钢梁预起拱：设计是决定性因素，实际工作中为何起拱成难题？

大家好，我是双无语。

之前关于钢梁预封顶的文章（），从读者的评论来看，内容只能算是“蜻蜓点水”。主要原因是我们不想写得太长，想让文章简洁易读，所以简单总结了一下。虽然看起来涵盖了很多内容，但实际上缺少了一个重要的部分：探洞的决定性因素——设计。

首先，我们摘录一下关于这个话题的精彩评论：

“起拱后，螺栓孔位略有变化，现场螺栓安装精度难以控制。现在工厂采用型钢自动切割，开孔、凹槽一次成型，起拱已成为一种重要的大跨度构件需要经过有限元分析，结合恒定荷载作用下的变形量，在拉深时绘制出预定的外倾量。”——朱老师。

“实际工作中，有多少单位对大断面构件进行了起拱处理？现实中，较大截面的钢梁，甚至是H型截面的钢梁，加工厂都没有做，起拱也只是停留在规范范围内。即使完成了也是中点，断开再提”——R老师。

本文将继续深入探讨以下几个方面：预压盖的优点是什么，预压盖应补偿多少竖向挠度，如何从方案中权衡增加的成本，如果设计不合格怎么办没有指定预封顶，在这种情况下不需要预拱顶。最后总结一下。

预封盖有哪些优点？

预弯需要补偿多少挠度？

一般来说，设计可分为以下三种情况：

《钢铁标准》3.4.3条中的建议是：100%恒载+50%活载可接受；也要看实际需要。文章的描述指出“用这种方法计算外倾角往往很麻烦”。事实上，计算软件现在已经非常智能和发达了，仅仅增加组合工况似乎并没有那么麻烦。

值“1/500”指的是屋架和桁架。对于实心腹板钢梁，没有给出具体值。是否可以作为参考尚不清楚。

“视实际需要而定”也是一个很笼统的说法。具体会遇到哪些实际情况？信息量也很大，足够自己写一篇文章了！如果你有兴趣的话，我们来专门聊聊吧。欢迎大家一起交流讨论。

预拱不够，达不到预期效果。如果预加筋太高，可能会导致地板厚度不够，螺柱外露，或者保护层不够；或者地板的厚度可能足够，但可能超过地板的顶部标高。

“外倾角设计考虑因素”中给出的一般经验值为 80% 恒载。如果楼板厚度变化较大，仍需调整比例。

抵消 80% 预期静荷载的做法（此处称为 80% 规则）已应用于广泛的项目，并且在大多数情况下，似乎会产生表现良好的“平均”典型内部梁项目。

预封顶成本增加怎么办？

小型钢厂规模较小，议价能力通常不强。对于钢梁预压盖的工艺，情况比较复杂：有专业设备的厂家采用冷弯，增加了运输成本；缺乏设备的则采用热弯，增加了耗时和人工成本。还可能需要额外的质量控制和测量程序。

导致钢结构单价不变，加工成本却增加。如何消化这些额外成本并保持盈利确实是一个难题！据工厂估计，钢梁预封顶会使加工成本增加约 5% 至 10%。

预封盖还可以节省成本：

这样的增减可能对最终工程有利，但钢结构的单方面制造成本肯定会增加。

为了消化增加的成本、保证正常利润，钢厂会选择在其他方面“优化”自己吗？稍后我们再谈谈这方面，“错误思维”的一些现象。

如果设计没有考虑预封盖怎么办？

钢结构的拱形比较复杂，不像混凝土或木模板那样简单，只要调整一下即可。如果设计图纸不清楚，不考虑深化，那么问题就转移到现场去处理。施工过程中我们应该做什么？

这种情况下，可以考虑与设计师沟通，确认是否需要预封盖。如果是这样，请设计师提供具体的外倾角值和要求。如果量少，可以现场解决。

如果确实需要预拱，但现场条件不允许，可以考虑在混凝土浇筑和养护过程中采用临时支撑来支撑钢梁，以减少初始变形。

如果增加的混凝土浇筑量可以接受，可以直接浇筑不同厚度的楼板，或者增加钢梁的横截面。

哪些情况不需要预封盖？

概括

预封顶的大小需要根据具体工程情况确定。不宜过多或过少，但最好恰到好处。这种复杂而综合的考虑应该由设计者来决定。例如，美国的设计图纸上会明确标明每根需要弯的钢梁的具体弯度值。

为什么美国必须如此彻底地进行预封顶？他们确实有这个需求。大跨度可以利用钢结构建筑室内空间大的优势。两端铰接的热轧H型钢梁可按组合梁设计，因此截面可以更小、更合理。拱门已成为必须。同时，冷弯设备的广泛应用，也使得预封盖方便快捷。

国内图纸的表达通常比较简单，只有一句话概括设计说明，例如采用1/500的统一外拱标准。然而，经过上述讨论，我们发现这种做法并不是很合适。除了可能与实际情况不符之外，这种简化还可能带来另一个问题：确定每根梁具体弯度值的工作转移到了深化设计人员身上，无形中提高了他们的技术判断力。能力要求。

参考资料：《设计指南36——拱形设计注意事项》《拱形钢梁的经济使用》《拱形考虑因素》