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钢结构厚预埋件,被退场返工,关键细节到底漏了什么呢?

发布于:2025-03-20 09:43:20 来自:建筑结构/钢结构工程

来源:钢结构设计

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作者:双无余

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来源:   愚公解构  公    
建筑工程行业出海,钢结构往往会首当其冲,不少原来做混凝土结构的工程师也开始转向钢结构。与混凝土结构设计相比,钢结构设计最显著的区别在于需要考虑   节点连接的设计细节、工厂制造工艺和现场安装方法   ,而这些问题在现浇混凝土结构设计中很少会涉及到。
之前分享的一个工程项目中的预埋钢板,就很好地说明了这一显著差异,以至于不得不责令其退回工厂重新加工。下面我们就深入展开聊聊这块预埋板的话题:共分为5个部分的内容。  
 
这张图片中的预埋钢板,从焊接工艺、施工工艺上看,存在以下三个问题:  
  1. 1. 锚筋穿孔塞焊,预留的都是直圆孔;
  2. 2. 没有灌浆孔;
  3. 3. 没有排气孔。

01. 规范、图集的规定

《混规》9.7.1条中明确了直锚筋与锚板的连接方式:  
直锚筋与锚板应采用T形焊接。当锚筋直径不大于20mm时宜采用 压力埋弧焊 ;当锚筋直径大于20mm时宜采用 穿孔塞焊 [1]。  
《16G362》5.2条也给出了相应的要求和构造示意:  
预埋件的受力锚筋与锚板呈T型垂直焊接时,不得将锚筋弯成U型或L型后用角焊缝与锚板焊接。锚筋端部应采用压力埋弧焊或周边角焊或穿孔塞焊与锚板焊牢,……所有焊缝均应确保焊接质量并严格检查。  
 

锚筋采用穿孔塞焊,按照这个构造示意要求做时,实际项目中会常遇到以下的困惑: 钢板厚了,怎么办?这个锥体的加工和焊接工作量是不是太大了?


 

02. 实际应用的问题

依据规范图集给出的构造要求示意,如果钢板有50mm厚,斜角取45°,我们来算一下这个塞焊孔的尺寸:

 

最大孔直径有125mm,这个孔径意味着什么呢?对这个数字尺度不那么敏感的话,可以想象一张光盘、一个中等大小的饭碗,是不是就会明显感觉到,好像这么焊,也明显不合理啊, 工作量太大了!  而且依据这个尺寸在钢板上放个样,孔距一下子就显得留小了,还出现重叠区。

 
  感谢江南管理资深钢结构专家贾福兴老法师提供的项目图片。)  

那怎么办呢?也没有查到其他规范或者图集给出具体的做法说明。

okok.org 有文提出可根据板厚的不同来确定板的开孔深度。一般小于16mm,开全深度,大于16mm的,不小于板厚一半且不小于16mm[^3]。但也没有给出具体依据出处。按照这个来做,上面的孔也还有手掌那么宽。


 

03. 解决办法

既然发现了问题,但又没办法现在就做试验、写论文、改规范图集,那我们能做的,就只有先做一些检索工作,这个问题既然已经在2008年就有拿出来讨论,已经17年过去了,肯定可以找到现成的解决办法。然后就查到了以下的一些解决办法:

1. 开U型孔

如下图所示,把钢板按照U型进行钻孔,钢筋一头磨成斜角。接着,把磨好斜角的钢筋头垂直放在钢板孔的正中间,让钢筋头和钢板表面空出 2 毫米的距离,然后先简单焊一下固定位置。固定好后,从钢筋和钢板接触的那一面开始焊接,先打底,再填充,最后盖面,一层一层焊好[^4]。

 

2. 实际工程的做法

也看到了一些实际工程中的做法,可能也是根据具体工程的受力特点,而进行的具体设计构造改进,这样就可以大大减少了加工和焊接的工作量,仅供参考。你遇到过的项目里又是怎么做的呢?

 

 

04. 国外的应用案例

同时,也对国外类似的构造进行一些检索,看到有三种做法:1. 焊栓钉;2. 角焊缝;3.大孔焊。

 
 

不知道这些构造受力性能如何?能不能完全满足预埋件的抗剪、抗拔要求?

从制作加工上看,肯定是省了不少工作量。


 

05. 小结

钢结构的设计细节,就是这样,一个图纸上的简单通用节点构造,如果没有顾及到具体的构件尺寸规格, 一放样加工,就会发现成本可能成倍地增加 ,这些也是管理环节容易被忽视的地方。

善待、重视设计师,让设计师的积极性发挥出来,大概率能帮助项目省去很多麻烦事,省不少钱。

但目前的市场现实,确是越来越难,设计费最低价还是首选,实际能分到设计师手里的,可能更是没有多少。

“你干不了,大街上总能找到愿意干的人。”“设计出来发现建安成本高了,那我可以再花钱找人优化。”

以“ 短期成本优先+先设计再优化 ”的策略,看似分散了经济决策的风险,但是实际上可能会产生更多信息接口的漏洞,以至于后期要付出更大的代价去修补。就比如一个复杂的系统工程,设计一开始就没有做好,光靠打补丁真的能行吗?

 
 
 
参考资料: [1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 混凝土结构设计规范: GB 50010-2010(2015 年版) [S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2015.[2] 中国建筑标准设计研究院. 钢筋混凝土结构预埋件: 16G362 [S]. 北京: 中国计划出版社, 2017.[3] http://okok.org/redirect.php?fid=69&tid=305922&goto=nextoldset[4] 崔杰, 韩景涛, 闫文杰, 等. “华龙一号”核电站预埋件穿孔塞焊工艺质量改进研究 [J]. 新型工业化, 2022, 12(02): 207-10.

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