门式刚架厂房设计，中柱采用摇摆柱也是一种可能会遇到的体系形式，在这里个人并不是说这种理论体系存在问题，而是现实情况中，因为设计工程师对此体系认识的不足，施工队伍的错误的施工方案及对结构知识的匮乏，所以经常可能会出现倒塌的现象。

        因为亲眼见到过摇摆柱体系门刚的倒塌，所以对其存在的问题有一些思考。（在此就不放出照片了）

        见过现场后，有很主要的两个主观感受，特别强烈：

        一是设计工程师，对理论方面的知识极其扎实，并且对体系的理论把握都十分到位，把“省用钢量”发挥到了极致，但是其对施工队伍的素质估计的太高了，并且对实际施工过程中可能出现的问题在设计过程中丝毫都没有加以考虑。也就是说这个结构理论上绝对是非常好的结构体系，十分的经济，但是实施起来对施工队伍的水平要求极其的高，显然现实情况是大家不愿意见到的。

        二是施工水平，实际上真的比较糟糕，所有设计工程师不愿见到的，特别重要的位置需要控制时，全部被现场忽略，各种不利因素综合到了一切。

        工程情况：双坡，跨度55米，在27.5米位置（屋脊）设置摇摆柱，边柱柱脚铰接，柱距10米，无吊车，梁截面高度很高，屋面采用Z型连续檩条；支撑系统采用柱撑为圆管支撑，屋撑采用圆钢，檩条代替系杆（双拼），特别注意：摇摆柱位置没有设置柱撑（理论上是成立的）；摇摆柱采用圆管柱。

        现场情况：1、刚架面外位移非常大，呈倾倒趋势，特别是摇摆柱顶位置；2、刚架面内方向柱顶位移很大，梁柱节点位置合缝板（端板）缝隙很大；3、摇摆柱顶垫板（理论转动垫片）漏设（实际是无法塞入，因为竖向挠度大，可能是吊装顺序不合理所致）；4、屋面圆钢支撑未张紧，有些支撑竟然漏设；5、檩条代系杆，设计图纸为双拼檩条，实际却出现很多圆管系杆，但是并不是全部换会圆管系杆，部分仍是檩条代替系杆作用，但是竟然没有按图采用双拼檩条；6、部分位置如梁柱节点位置，屋脊位置等需要系杆通长设置，现场却仅支撑开间有；7、连续檩条放置的截面方向竟然反掉了，檩条是Z型连续檩条，有些位置檩条已经扭转失效；8、Z型檩条仅设置了单层拉条，没有防止其倾覆的双层拉条或者斜置拉条或刚性拉条；9、连续檩条搭接长度处漏掉螺栓；10、墙梁安装后未及时设置拉条系统，下挠过大；11、安装顺序为主要问题，未形成独立稳定的空间单元，而是每榀刚架为独立单元全部吊装后，之后吊装部分檩条，之后再加支撑系统。

        问题产生原因：

        1、刚架摇摆柱面外位移大：摇摆柱式门式刚架结构，理论上比较成熟，但是实际应用较少，因其自身特点决定，施工安装等较一般的抗弯中柱式门式刚架要复杂，且位移不好控制。摇摆柱在门刚面内可旋转即可达到设计假定，但是应该充分考虑其面外方向旋转带来的不利影响及安装影响。工程的设计图纸中，摇摆柱柱列均未设置柱间支撑，这样也就可以理解为，总跨度按55米，中间设置摇摆柱，摇摆柱提供给结构的仅仅是一个竖直向的约束作用，其他约束作用均无。对于55米跨的结构来说，在摇摆柱柱列增设柱间支撑则更合理，使结构面外方向由55米减至27.5米，当然纯从理论角度来说，不设置也可成立。55米长的横梁在安装过程中，受风荷载作用不可忽视。安装过程中需严格控制摇摆柱柱顶的位移，并及时张拉屋面支撑，设置好柱间支撑，以形成稳定的结构体系，显然现场实际安装过程中并未做到这点，况且屋脊位置还是利用檩条来代替刚性系杆作用。所以在整体刚架吊装完毕后再加装支撑系统和檩条系统时，已改变不了累积误差的形成。如果支撑张拉不到位，在今后的使用过程中，这个柱顶面外方向位移更将近一步发展，有严重的安全隐患。

        2、 刚架沿面内方向柱顶位移较大：从现场情况来看，结构边柱采用楔形截面，柱脚铰接，柱顶采用端板横放，高强螺栓连接。端板厚度25mm，高强螺栓直径24mm，共10颗。在端板厚度较薄，螺栓较小，且端板在柱截面范围内未再附加加劲板的情况下，安装过程中更要重视安装质量。这个节点安装的好坏是至关重要的，因其关系到结构的受力传递，也是影响结构面内方向位移的主要位置。在现场发现部分柱顶节点，两端板已明显脱离，且此状态下端板变形并不大，那么我们只能想到高强螺栓是否紧固到规定要求，施工此节点时，两端板是否保持贴紧状态。对于端板横放的节点，相对于端板竖放更加要求施工精度的准确，因钢梁自身挠度，屋脊位置的位移均会影响到两端板的贴合度。施工过程中一定要先保证中柱摇摆柱柱顶标高准确无误，以免引起钢梁端板的翘起。同时在已保证端板贴合的情况下，对高强螺栓的施工也要加以注意，在高强螺栓施工中施工工具的选用要合理准确，扭矩要达到规范规定值，以保证高强螺栓张拉值满足规范要求。同时对此类节点，设计过程中要准确选择螺栓群的中和轴位置，并针对不同工况组合合理验算，以使计算假定最接近实际受力情况。

        3、摇摆柱柱顶铰接垫片漏设：从现场情况来看，若摇摆柱柱顶设置了定心垫片，则柱顶板与钢梁下翼缘间缝隙应该可明显看出，但实际情况，很多位置没有明显缝隙，那么就要检查此处是否漏设了定心垫片。摇摆柱柱顶采用铰接节点连接，垫片的作用就是让该节点形成有效的铰支座，如果漏设，则加大了节点的抗弯能力，不能很好的反映设计意图。同时如果漏设，也容易导致上面第2点中所提到的中柱顶标高下降，使边柱节点端板不容易贴合。此处，设计图中柱顶采用的是高强螺栓连接，这里利用高强螺栓并没有意义，充其量可以理解为高强螺栓当普通螺栓使用。如果在螺栓上加装弹簧装置则更能体现铰接节点作用。并且此处梁下翼缘板宜做加厚处理，以免在螺栓受力作用下翼板变形，影响钢梁受力性能。

        4、屋面支撑未张紧：从现场情况来看，多处屋面圆钢柔性支撑下垂，明显出现未张紧的情况。应及时整改，把支撑张紧。并且现场发现有几处该有屋面支撑的位置漏设了屋面支撑，这个是绝对不允许的。支撑体系是轻钢结构中整体稳定的非常重要的组成部分，如果支撑张拉不紧，则整体结构体系就出现了问题，结构稳定也就无从谈起。支撑的作用是保证结构形成稳定的结构体系，每道支撑都应该张紧、平直，在结构纵向受力时可及时参与，与刚性系杆共同作用，把纵向力及时传递至基础。并且，支撑应该在结构刚架安装过程中就及时设置、张拉，不可等到结构梁柱全部安装就位后才加设支撑体系，这样很容易引起施工过程中结构的倒塌。

        5、屋面刚性系杆设置问题：原结构设计图采用的是双檩条代系杆的方式，施工阶段按现场情况来看是做了调整，部分位置使用了圆管刚性系杆，但是并不是整体替代，有些仍然保留原设计的双檩条，例如屋脊位置、非支撑榀柱顶位置。这样就造成了系杆设置的混乱、不统一，如果利用双檩条代系杆则全部采用此方式，如果采用圆管刚性系杆，则全采用圆管，不宜混搭，因轴力的传递应以直线传递为最好，不该出现现今的圆管与檩条间的折线传递。现场的屋脊位置为双檩条代系杆，设计图纸要求将双檩条等间距格构起来，以达到共同作用，现场却未见此构造措施。非屋脊的中柱柱顶位置，现场用圆管代替了双檩条，但是系杆仅设置在支撑开间，系杆未通长设置，其余开间漏设系杆（檩条也为单檩条），此处即是对结构支撑受力体系的严重误解。结构纵向受力是由支撑系统平均分担，如果没有柱顶和屋脊的通长系杆作用，就无法做到力的平均分配，与设计意图严重不符。

        6、连续Z型檩条的截面方向反置：这个是很严重的施工问题，导致Z型檩条受力情况与设计计算的情况完全不同，大大削弱了檩条受荷能力，并且檩条容易倾覆。檩条上翼缘放置方向应该朝向上坡方向，这是因为Z型檩条的主轴方向并不是沿腹板方向，而是沿上翼缘上某点至下翼缘某点，与腹板成一定角度，当檩条沿此主轴受力时是最佳受力状态，虽实际状态下并不会因为坡度关系而使主轴完全竖直，但是正确放置可以使荷载分力主要是沿主轴分布。并且计算时也是按此方位计算的。若反向布置，则使檩条主轴向分力减少，垂直檩条腹板方向的分力加大，致使檩条最终倾覆，失去承载能力。本工程使用的檩托板是单板，也在某种程度上为此种错误埋下了前提条件。若檩托板采用三角板设置，则能有效避免此类错误的发生，当然Z型檩条的三角托板放置方向是与C型檩条时相反的。

        7、连续檩条搭接位置漏设螺栓：连续檩条计算前提就是连续，不利用螺栓将搭接部位固定，则连续檩条的提法根本无法成立，因此会导致檩条受荷能力不够。连续檩条实际做法是利用两根檩条的搭接长度来保证檩条连续，搭接位置需采用螺栓固定。现场出现多处搭接不打螺栓的情况，这样就否定了连续檩条的计算假定，使檩条承载能力大打折扣。连续檩条设计过程中也需注意，搭接位置弯矩传递情况也比较复杂，所以在设计连续檩条时需格外注意。本工程设计过程中，部分位置还出现双檩条代刚性系杆的情况，此时的计算更应注意，需考虑到连续檩条的轴向力下的压弯验算，这在连续檩条设计过程中是很难做到的，也许设计工程师并未对此进行计算，仅按经验加强截面而已。

        8、Z型檩条拉条设置问题：此问题的提出并不是针对现场安装情况。一般Z型檩条均设置双层拉条，或者设置斜置拉条或刚性拉条。双层拉条即是在近上翼缘位置和近下翼缘位置各设置一层独立的拉条系统。斜置拉条是利用屋面板的刚度来阻止檩条失稳的拉条系统，前提是屋面板与檩条上翼缘有可靠连接，例如打钉连接，且屋面坡度不大（这里需要注意单层斜置拉条需慎用，因为恒活组合和恒风组合状态下檩条受力不同，所以阻止失稳的位置也不同，要综合考虑，最好不要选用单层斜置拉条）。另还可以采用十字拉条系统或者刚性拉条系统。这些措施均能防止Z型檩条倾覆，但是本工程中设计中未加以考虑，不过本工程设计的连续檩条截面较大。

        9、结构安装施工顺序问题：从现场实际情况来看，应该是以每榀刚架为独立安装单元，之后以部分檩条为横向连接，最后再安装支撑系统，并补齐未安装的屋面檩条。这种做法是不合理的（虽然安装队伍认为这种顺序是最经济的），很容易在安装过程中引起刚架骨牌似的倾覆。这样的安装顺序致使结构无法形成一个稳定的结构体系，即便最终成功安装支撑系统，也容易导致一些已经形成的结构侧移无法矫正。正确的施工顺序应该是以靠山墙侧的有支撑系统的两榀开始，先吊装同一轴线的两根柱子，并利用揽风绳固定，调整其平面位置、标高、垂直度，待一切都准确无误后，加装两榀钢柱间的柱间支撑和柱顶系杆，形成稳定体系。之后以同样的方式吊装这两榀的其他柱子，调整无误后以揽风绳固定并加装支撑系统。柱子就位后，吊装屋面钢梁，调整无误后，形成可靠连接，并加装屋面支撑和刚性系杆，支撑需张紧。同时铺设一部分带隅撑的檩条，连接好隅撑，增强钢梁面外稳定性。这两榀刚架稳定系统形成后，再次测量、校正无误后，可以进行所有连接节点的最终连接到位和基础二次浇灌层的浇灌。以上是先吊装两榀中所有柱子的方式。也可以采用一榀柱梁吊装完成后，整体以揽风绳固定，再吊装另一榀，调整正确后加装与第一榀间的柱间支撑、屋面支撑、刚性系杆，并铺设部分带隅撑的檩条，同样可以快速形成一个稳定的空间体系。以此有支撑系统的两榀稳定结构为安装初始段，依次吊装其他各榀，并做好校正，及时连接系杆和支撑，铺设部分檩条，就可以安全、高效、准确的完成整个结构的吊装过程。安装过程中采用科学的安装方法，合理的安装次序是保证结构安全和准确的基本前提，切忌不可野蛮施工，也不可存在侥幸心理。       

        分析结论

        结构安装前应制定规范合理的施工组织设计。

        施工单位在施工前一定要认真制定施工组织设计，针对具体工程的特点，编制内容完整、重点突出的施工方案，并按规定审批后，方可用以指导施工。在施工工程中，施工工况要与设计工况一致，不得擅自更改。

        应高度重视刚架支撑系统的作用。

        刚架和支撑安装就位，并经检测和校正几何尺寸确认无误后，应及时固定以形成稳定的结构体系，这是涉及吊装安全的重要前提，也是施工质量的基本保证。在此基础上，要及时对柱脚底板和基础顶面之间的预留空间采用二次灌浆填实。

        应严格确定施工顺序。

        施工顺序必须按规范规定确定，刚架、压杆、支撑、檩条必须同时施工，以确保整个空间结构的整体稳定。规程规定的安装顺序为：第一榀框架吊装完即用缆风绳固定，第二榀吊装完即安装全部压杆、支撑、檩条，形成第一空间单元及屋面体系。第二空间单元施工时，在安装压杆、檩条的同时，勿忘同步安装支撑。并且在安装过程中，要及时发现并处理结构安装过程中的累积误差。

        加强施工队伍人员的培训与管理。

        需教给施工人员基本的结构理论与知识，让其知道何可为，何不可为。针对不同结构明确安装顺序，并在具体工程实施前具体分析其特点并形成文本，报技术管理人员确认。施工过程中，切忌不可强迫就位。注意协调各工种、工序的配合工作，实现流水作业，抓紧施工时间，保质保量的完成施工任务。

        对设计工程师，遇到类似工程，应充分考虑除理论外的其他影响因素，不可完全追求理论上的成立，当不利因素累加到一定程度时，事故也就成为必然，如果设计工程师能在前期充分考虑，则可以给施工带来很大便利和安全。例如摇摆柱系统，应该充分考虑摇摆柱自身对结构刚度带来的负影响，即其“负刚度”，要认真考虑摇摆柱是需要刚架体系提供给它刚度以保证其稳定的受力特点。如果设计过程中考虑了摇摆柱特点，尽量让其满足自身的稳定，例如增设摇摆柱列的支撑系统就可以在设计阶段避免很多施工问题的发生。所以建议在结构体系中慎用摇摆柱，用得好可以为体系增光添彩，解决用钢量，用得不好就不要乱用，只能加重对结构体系的负担。

        上文中虽然多是在批判施工安装的不合理，但是设计工程师也要从中看到一些设计理念方面的问题。总之一句话：只有你充分了解它时那么你可以放心的使用它，当你不那么了解时，请慎重，那可能是把双刃剑。

        以上均为个人观点，望大家讨论指正！