随着时代的变迁，加油站罩棚的结构形式逐步发展为钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土柱+屋架或网架结构、钢结构框架结构等多种形式。而近年来随着建成时间的推移、人民生活水平的提高及审美变化、建筑结构性能要求越来越高等原因，很多的加油站罩棚开始了改造（如增量改造、隐患整治改造等），不可避免的涉及到罩棚结构方面的改造和升级，尤其很多2000年前后建成的加油站，建成时间距今已20多年，由于结构形式、存在环境、保养维护等方面的差异，很多罩棚已临近设计使用年限或存在结构安全隐患（尤其沿海地区常年有大风天气）。而在这一波改造风潮中，罩棚结构也逐渐向抗震性能更好、结构体系更可靠、施工更方便、造型更加轻盈灵动等方向发展。

以下为我公司2023年下半年在广州片区施工的部分项目的罩棚形式。

图一：我公司负责施工的中国石油潮州兴源加油站增量改造工程，属于钢筋混凝土框架结构罩棚。

图二：我公司负责施工的中国石油潮州凤城加油站增量改造工程，属于钢筋混凝土框架结构罩棚。

图三：我公司负责施工的中国石油梅州游客中心加油站新建工程，属于钢结构框架圆形屋面罩棚。

图四：我公司负责施工的中国石油潮州宝源加油站安全隐患改造工程，属于钢结构框架矩形屋面罩棚。

在以上项目实施过程中，充分体现了钢结构构件工厂化定制、可整体吊装施工安全度高、复杂造型易实现、包装及设备电气易安装、方便快捷工期短、结构性能可靠等优点。而钢结构构件与混凝土基础的接驳工艺及施工计划安排则成为钢结构罩棚项目的重要节点。

钢结构柱与钢筋混凝土基础连接分为铰接与刚接两种形式。

铰接柱脚的结构简图和计算模型认定柱脚节点不承担因为结构荷载、地震荷载、风荷载、雪荷载传至柱脚的弯矩而仅承担相应剪力，这就要求钢柱及梁柱节点有更大的截面、更大的惯性矩来冲减柱脚未承担的这部分弯矩并避免二阶效应带来的内力重分配，同时在必要时在柱脚底板下增设抗剪键来抵抗柱脚剪力（铰接节点一般柱脚螺栓较小且并不进行混凝土结构包裹，其抗剪能力弱），其结构可靠度不如刚接节点好，多用作外墙围护体系的构件或者门式钢架体系，而对于加油站罩棚结构很少用到铰接节点。

刚接节点则通过强行约束柱脚，减少柱脚自由度来保证柱脚的受剪（剪力较大区域）及抗弯性能，而且可以更好的解决混凝土与钢结构两种材料性能不同的问题。其缺点是由于采取强力措施来增加柱脚可靠度，其施工难度、复杂度及造价通常远高于铰接柱脚。

根据设计规范《钢结构设计标准》GB50017-2017及国标图集《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》16G519中关于柱脚铰接及刚接节点的认定，其一般以以下形式表现。

图五：柱脚铰接节点，其基本特征为柱脚螺栓较少且设置在H型钢内圈，有水平剪力时往往需要设置抗剪键。

图六：柱脚刚接节点，其分为外露式和外包式、与埋入式三类。

外露式的特点为柱脚在基础短柱施工完成后（提前预埋地脚螺栓）再进行钢柱安装，其柱脚剪切力及弯矩靠地脚螺栓承担，通常地脚螺栓的数目较多、规格较大，柱脚螺栓预埋难度大、钢柱柱脚对口难度大。其与铰接节点的螺栓布置区别为外露式刚接柱脚节点螺栓布置在钢柱外侧，而铰接钢柱柱脚节点螺栓布置在钢柱内侧。

外包式柱脚则在基础底板或承台施工完成后（预留好短柱插筋及地脚螺栓），待钢柱吊装到位后再绑扎短柱钢筋、安装模板并浇筑短柱混凝土。其优点是地脚螺栓少柱脚对口容易（通常为四个安装就位螺栓）、结构可靠度比外露式好，缺点是钢柱入场后其他钢结构不能顺序施工，而是要等待短柱施工完成及基础回填、地面恢复后方可钢结构的后续施工。

埋入式柱脚则多用于弹性地基梁基础，在基础施工时将钢柱与钢筋一起安装，并一同浇筑。其优缺点与外部式柱脚基本相同。

我公司进行施工的潮州宝源加油站安全隐患整改项目和梅州游客中心加油站新建项目采用的是外包式柱脚，中山福源加油站新建项目及潮州高华加油站安全隐患整改项目则采用外露式柱脚。

潮州宝源加油站安全隐患整改项目外包式柱脚施工过程

梅州游客中心加油站新建项目柱脚节点设计

中山福源加油站新建项目柱脚节点设计

潮州高华加油站安全隐患整改项目外露式柱脚施工过程

在项目实施过程中，两种柱脚形式体现出不同的施工工艺要求和工序安排。

外包式柱脚由于其柱脚螺栓较少，且基本为钢柱安装定位螺栓（宝源加油站项目每柱只有4根M24地脚螺栓），其精度要求和钢柱底板螺栓孔对口难度均较小，基本不需要定位板来辅助定位，且在对口不准的情况下可局部调整螺栓孔。但钢柱就位的另外一个难点则是穿过预留短柱钢筋至就位螺栓的过程。宝源加油站项目的短柱预留钢筋端头为180°弯钩且主筋为32Φ25钢筋，钢柱下落过程中需多人辅助方可完成（见下图），且须钢结构安装队伍两次入场，甚至因为基坑未回填需要钢构件分批进场。工序衔接较困难，但预埋难度小。

外露式柱脚则在柱脚设置大量的地脚螺栓（中山福源加油站项目为每柱12根M39），且因地脚螺栓均为受力螺栓，对螺栓安装精度和钢柱对口精度均要求较高，通常需要设置螺栓定位板来辅助预埋地脚螺栓，对预埋的精度要求极高。但其在钢筋混凝土基础施工完成即具备钢结构一次性进场及拼装的条件，在工序安排上优势明显。

综合以上分析，目前加油站钢结构罩棚柱脚的两种主流形式（外露式与外包式）各有其特点。我们可在项目实施前，根据我方技术特长、工期要求、场地特点及钢结构进场便宜等因素，综合考虑施工工序安排，并建议甲方及设计院采用相对适合项目的柱脚方式，以便于项目的顺利实施。