对网架施工与验收规范若干问题的体会

网架结构用于屋面系统最早出现在上世纪六十年代中期，随着电算及加工的技术进步，尤其是社会发展的需求，近二十年得到快速发展和广泛应用。但是，对于施工质量检验标准的制定则相对滞后，1991年才出台一个行业标准《钢网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91（以下简称《评验标准》），并与当时的钢结构施工验收规范配套使用。2002年又按新的验收体系改革模式颁布《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001（以下简称《质验规范》），新规范首次将网架安装作为一个分项工程纳入其中，终于使网架工程的施工质量有了法定验收标准。但在具体实施过程中，怎样准确理解条文精神及把握操作尺度，仍然会存在一些困惑和问题需要解决，下面结合现场情况谈几点体会。
一. 关于网架安全性能
1. 螺栓球网架零部件具有足够的强度储备。如杆件实际抗拉强度高出设计值约两倍；而高强螺栓抗拉强度设计值为430MPa，经热处理后可达1040~1240 MPa，较大的富裕强度保证结构安全可靠工作。
2. 焊接球网架其焊接球节点可视为刚接或半刚接，由于网架设计理论是以铰接节点为基础的，这样，实际构造与设计假设并不相符而偏于安全。
3. 网架的安全性还表现在使用阶段的内力重分配，在发生杆件受损或施工荷载情况下，杆件受力方向、大小都可能发生变化以适应结构的改变，从而避免无先兆破坏。
4. 当然，安全前提首先要符合图纸和规范的要求。施工中，尤其在隐蔽工序上却容易出现监管盲点。例如：杆件、锥头、高强螺栓均在工厂装配焊接后运至工地，现场杆件壁厚无法实测可能成为安全隐患，关键部位存在失控状态值得引起高度重视。
二. 网架承载机理和螺栓硬度复验
螺栓球网架是由杆件、球、螺栓和套筒共同组成的承载体系：
1. 杆件仅受轴向力（如拉、压）或者不受力（仅起联系作用）。
2. 螺栓、套筒在拉杆/压杆节点传力各异：
拧紧螺栓时，两类节点均为螺栓受拉、套筒受压、杆件不受力，节点处于内力自平衡状态。而在承载阶段，拉杆内力由螺栓传递，套筒并不受力；而在压杆，其内力是由套筒传递，不受力的却是螺栓。
由此看来；唯有拉杆节点上的螺栓才承受拉应力，其它节点的螺栓仅起连接作用（按设计规程连接螺栓直径可适当减小）；当然，也可推断最小规格的螺栓当属不受力之列。
而《评验标准》中规定高强螺栓使用前必须逐根复检表面硬度显然不尽合理：
①对高强螺栓采用表面硬度试验是为了取代拉力荷载（破坏性）试验，至于压杆节点螺栓完全可以随机抽查。
②逐根复检必然要耗费大量资源，实际也无法操作。例如：某干煤棚网架1.6万平米，螺栓总计15612只之多，如果全数检验工作量之大可想而知。而其中最小规格M20达11344只，占总数72.66%，按《质验规范》每规格抽查8只，该网架7种规格仅需抽查56只即可。
3. 钢网架用高强螺栓采用40Cr材料，当螺栓直径较小时其截面芯部可淬透，性能等级为10.9S；而对较大直径（M39~M64）由于芯部难以淬透，为安全计将性能等级定为9.8S，抗拉强度900~1100MPa，根据经验公式硬度值RHC大约在28~34。而《质验规范》第4.4.5条中的“8.8级”似为“9.8级”之误；因前者系普通高强螺栓性能等级（适用45#钢），钢网架用高强螺栓按机械性能分成的两个级别为10.9S与9.8S（参见《钢网架螺栓球节点用高强螺栓》GB/T16939）。
三. 结构变形及挠度测量
1. 挠度反映了网架受弯变形的程度，也是设计、加工、安装质量的最终反映，对工程质量有直接影响，应按规范强制性条文严格控制。施工中容易疏忽一些细节，例如螺栓球网架高空散装时，一般都知道螺栓必须拧紧、同时下弦球要支撑牢固，防止下沉等等，但在拆除临时支撑时，却忽视按对称顺序多次微调进行操作，这样可能造成临时支撑失稳或影响结构对多种工况的要求。焊接球网架地面拼装一般不易出现挠度超差，由于是从中间向四周扩展，焊接时便于控制结构起拱，也有利于将累积误差分散在周边。
2. 挠度测量常见一种错误做法，就是将L2/250当作挠度值再乘以1.15系数来比照实测值；实际上，L2/250是结构允许挠度的最大限值，并非挠度设计值（即标准荷载作用下的挠度计算值）；此一做法无异放宽检验标准，导致得出错误数值影响最终结论的判断。当施工图缺乏相关数据作为现场监理不可轻率从事，应通过甲方联系设计单位解决。又如对异型网架而言，也需设计单位提供测点竖向坐标，否则无法实施首次测量。还有一种单向或双向斜置平板网架，由于结构变形方向与重力方向各异，如何施测也有待进一步摸索。
3. 几何尺寸偏差虽属一般性项目，也要求在施工过程中认真加以控制，否则安装一经完毕就无法调整了。例如支座中心偏差过大则会影响到立柱偏心受力程度，原因涉及加工精度、累积误差等方面。支座安装也应体现设计意图，不可随意处理。有时工人为图方便将铰支座底板、垫块、螺栓焊成一体，这样网架变形产生的内应力无法释放对结构正常工作是不利的 。 另外，《质验规范》表12.3.6仅适用于平板型网架，现在很多体育、文化类场馆呈圆形或椭圆形平面，网架的支座为非直线排列，柱子高低起伏，柱顶标高各不相同，结构安装后是无法直接套用上述表格的，需要相关各方协商处理。
四. 杆件焊缝抗拉强度检验
由于现行《质验规范》对检验方法未有明确规定，目前有资质的检测机构执行依据各不相同：
1. 按产品行业标准《钢网架螺栓球节点》JG10-1999第6.4.3条，拉力试验达到杆件材料抗拉强度值（即母材断）则判定合格。
2. 而《评验标准》第5.0.3条规定因要兼顾多种构件则显复杂含混。附录一中的检验系数判断式实际上隐含两项内容； ① 试件达到材料承载力后母材断； ② 材料强度下限值与设计承载力之比不小于1.98（安全一级）或1.8（安全二级）。 实际上 两项内容并无关联，却可能出现焊缝合格，最终比值超差的尴尬（可因截面积或抗拉设计值选用不妥造成承载力设计值偏大）；舍简就繁有悖工程验收之初衷，建议还是按前一标准执行为好。
现场工作经历也是一个认识不断深化、不断提高的过程。近年来，随着各类空间结构体系层出不穷，工程施工和质量验收都会面临许多新的问题和情况，需要在实践中勇于探索、积累经验，才能避免机械照搬本本条文，不断提高自己的业务水平和工作能力。