建筑工程行业出海，聊聊钢结构设计与预埋钢板的那些事儿

建筑工程领域迈向国际市场，钢结构领域常常成为先锋，众多原本专注于混凝土结构设计的工程师们亦纷纷转舵投身钢结构领域。相较混凝土结构设计，钢结构设计最为突出的不同之处在于，它要求我们必须充分考虑

节点连接的构造细节、生产过程中的制造技术以及现场施工的操作手法，这些内容在现浇混凝土结构的设计过程中通常是不被考虑的。

在先前讨论的某个工程案例中，预埋的钢板便生动地展示了这一显著的不同点，以至于不得不将其退回厂家进行重新加工处理。接下来，我们将对此展开深入讨论：内容主要分为五个部分。

该图片所展示的预埋钢板，在焊接技术和施工方法方面，显现出以下三个主要问题：，，，。

1. 锚筋穿孔塞焊，预留的都是直圆孔；

2. 没有灌浆孔；

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：

直锚筋与锚板焊接时，应选用T形焊法。若锚筋直径不超过20毫米，建议使用压力埋弧焊；若锚筋直径超过20毫米，则更适宜采用穿孔塞焊技术。

《16G362》5.2条也给出了相应的要求和构造示意：

在预埋件的受力锚筋与锚板进行T型垂直焊接的过程中，严禁将锚筋弯曲成U型或L型形状，再通过角焊缝与锚板进行焊接。锚筋的端部必须使用压力埋弧焊、周边角焊或穿孔塞焊的方式与锚板牢固连接，……同时，所有焊缝都必须保证焊接质量，并接受严格的检查。

在实施锚筋的穿孔塞焊工艺时，依据该构造示意图进行操作，实际操作过程中往往面临以下难题：若钢板厚度增加，该如何应对？此外，锥体的加工与焊接所需的工作量是否过于繁重？

02. 实际应用的问题

按照规范图集所提供的构造标准，若钢板的厚度达到50毫米，且斜角角度为45度，那么接下来我们需计算这个塞焊孔的具体尺寸。

该孔的最大直径为125毫米，这一尺寸究竟有何含义？若对此数值尺度不太敏感，不妨将一张光盘或一个中等大小的饭碗与之相比，便会直观地发现，采用如此焊接方式，显然显得不太合理，工作量过于繁重！此外，若在钢板上放置样品，以该尺寸测量孔距，会发现孔距显得过于狭窄，甚至出现了重叠现象。

（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上的一篇文章指出，我们可以根据板材的厚度来决定孔洞的深度。通常情况下，如果厚度小于16毫米，孔洞应开至全深；而对于厚度超过16毫米的板材，孔洞深度应至少达到板厚的一半，且不得少于16毫米。然而，该文并未提供具体的依据来源。依照此法操作，上方的孔洞宽度仍接近手掌大小。

03. 解决办法

既然问题已经显现，然而目前尚无法立即进行实验、撰写论文或修订规范图集，因此我们能够采取的举措，便是先行开展一系列的文献检索。该议题自2008年便已提上议程进行探讨，至今已历经17载，理应能寻觅到既有的解决方案。经过一番搜索，我们找到了以下几种可能的解决途径：

1. 开U型孔

图示中可见，需对钢板实施U型孔洞的钻制，并将钢筋一端加工成斜面。随后，将斜面钢筋垂直置于钢板孔洞中央，确保钢筋与钢板表面之间保持2毫米的间隙，随后进行初步焊接以确定位置。位置固定后，从钢筋与钢板接触面开始焊接，先进行底层的焊接，接着填充，最后完成表面层的焊接，逐层进行。

2. 实际工程的做法

观察到了一些工程实践中的操作方法，或许这些方法是基于工程本身的受力特性，对设计构造进行了相应的优化，从而显著降低了加工与焊接的劳动强度，仅作参考。那么，在你参与的项目中，又是如何处理的呢？

04. 国外的应用案例

同时，对于国外相似的结构也进行了一番搜索，发现存在三种不同的处理方式：一是焊接栓钉，二是采用角焊缝技术，三是实施大孔焊接。

这些结构的承重能力究竟如何？是否能够完全达到预埋件所需的抗剪力和抗拔力标准？

从制作加工上看，肯定是省了不少工作量。

05. 小结

钢结构设计的具体细节，实则不过是在图纸上呈现的一个基础且通用的节点结构。然而，若在放样和加工过程中，未能充分考虑构件的实际尺寸和规格，便可能发现成本会显著上升。这些因素往往是在管理过程中容易被忽略的环节。

关怀并看重设计师，激发他们的工作热情，往往能显著减少项目中的问题，节省大量开支。

当前市场状况下，形势愈发严峻，设计费用低至最低仍是人们的第一选择，然而真正落到设计师手中的收益，恐怕更是寥寥无几。

你无法胜任，但街头巷尾不乏愿意接手的人选。若设计成品显现出建筑成本偏高，我愿意追加资金，寻求他人进行优化。

采用“短期成本优先、先设计后优化”的方针，表面上看似能够分散经济决策的风险，然而实际上却可能引发更多信息接口的缺陷，导致在后期需要付出更高的成本来弥补。以一个复杂的系统工程为例，若设计初期便未妥善完成，仅靠后续的修补和优化，真的能够奏效吗？

《中华人民共和国住房和城乡建设部》发布的《混凝土结构设计规范》即GB 50010-2010（2015年版），由《中国建筑工业出版社》于2015年出版发行。

中国建筑标准设计研究院编写的《钢筋混凝土结构预埋件》标准，编号为16G362，由我国知名出版社中国计划出版社于2017年正式出版发行。

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崔杰、韩景涛、闫文杰等人共同开展了一项研究，该研究针对“华龙一号”核电站预埋件在穿孔塞焊工艺上的质量提升进行了深入探讨。该研究论文发表于《新型工业化》杂志2022年第12期，具体页码为207至210。