

1.2.1 豎墻梁計算

在不考慮墻板自重由墻梁承擔的情況下，豎墻梁、橫墻梁都承擔墻梁自重和風荷載，對豎墻梁而言，墻梁自重只引起軸向力，不會引起彎矩；風荷載引起墻梁在腹板平面內的彎矩，豎墻梁是單向受彎構件。對橫墻梁而言，墻梁自重引起墻梁在腹板平面外的彎矩，風荷載引起墻梁在腹板平面內的彎矩，橫墻梁是雙向受彎構件[2]。

現有軟件只能計算橫墻梁，不能計算豎墻梁，應對的辦法是將豎墻梁當作橫墻梁來計算，也就是把單向受彎構件當作雙向受彎構件來計算[3]。試算結果證明，墻梁自重引起的在腹板平面外的彎矩影響不可忽略，為了將這一影響降到最低，計算時可按有拉條來計算。拉條可以當作墻梁的豎向支撐點，在豎向平面內墻梁是多跨連續梁，豎向平面內的彎矩峰值大大減小。

1.2.2 橫墻梁的計算

橫墻梁是主墻梁，風荷載通過豎墻梁以集中力的形式作用于橫墻梁，這些集中力的作用點間距較小，為簡化計算，將這些集中力按均布荷載考慮，誤差不大。

在豎向平面內，豎向墻梁可以當作橫墻梁在豎向平面的支撐點，也就是橫墻梁在豎向平面內是多跨連續梁，因此在計算橫墻梁時，也可按有拉條計算，用拉條模擬豎墻梁提供的支座。

1.3 檁條計算

檁條計算是一項復雜工作，在具體設計期間，僅依靠軟件進行設計是行不通的，設計人員還要對以往經驗進行總結與判斷，對于軟件考慮不到的問題，設計人員要主動考慮[5]。此外，要在繼續寧剛架分析期間，采用全截面，若強度計算不采用凈截面，具體應力值要高于計算值。

1.4 采用砼柱取代鋼柱

少數門式剛架采用鋼斜梁和鋼筋混凝土柱共同構成，對于結構中斜梁利用豎放式端板與砼柱中預埋螺栓進行連接，在整個結構中形成鋼接，這樣做到的目的是降低造價，減少鋼材應用量，提高工程建設經濟效益。目前，許多廠房都由很多鋼桁架和砼柱構成，針對該現象，要利用鉸接方式連接梁柱，不得采用鋼接，避免影響結構穩定性，降低工程質量。混凝土作為一種脆性材料，通過對混凝土構件中的配筋進行應用，可以承受一定彎矩和受剪力，但外力會對連接部位造成影響，容易松動，甚至會遭受破壞[4]。一些門式剛架設計結束后，由于業主需求發生了變化，會采用砼柱取代鋼柱，而梁截面并不會改變。需要相關人員注意的是，采用鋼梁和砼柱相互制作成排架是可行的，但是，直接將鋼柱換成砼柱是不可行的。因為結構采用的連接方式不同，因此，構件內力也存在一定差異，在設計時，要提高對該項內容的重視，確保最終設計的合理性。

2.輕型門式剛架施工探討

2.1 柱子施工問題

一些剛架在使用期間，在大風天氣下柱子會被連根拔起，這也是工程在長期使用過程中十分常見的一種故障。導致該項問題的原因并非人們計算鋼架時出現了各種不同類型的錯誤，而是工作人員在設計柱間支撐時，為準確考慮支撐傳給柱腳的實際拉力。尤其是房屋縱向尺度較小，在房屋中并未設置大量柱間支撐，對房屋中的支撐進行應用，可以抵御縱向風荷載，同時，支撐在應用時，其發揮出相應作用，能夠將較大壓力傳給腳柱，而實際施工中，若未采用合理措施對柱腳進行抗拔預防，當縱向風力較大時，可能會導致結構中的剛架受到較大拉力，導致結構中的柱子被拔起[6]。由此可見，在具體施工期間，如果工程所在區域的風荷載較大，為了避免柱子被較大風荷載影響，對于柱腳施工時，要充分考慮抗拔構造，其中常用的措施為在錨栓端部設置錨板，提高工程抵抗縱向風荷載能力，避免柱子被拔起。

2.2 柱間支撐問題

一些輕型門式剛架工程在設計時沒有柱間支撐，這種情況較為常見，這種做法看似降低了工程施工工作量，減少了材料施工量，但是從實際情況來看，會降低工程整體質量。從目前情況來看，沒有任何規范允許不設支撐，尤其是中柱列柱間支撐，其需要承受的力較大，不得以任何理由將其省略。

2.3 端板施工問題

端板是輕型門式剛架連接結構的一項重要部位。在具體施工期間，受加工不嚴影響，同時，腹板與端板之間存在夾角，一些工程兩塊端板會出現完全對不上的現象，無法合成，如果利用螺栓強行將兩者擰在一起，最終將會存在一個很大寬度的縫隙，這會對最終工程質量造成嚴重影響，無法滿足應用需求。

2.4 保溫材料吸水出現超重問題

一些工程承重性較差，沒有多大的積水和積雪就發生了坍塌事故，針對這一問題進行分析可以發現，主要原因是屋面防水施工作業太差，水會逐漸滲透，水會被建筑工程中保溫材料吸收[7]。當發生持續降雨或者降雪量較大時，保溫材料吸水量過大，導致保溫材料重量不斷加大，如果屋面設計荷載小，當保溫材料吸水量達到一定數值后，載重超出了結構的承載時，將發生坍塌事故，因此，在施工時，要提高屋面防水的施工質量，確保保溫材料不會因吸水而增加自重。

2.5 保溫材料安裝問題

輕型門式剛架工程中采用的保溫材料通常都為玻璃棉，具體施工厚度要依據熱工計算進行確定。在實際施工期間，正規做法是利用背面帶鋁箔隔汽層玻璃棉，在施工時，要先對采用的材料性能進行檢查，確保其符合要求后，再開展施工。采用鋁箔不僅是為美觀，而且可以作為隔熱汽層。懸掛時的拉力讓鋼絲網或玻璃纖維承擔。從目前施工情況來看，一些工程中采用的玻璃棉沒有用任何隔汽層。此外，采用內層鋼板吊頂，施工人員為了降低施工難度，沒有將工程中保溫卷材壓在檁條上，而直接將保溫材剪斷，將其放在檁條空隙中，這會產生冷橋，對其保溫性能造成不良影響。某工程在施工時采用了上述方式進行處理，同時，弄反了下層鋼板搭接方向，同時，在冬季混凝土地坪施工期間，關閉了門窗，室內外溫差大，這也就導致屋頂聚積了大量水汽，這會出現屋外不下雨屋內下雨的情況，導致工程延期竣工。保溫卷材被水長期浸泡影響，保溫棉會被壓實，破壞其保溫性能，可見，科學安裝對于確保工程質量達到要求標準意義重大。

3.結語

輕型門式剛架設計與施工對于各項技術的要求都較高，具體設計與施工作業會受到不同因素影響，這使設計與施工經常出現各種問題，導致最終的工程質量達不到標準要求。因此，在輕型門式剛架設計與施工期間，必須加強對相關內容的探討，做好分析工作，提高最終建設的工程質量，使其滿足應用需求。