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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)；廠房設(shè)計(jì)；剛架計(jì)算
中圖分類號：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、鋼結(jié)構(gòu)體系
該工程所在地為非采暖地區(qū)，按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表 8.1.5，廠房縱向溫度區(qū)段長度控制值為220 m,橫向溫度區(qū)段長度控制值為 120 m(柱頂為剛接)。廠房縱向長度為 300 m，需在中部設(shè)一道溫度縫，橫向?qū)挾葹?80 m，其中低跨部分 120 m,高跨部分 60 m。 考慮到高低跨對溫度應(yīng)力的釋放作用，且低跨 120 m 未超長，故僅構(gòu)造上加強(qiáng)，不設(shè)溫度縫。加強(qiáng)做法如下:（1）對邊柱的應(yīng)力進(jìn)行適當(dāng)控制，使其上階柱(型鋼柱)應(yīng)力比不大于 0.9；（2）梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，軸拉力設(shè)計(jì)值增大 10%，以加強(qiáng)屋面梁連接節(jié)點(diǎn)。廠房屋蓋在兩端及 1/3 溫度區(qū)段處布置橫向水平支撐及柱間支撐,縱向則隔跨布置縱向水平支撐，高跨和低跨按各自的標(biāo)高與橫向水平支撐組成相對獨(dú)立的封閉支撐體系。
二、鋼管混凝土格構(gòu)柱的選用
2.1 鋼管混凝土柱的特點(diǎn)
由于鋼管對其內(nèi)部混凝土的約束作用，在軸壓力作用下，鋼管混凝土柱內(nèi)部混凝土處于三向受壓狀態(tài)， 不但提高了鋼管混凝土柱的抗壓承載力，具有較好的塑性變形能力，而且在承受沖擊荷載和振動(dòng)荷載時(shí)，也具有很好的韌性。與普通鋼柱相比，鋼管柱柱腳零件少，焊縫短，可以直接插入混凝土基礎(chǔ)的預(yù)留杯口中，免去了復(fù)雜的柱腳構(gòu)造，但是鋼管內(nèi)部特別是節(jié)點(diǎn)處混凝土的密實(shí)性比較難以控制。從觀感上看，鋼管混凝土格構(gòu)柱比型鋼格構(gòu)柱更美觀。
2.2 經(jīng)濟(jì)性比較
該工程初設(shè)時(shí)，對鋼管混凝土格構(gòu)柱和型鋼格構(gòu)柱的經(jīng)濟(jì)性作了比較，在不同柱距下的材料用量詳見表 1 從不同柱距的結(jié)果來看，當(dāng)柱距增大時(shí)，主體用鋼量先降低再增長，而吊車梁用鋼量保持上升趨勢，且幅度較大，導(dǎo)致總用鋼量先緩慢降低再迅速增長，管樁的用量則由于柱子數(shù)量的顯著減少而降低；從不同材料來看，鋼管混凝土柱的抗壓性能比較好，隨著柱距增大，其性能優(yōu)勢漸漸得到發(fā)揮，其經(jīng)濟(jì)性也逐漸得到體現(xiàn)。
注:此用鋼量僅為估算
由于該工程低跨部分吊車噸位較小，從整體考慮，鋼管混凝土柱的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢并不顯著，但考慮到美觀及施工等原因，結(jié)合上部用鋼量和基礎(chǔ)造價(jià)進(jìn)行比較，最終選用柱距為 9 m 的鋼管混凝土格構(gòu)柱。
三、剛架構(gòu)造要求及依據(jù)
3.1 型鋼柱、梁板件寬厚比控制
抗規(guī) 9.2.14.2 條規(guī)定:輕屋蓋廠房，塑性耗能區(qū)板件寬厚比限值可根據(jù)其承載力的高低按性能目標(biāo)確定。 塑性耗能區(qū)外的板件寬厚比限制，可采用現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》彈性設(shè)計(jì)階段的板件寬厚比限值（注:腹板的寬厚比可通過設(shè)置縱向加勁肋減?。？挂?guī) 9.2.14.2 條文說明規(guī)定:C 類定義:當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力均滿足高承載力（2 倍多遇地震作用下的要求）時(shí)，可采用現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》彈性設(shè)計(jì)階段的板件寬厚比限值，即 C 類。C 類寬厚比要求:C 類是指現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017 按彈性準(zhǔn)則設(shè)計(jì)時(shí)腹板不發(fā)生局部屈曲的情況。從以上條文可知，該工程可以按照 C 類截面要求進(jìn)行性能化設(shè)計(jì)， 其中耗能區(qū)段可以參照抗規(guī)9.2.11 條文說明對剛架梁端最大應(yīng)力區(qū)的規(guī)定，取距梁端 1/10 梁凈跨和 1.5 倍梁高中的較大值。
3.2 鋼管混凝土格構(gòu)柱設(shè)計(jì)
目前，有關(guān)鋼管混凝土格構(gòu)柱設(shè)計(jì)的主要參考規(guī)范為:①《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50017-2003）、②《 鋼 管 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 與 施 工 規(guī) 程 》 （CECS 28:2012）、③ 《 鋼―混凝土組合結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程 》 （DL/T5085-1999），其中《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》僅對鋼管結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與鋼管桿件的計(jì)算提出了要求（格構(gòu)柱綴件構(gòu)造與計(jì)算）。
（1）材料要求
該工程采用的是螺旋焊接管， 螺旋焊接管常用規(guī)格如下:D219×6~8，D273×6~8，D325×6~8，D377×6 ~10，D426 ×6 ~10，D478 ×6 ~10，D529 ×6 ~10，D630×6~10,D720×6~12 等。在材料上規(guī)范③的 6.2.4 條明確提出,鋼管內(nèi)混凝土的強(qiáng)度等級不宜低于 C30，可參照下列材料組合:Q235 鋼 配 C30 或 C40 級 混 凝 土 ；Q345 鋼 配C40、C50 或 C60 級 混凝土 ；Q390 配 C50 或 C60 級以上的混凝土。 同時(shí)，構(gòu)件截面的套箍系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值不宜小于 0.5。
（2）鋼管構(gòu)造
1）在外徑與壁厚之比 d/t 及壁厚等構(gòu)造上,各本規(guī)范有不同的規(guī)定: 規(guī)范①規(guī)定 d/t 不應(yīng)超過 100（235/fy）；規(guī)范②規(guī)定 d/t 限制在（20~135）235/fy 之間，且外徑不宜小于 200 mm，壁厚不宜小于 4 mm；規(guī)范③規(guī)定 d/t 限制在 20~100（注意無強(qiáng)度調(diào)整,即含鋼率控制在 0.2~0.04）之間，且外徑不宜小于 100mm，壁厚不宜小于 4 mm。 該工程設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合三者，控制 d/t 不應(yīng)超過 100（235/fy），且主管(帶混凝土)壁厚不小于 4 mm。2）規(guī)范③6.4.10 條規(guī)定了格構(gòu)式柱腹桿的形式及構(gòu)造，本工程所采用的是斜腹桿格構(gòu)式柱，主要要求如下:①斜腹桿與柱肢軸線間夾角宜為 40~60 度；②桿件軸線宜交于節(jié)點(diǎn)中心；腹桿軸線交點(diǎn)與柱肢軸線距離不宜大于 d/4,當(dāng)大于 d/4 時(shí)，應(yīng)考慮其偏心影響；③腹桿端部凈距不小于 50 mm。
3.3 其他構(gòu)造要求
（1）分離式柱子
當(dāng)?shù)踯噰嵨辉?5t及75t以上時(shí)，不適合采用牛腿來支承吊車梁，宜在下層吊車梁下設(shè)單獨(dú)的吊車肢。
（2） 鋼吊車梁的材質(zhì)要求
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.3.4 條規(guī)定吊車起重量不小于50t的中級工作制吊車梁，對鋼材沖擊韌性的要求應(yīng)與需要驗(yàn)算疲勞的構(gòu)件相同。
3.4 工程采用的剛架及部分節(jié)點(diǎn)大樣
（1）考慮到荷載較小,該工程采用雙肢格構(gòu)柱，鋼管柱材質(zhì)為 Q345B,鋼管柱綴條采用 Q235B,鋼管柱柱肢內(nèi)均澆灌微膨脹 C40 混凝土
（2）施工方法采用泵送頂升澆灌法,在鋼管接近地面的適當(dāng)位置設(shè)灌注孔，鋼管內(nèi)混凝土必須一次性連續(xù)澆灌完畢,一定要保證密實(shí),待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,再將灌注孔、排氣孔等補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)焊。
（3）考慮到結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性及施工便利性，鋼管柱采用插入式柱腳與杯口基礎(chǔ)連接。
四、剛架計(jì)算
（1）柱頂位移要求《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》附錄 A.2.1“在 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，框架柱頂水平位移和層間位移不宜超過下列數(shù)值: 有橋式吊車的單層框架的柱頂位移≤H/400”。
（2）行車水平荷載作用下的側(cè)向位移
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 沒有關(guān)于中級工作制行車鋼結(jié)構(gòu)廠房的在行車水平荷載作用下側(cè)向位移的限值要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在滿足行車正常運(yùn)行的前提下，按平面結(jié)構(gòu)圖形計(jì)算，吊車梁頂面標(biāo)高處，由一臺最大吊車水平荷載（按荷載規(guī)范）所產(chǎn)生的計(jì)算變形值，不宜超過下述容許值:100 t 行車 1/850150 t 及以上 1/1 250
（3）撓度要求屋面梁撓度限值取 1/250， 主要考慮重型吊車的原因，對屋面的剛度做適當(dāng)加強(qiáng)。
（4）長細(xì)比要求構(gòu)件長細(xì)比按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》表 5.3.8 及表 5.3.9 要求,其中重型吊車以下柱間支撐的長細(xì)比按拉桿計(jì)算，且不考慮壓桿的卸載作用。
（5）該工程剛架計(jì)算
采用 PKPM 軟件進(jìn)行剛架計(jì)算時(shí)，需注意圖中所示的應(yīng)力比為構(gòu)件考慮長細(xì)比影響的整體承載力折減系數(shù),及偏心影響的整體承載力折減系數(shù)后，其作用軸力與整體承載力的比值。 在此比值滿足要求的同時(shí)，尚應(yīng)確認(rèn)單管作用力與承載力的比值滿足要求，易出現(xiàn)整體計(jì)算滿足要求而單管軸壓比超出的情況。
參考文獻(xiàn):
[1] GB 50017-2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
【關(guān)鍵詞】混凝土柱;輕鋼屋面;倉庫設(shè)計(jì)
0.前言
單層倉庫采用的結(jié)構(gòu)形式，隨著跨度和高度的不同，常用的結(jié)構(gòu)形式有框架結(jié)構(gòu)、門式鋼架結(jié)構(gòu)和混合排架結(jié)構(gòu)三種?；旌吓偶芙Y(jié)構(gòu)采用混凝土柱，實(shí)腹鋼梁，屋蓋采用壓型鋼板屋面板和冷彎型鋼檁條?；旌吓偶芙Y(jié)構(gòu)具有防火、防腐、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，所以在近幾年國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用中較為常見。
混合排架宜為單層單跨結(jié)構(gòu)，有帶拱拉桿或不帶拱拉桿兩種形式，拱腳與混凝土柱頂鉸接。亦可為單層雙跨或單層多跨結(jié)構(gòu)。
混合排架的跨度不宜大于24m，檐口高度不宜大于15m，屋面坡度宜取1/8～1/12，雨水較多的地區(qū)宜取其中的較大值。
1.計(jì)算程序
設(shè)計(jì)這類結(jié)構(gòu)仍是用STS里面門式剛架的程序來計(jì)算，建模的順序跟設(shè)計(jì)門式剛架一樣，但由于混凝土柱與鋼梁的連接處理難以達(dá)到剛接連接，因此梁柱的連接一般采用鉸接連接形式，而一般門式剛架結(jié)構(gòu)邊剛架柱與梁的連接均采用剛接連接形式，由于連接形式的不同，致使這種體系單榀剛架的受力截然不同于一般的門式剛架，設(shè)計(jì)時(shí)不能簡單的把門式剛架的鋼柱替換為混凝土柱，應(yīng)根據(jù)這類結(jié)構(gòu)體系的特殊性有針對的進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.連接形式
混凝土柱與鋼梁采用鉸接連接，混凝土柱底采用剛接，多跨情況下的中間混凝土柱與鋼梁的連接采用鋼梁連續(xù)，混凝土柱鉸撐于鋼梁底面。
3.規(guī)范選擇
這類結(jié)構(gòu)已經(jīng)超出門規(guī)的使用范圍，結(jié)構(gòu)類型應(yīng)選擇“單層鋼結(jié)構(gòu)廠房”，如果為抗震地區(qū)且選擇了地震作用計(jì)算，程序會自動(dòng)按照抗震規(guī)范第九章關(guān)于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的規(guī)定進(jìn)行控制；混凝土柱應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相應(yīng)要求，鋼梁應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)要求，當(dāng)采用工形變截面梁時(shí)，建議梁構(gòu)件承載力的校核采用按門式剛架規(guī)程進(jìn)行校核，以考慮軸力的影響與變截面梁的穩(wěn)定計(jì)算，但局部穩(wěn)定應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、抗震規(guī)范的要求；撓度控制，考慮到所采用的輕型屋面體系對鋼梁撓度不是非常敏感，在有經(jīng)驗(yàn)的情況下可較鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的撓度控制指標(biāo)（L/400）適當(dāng)放寬。
4.單榀設(shè)計(jì)
4.1建模
單榀設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用混凝土柱與鋼梁整體建模分析。鋼梁對混凝土柱的約束反力與混凝土柱本身的剛度是直接相關(guān)的，為反映真實(shí)的內(nèi)力情況，應(yīng)該進(jìn)行整體分析，并以整體分析的結(jié)果來設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、混凝土柱的配筋與鋼梁。把它們分開來分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，往往使設(shè)計(jì)結(jié)果帶來不安全的隱患：如果在柱與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮屋面斜鋼梁對柱的推力，會導(dǎo)致柱配筋與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)嚴(yán)重偏小，按這種方式設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在安裝過程中就有可能出現(xiàn)基礎(chǔ)被翹起、混凝土柱頂位移過大、柱身出現(xiàn)裂縫、鋼梁撓度過大等問題。而在分析鋼梁時(shí)，把鋼梁兩端視為固定鉸支座或建兩根很短的下端剛接柱作為支座都會夸大混凝土柱對鋼梁的約束作用，導(dǎo)致鋼梁軸力增大、跨中彎矩減小、撓度減小等不真實(shí)情況，這時(shí)往往會出現(xiàn)安裝后的鋼梁的撓度要大于計(jì)算撓度、鋼梁有可能整體屈服失穩(wěn)、局部壓屈等不安全問題。
4.2計(jì)算
程序自動(dòng)根據(jù)整體分析得結(jié)果，按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行混凝土柱的配筋計(jì)算，按選定的鋼梁構(gòu)件驗(yàn)算規(guī)范進(jìn)行鋼梁的校核，在布置基礎(chǔ)的情況下，同時(shí)根據(jù)整體分析柱底力完成基礎(chǔ)的計(jì)算。
5.整體設(shè)計(jì)
5.1混凝土柱與鋼梁的鉸接連接處理
一般存在三種連接構(gòu)造處理：完全抗剪連接構(gòu)造，這種連接構(gòu)造能夠把梁端的推力以剪力的方式完全傳遞給混凝土柱；完全滑移連接構(gòu)造，這種連接構(gòu)造容許梁端相對混凝土柱頂自由滑移，梁端的推力由于相對的滑移而釋放，作用力不傳遞給混凝土柱；介于以上二者之間的部分滑移連接構(gòu)造，這種連接構(gòu)造容許梁端相對混凝土柱頂有一定的滑移量，梁端的推力由于相對的滑移而部分釋放，剩余作用力以剪力的方式傳遞給混凝土柱。
5.2程序的處理
考慮混凝土柱與鋼梁的不同構(gòu)造連接，可以通過設(shè)置混凝土柱的柱頂不同約束情況來實(shí)現(xiàn)。
5.2.1完全抗剪連接構(gòu)造：普通的鉸接連接。
5.2.2完全滑移連接構(gòu)造：采用鉸接＋混凝土柱頂定義約束為“水平方向自由滑動(dòng)”。
5.2.3部分滑移連接構(gòu)造：采用鉸接＋混凝土柱頂定義約束為“約束水平方向相對位移差”。 對于定義完全滑移與部分滑移的分析模型，必須保留一個(gè)梁端為完全約束的普通鉸接節(jié)點(diǎn)，否則會出現(xiàn)分析上的可變體系，使分析無法進(jìn)行。在定義完全滑移或部分滑移約束的情況下，程序分析結(jié)果中，在查看該混凝土柱的構(gòu)件信息時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)程序?qū)嶋H分析出來的滑移量，根據(jù)分析結(jié)果可以用來處理設(shè)置滑移的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。
5.3施工圖的處理
門式剛架施工圖程序中，能夠根據(jù)整體分析的結(jié)果，處理這類節(jié)點(diǎn)及鋼梁的施工圖。在容許滑移的連接節(jié)點(diǎn)施工圖中，底板設(shè)置長圓孔，長圓孔標(biāo)注的長度尺寸為支座底板相對于支承面的容許滑移距離，為保證滑移的順利進(jìn)行，墊板與底板之間不應(yīng)施焊，底板于混凝土柱頂接觸面處理應(yīng)保證支座底板與支承面間在容許距離內(nèi)自由滑動(dòng)。對于限制滑移量的連接節(jié)點(diǎn)中，當(dāng)滑移量達(dá)到容許距離時(shí)支承面應(yīng)設(shè)置可靠抗剪措施，限制繼續(xù)滑移，使剩余剪力能夠完全傳遞給柱。
6.結(jié)束語
綜上所述，混凝土柱實(shí)腹鋼梁單層廠房與門式剛架有相同之處，又有其不同之處。相同之處在于其單個(gè)構(gòu)件的計(jì)算和校核，如鋼梁的強(qiáng)度、剛度，穩(wěn)定性，以及檁條和屋面板的計(jì)算和構(gòu)造。不同之處在于梁和柱是鉸接連接，梁柱受力不同于門式剛架。理解它的受力原理是做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞：門式剛架結(jié)構(gòu) 計(jì)算長度 荷載 剛接 鉸接
前言
輕型鋼結(jié)構(gòu)是近半個(gè)世紀(jì)來，國內(nèi)外應(yīng)用與發(fā)展速度最快、使用最多的新型鋼結(jié)構(gòu)形式，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用和較大空間的公共建筑，除了具有傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的施工速度快、結(jié)構(gòu)空間大等優(yōu)點(diǎn)外，還具有鋼材用量更少、建筑類型更自由、造價(jià)低廉等更大的綜合優(yōu)勢。特別是近年來，鋼結(jié)構(gòu)在我國的迅猛發(fā)展，使得門式剛架結(jié)構(gòu)體系作為一種有較大優(yōu)勢的輕型鋼結(jié)構(gòu)，在我國更是大量的設(shè)計(jì)和使用。近十幾年來，我國彩色鋼板的產(chǎn)量大大增加，與此同時(shí)焊接H型鋼從出現(xiàn)，到廣為使用，也不過十幾年，這都為門式剛架的大量使用創(chuàng)造了客觀的物質(zhì)條件，目前，我國建成門式剛架結(jié)構(gòu)工程已達(dá)上千萬平方米，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)每年還在以幾百萬平方米的速度增加。
1、 屋面活荷載的確定
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50017）作為門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可知：不上人屋面的活荷載為0. 5kN/m2,如果構(gòu)件的承受荷載面積大于60m2時(shí)，可以取面積折減系數(shù)0. 6，門式剛架上部的承載面積一般都大于60m2，基本都滿足此條件，故設(shè)計(jì)時(shí)活荷載可取值為0.3 kN /m2，此種取值對于剛架的設(shè)計(jì)應(yīng)該是沒有問題的，但是全面考慮整個(gè)屋面結(jié)構(gòu)，包括屋面檁條和屋面板，如果全部設(shè)計(jì)都按照0.3kN /m2取值，偏于冒險(xiǎn)，我們參考了國外相關(guān)規(guī)范考慮到0.15kN/m2~0.60kN/m2的附加荷載。而筆者查閱相關(guān)的規(guī)范，包括：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017）、《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018）和《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 102：2002）都未對此問題作出規(guī)定，據(jù)筆者所見現(xiàn)在有的框架梁過細(xì)，檁條過小，有明顯克扣荷載的現(xiàn)象，如果遇到特殊的超載情況例如大風(fēng)、大雪或其他原因，整個(gè)結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)安全隱患，所以筆者還是建議活荷載取0. 5kN /m2。
2、結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)方法及考慮抗震影響的設(shè)計(jì)
門式剛架由于其受力情況，一般都采用變截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而變截面結(jié)構(gòu)必須采用彈性分析方法確定各種內(nèi)力（《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求），彈塑性分析方法僅在結(jié)構(gòu)均為等截面構(gòu)件時(shí)才使用。變截面門式剛架一般均采用平面結(jié)構(gòu)分析內(nèi)力，而不考慮應(yīng)力蒙皮效應(yīng)。由于單層門式剛架結(jié)構(gòu)自重小，承載力一般不考慮地震作用效應(yīng)組合，所以我們既可以認(rèn)為不需進(jìn)行抗震計(jì)算。但按照《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，對于寬度較大的剛架或豎向高度很大的剛架，或長度很大的縱向剛架，包括有夾層、吊重、橋式吊車等結(jié)構(gòu)情況，則必須考慮地震作用效應(yīng)，必須進(jìn)行包括地震荷載作用的組合驗(yàn)算。筆者對不同情況進(jìn)行了計(jì)算分析可知，對于單層門式剛架（無吊車），地震烈度考慮為6度至7度時(shí)，地震作用對門式剛架的設(shè)計(jì)沒有任何影響；對于地震烈度為8度或更大時(shí)，同時(shí)考慮剛架的跨高比大于3.5，地震作用對門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然沒有任何影響；當(dāng)剛架的跨高比設(shè)定為1.5~3.5時(shí)，地震作用對門式剛架的設(shè)計(jì)起到較大作用，且跨高比為 1.5 時(shí)，地震作用的影響最大。
3、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)過程除了保證正常使用的安全外，還要最大可能的發(fā)揮出門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)的長處和優(yōu)點(diǎn)。由于輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在生產(chǎn)過程中任意性較大，輕質(zhì)屋（墻）面的布置十分靈活。上述優(yōu)點(diǎn)保證了門式剛架輕型房屋的生產(chǎn)和施工基本可以做到量體裁衣。也就為我們設(shè)計(jì)者提出了保證設(shè)計(jì)合理化、結(jié)構(gòu)安全化、降低投資造價(jià)等優(yōu)化要求。
3.1.結(jié)構(gòu)跨度的確定
廠房跨度往往由生產(chǎn)工藝流程和廠房使用功能等因素決定著，大部分投資方都會要求設(shè)計(jì)者按照自己的使用需要，確定經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)跨度。在滿足使用者的生產(chǎn)工藝和使用功能的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)的高度是確定結(jié)構(gòu)的跨度的較大影響因素。經(jīng)過筆者比對演算，如果確定柱高及上部荷載，適當(dāng)加大結(jié)構(gòu)跨度，整體結(jié)構(gòu)的用鋼量并無較大程度增加，但是加大了可利用空間，降低了基礎(chǔ)造價(jià)，取得了較大的綜合效益。
經(jīng)驗(yàn)算可知，設(shè)定檐高為6m、柱距為7.5m，且荷載情況完全相同時(shí)，跨度在18~30m范圍內(nèi)的剛架，單位面積用鋼量（Q235B）為18~28kg/m2，當(dāng)跨度在 21~48m范圍內(nèi)的剛架，單位用鋼量為25~40kg/m2。但是，一旦跨度超過48m時(shí)盡量采用多跨剛架（且中間必須設(shè)置搖擺柱），其用鋼量與單跨剛架比較，節(jié)約 18%左右，因此設(shè)計(jì)門式剛架時(shí)，必須根據(jù)具體情況、投資者的要求來選擇合理跨度的剛架，而不宜盲目追求大空間、大跨度。
3.2.結(jié)構(gòu)最優(yōu)柱距的確定
剛架柱距的選擇需考慮如下因素：1、剛架的跨度2、屋面荷載3、檁條形式，如果要求為較小剛架跨度，而選用了較大的柱距，會增加檁條使用量，加大了用鋼量，這對業(yè)主而言是不負(fù)責(zé)任的。門式剛架存在著最優(yōu)柱距范圍，即門式剛架的柱距應(yīng)設(shè)定在6m~9m之間，超過9m時(shí)屋面檁條與墻梁體系的用鋼量增加過多，沒有達(dá)到減少造價(jià)的目的。
4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)給予重視的幾種情況
4.1. 柱腳螺栓抗剪及抗拔
近年來，各地出現(xiàn)多起使用中的門式剛架輕鋼房屋被大風(fēng)將錨栓拔起，造成較嚴(yán)重的事故，所以《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》明確規(guī)定，必須進(jìn)行柱腳錨栓的抗拔驗(yàn)算。柱腳錨栓不能參加抗剪，水力應(yīng)由底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力承受，超出時(shí)應(yīng)設(shè)置抗剪鍵。
4.2. 隅撐設(shè)置
隅撐的作用是保證剛架在斜梁受壓下翼緣和剛架柱受壓翼緣出平面外穩(wěn)定，是重要的控制構(gòu)件穩(wěn)定性的構(gòu)件?！堕T式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定“在檐口位置，剛架斜梁與柱內(nèi)翼緣交接點(diǎn)附近的檁條和墻梁處各設(shè)一道隅撐”，就是為了保證該處的穩(wěn)定性。部分柱也應(yīng)該設(shè)置隅撐，必須根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算后設(shè)置，而當(dāng)遇到較高柱時(shí)，必須分段后，驗(yàn)算平面外的穩(wěn)定性。
4.3.柱間縱向支撐設(shè)置
部分多跨門式剛架輕鋼房屋，往往只在邊跨設(shè)置柱間支撐，卻沒有在中間柱列設(shè)置柱間支撐。為了保證使用的安全性，建議如果不能設(shè)置中跨柱間交叉支撐時(shí)，可設(shè)置人字支撐等其他形式的支撐，或采用縱向支撐。
5、結(jié)語
由于我國輕鋼結(jié)構(gòu)起步較晚，在理論和實(shí)踐中與世界先進(jìn)水平仍有較大差距，所以建議在設(shè)計(jì)中，對于門式剛架構(gòu)件的截面尺寸需經(jīng)多次試算才可確定。目前部分鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)還很少，選擇的截面形式容易造成結(jié)構(gòu)整體的應(yīng)力不均，且經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不合理，甚至影響整體結(jié)構(gòu)的安全度。因此為了保證安全、增加經(jīng)濟(jì)效益，必須要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步扭轉(zhuǎn)我們的設(shè)計(jì)觀念，以工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量為先，推動(dòng)我國門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)的向前發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：鋼橋; 容許應(yīng)力法 ; 荷載組合; 容許應(yīng)力
Abstract: In view of the present stage" steel structure and wood structure design code", with other highway code is not supporting the status quo, discussed the steel bridge design should be used when the load, load combination and steel allowable stress value are discussed, and put forward solutions.
Key words: steel bridge; allowable stress method; load combination; allowable stress
中圖分類號：TU99文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號：
引言
在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，伴隨著鋼產(chǎn)量的大幅提高，我國對鋼材的使用逐步放寬。過去，在公路及城市橋梁建設(shè)中鮮有使用的鋼橋，也以其適合工廠化制造，便于運(yùn)輸，便于無支架或少支架施工，安裝迅速等優(yōu)點(diǎn)漸入人們的視野。鋼橋在公路及城市橋梁總里程中所占的比重逐步加大。
設(shè)計(jì)施工周期長，技術(shù)難度大，工程投資高的大橋、特大橋在設(shè)計(jì)施工乃至運(yùn)營過程中都會引起人們的足夠重視，進(jìn)而對此類橋梁進(jìn)行全過程管理。工程的建設(shè)者對此類橋梁精心設(shè)計(jì)，精心施工，并對某些問題專門立項(xiàng)，在專家的指導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)研究。因此，大橋、特大橋出現(xiàn)問題的概率反而比中小跨徑的鋼板梁橋、鋼桁梁橋出現(xiàn)問題的概率低。究其原因，不外乎工程的建設(shè)者未能對中小跨徑鋼橋的設(shè)計(jì)施工引起足夠的重視，少有人過問此類鋼橋的技術(shù)問題。這就要求設(shè)計(jì)者要對鋼結(jié)構(gòu)橋梁有足夠的認(rèn)識，熟知并領(lǐng)會規(guī)范的編制要領(lǐng)，在設(shè)計(jì)過程中活學(xué)活用，減少出錯(cuò)的可能，降低事故發(fā)生的概率。
1 問題的提出
截止2010年底，公路橋涵的設(shè)計(jì)規(guī)范已有多本經(jīng)過修訂，如《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（以下簡稱《通規(guī)》）、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路鋼筋及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》等均已經(jīng)過修訂出版并實(shí)施。但，《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）（以下簡稱《鋼木規(guī)范》）尚在修訂之中。在鋼橋的設(shè)計(jì)工作中，由于設(shè)計(jì)規(guī)范不配套，給設(shè)計(jì)者帶來的困惑，主要有以下三點(diǎn)。
①《鋼木規(guī)范》采用的是容許應(yīng)力法，而現(xiàn)行《通規(guī)》使用的是極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，二者的設(shè)計(jì)思想不同，也就是說進(jìn)行鋼橋設(shè)計(jì)時(shí)，不能用現(xiàn)行《通規(guī)》中的荷載組合。
②《鋼木規(guī)范》中提到的鋼材牌號已被新的鋼材牌號取代，新的鋼材牌號容許應(yīng)力的確定值得商榷。
③《鋼木規(guī)范》中使用的汽車荷載，溫度作用等是原《通規(guī)》的，而原《通規(guī)》又被新《通規(guī)》所取代，汽車荷載，溫度作用等怎樣確定也是需要解決的。
本文將從以上三個(gè)問題入手，闡述一下對鋼橋設(shè)計(jì)的認(rèn)識，繼而，提出解決方法。
2．鋼橋設(shè)計(jì)中關(guān)于荷載及荷載組合的問題
目前，國內(nèi)外鋼橋設(shè)計(jì)主要采用容許應(yīng)力法和半概率極限狀態(tài)法兩種方法。
容許應(yīng)力法是將材料作為彈性體，用材料力學(xué)或彈性力學(xué)方法，算出構(gòu)件或結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載（使用荷載）作用下的應(yīng)力，要求任一點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)力σ，不超過材料的容許應(yīng)力[σ]，即：
材料的容許應(yīng)力，系由材料的極限強(qiáng)度（如混凝土）或者流限（如鋼材），除以安全系數(shù)K所得。
容許應(yīng)力法具有以下特點(diǎn)：
A容許應(yīng)力法采用平截面假設(shè)，構(gòu)件受力變形后，截面仍保持為平面，即纖維的應(yīng)變與其到中和軸的距離成正比；另，容許應(yīng)力法采用虎克定律，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，這樣就使得計(jì)算公式簡單實(shí)用。
B容許應(yīng)力法公式中的安全系數(shù)K值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，它在不同的規(guī)范，不同的歷史時(shí)期均不相同，人的主觀因素對于K值的確定具有很大影響。
C容許應(yīng)力法采用單一的安全系數(shù)K，對不同材料，不同荷載，以及其它影響結(jié)構(gòu)安全的因素，不能區(qū)別對待，因而可能使結(jié)構(gòu)在某些情況下過分安全，而在另一些情況下卻不夠安全。
D對于具有塑性性質(zhì)的材料，容許應(yīng)力法無法考慮其塑性階段繼續(xù)承載的能力，設(shè)計(jì)偏于保守。
極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：對于規(guī)定的極限狀態(tài)，荷載引起的荷載效應(yīng)（結(jié)構(gòu)內(nèi)力）大于抗力（結(jié)構(gòu)承載力）的概率（失效概率）不應(yīng)超過規(guī)定的限值。所謂半概率就是指對影響結(jié)構(gòu)安全的某些參數(shù)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析，并與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，引入某些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。
由于鋼橋破壞狀態(tài)的復(fù)雜性，鋼橋結(jié)構(gòu)失效不能采用單一極限狀態(tài)表達(dá)，一般應(yīng)該包括承載能力極限狀態(tài)，正常使用極限狀態(tài)，疲勞破壞極限狀態(tài)三個(gè)極限狀態(tài)。現(xiàn)以基本組合作用下的承載能力極限狀態(tài)為例，對其公式表達(dá)作以簡略說明。
式中：
―結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，依結(jié)構(gòu)安全等級的不同而取不同的數(shù)值；
―永久荷載分項(xiàng)系數(shù)；
，―第一個(gè)和其它第i個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)；
―永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；
―第一個(gè)可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，該可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)大于其它任意第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；
―其它第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值；
，，―永久荷載、第一個(gè)可變荷載和其它第i個(gè)可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)；
―第i個(gè)可變荷載組合系數(shù)；
―結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù)；
―結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力分項(xiàng)系數(shù)，其值應(yīng)符合各類材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定；
―材料屈服強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值；
―幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。
由上述極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式可以看出：
A極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法對不同荷載，不同材料及其它影響結(jié)構(gòu)使用的因素，分別給以分項(xiàng)系數(shù)及組合系數(shù)，能夠?qū)ι鲜龈鞣矫鎸Y(jié)構(gòu)的影響區(qū)別對待，有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的提高。
B極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法與非彈性設(shè)計(jì)法相結(jié)合，可以挖掘結(jié)構(gòu)潛力，使設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)更為經(jīng)濟(jì)合理。
綜上所述，容許應(yīng)力法的主要缺點(diǎn)是由于單一安全系數(shù)是一個(gè)籠統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，因之給定的容許應(yīng)力不能保證各種結(jié)構(gòu)具有比較一致的安全水平，也未考慮荷載增大的不同比率或具有異號荷載效應(yīng)情況對結(jié)構(gòu)安全的影響。容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法以線性彈性理論為基礎(chǔ)，以構(gòu)件危險(xiǎn)截面的某一點(diǎn)或某一局部的計(jì)算應(yīng)力小于或等于材料的容許應(yīng)力為準(zhǔn)則。在應(yīng)力分布不均勻的情況下，如受彎構(gòu)件、受扭構(gòu)件或靜不定結(jié)構(gòu)，用這種設(shè)計(jì)方法比較保守。但，容許應(yīng)力設(shè)計(jì)應(yīng)用簡便，是工程結(jié)構(gòu)中的一種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，目前公路、鐵路工程設(shè)計(jì)中仍在應(yīng)用。
通過對容許應(yīng)力法與半概率極限狀態(tài)法的比較分析，我們可以看到《鋼木規(guī)范》中所提到的容許應(yīng)力法所采用的荷載組合是標(biāo)準(zhǔn)值組合，而現(xiàn)行《通規(guī)》所提到的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法所闡述的組合是基本組合，作用短期效應(yīng)組合，作用長期效應(yīng)組合等。顯然，在對橋梁鋼結(jié)構(gòu)采用容許應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，是不能直接套用現(xiàn)行《通規(guī)》的作用組合的。反而，設(shè)計(jì)者要在舊《通規(guī)》中尋找答案。
舊《通規(guī)》將作用在橋梁結(jié)構(gòu)上的荷載劃分為21種，為下文敘述方便，筆者將這21種荷載劃分為六類，分別以荷載分類代號表示，見表一。
由舊《通規(guī)》第2.1.4條可知橋涵采用容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對不同的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合給出相應(yīng)的材料容許應(yīng)力值，并以此作為設(shè)計(jì)的依據(jù)?！朵撃疽?guī)范》針對這一點(diǎn)也做出了相應(yīng)的規(guī)定?！朵撃疽?guī)范》第1.2.10條：驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)，基本鋼材和各種連接件的容許應(yīng)力應(yīng)乘以表二的提高系數(shù)k。
表二
由表可知，隨著標(biāo)準(zhǔn)值組合的不同，基本鋼材和各種連接件的容許應(yīng)力亦是有所變化的。如對于永久性結(jié)構(gòu)，在組合I作用下，容許應(yīng)力為［σ］，在組合II作用下，容許應(yīng)力為1.25［σ］。
2004年實(shí)施的新《通規(guī)》對于舊《通規(guī)》中的荷載作了修訂，尤其是汽車荷載和溫度作用在《通規(guī)》中的改變較大。我們在進(jìn)行鋼橋設(shè)計(jì)時(shí)，尤要注意采用新《通規(guī)》中荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法并結(jié)合舊《通規(guī)》的荷載組合方法對鋼橋?qū)嵤┘虞d計(jì)算。
3．關(guān)于材料容許應(yīng)力的問題
《鋼木規(guī)范》中述及的鋼材牌號目前國內(nèi)鋼廠已不再生產(chǎn)，相應(yīng)牌號鋼材的容許應(yīng)力值自然不再存有意義。因此，在進(jìn)行鋼橋設(shè)計(jì)時(shí)，確定國內(nèi)鋼廠生產(chǎn)鋼材的容許應(yīng)力值就顯得格外重要了。
根據(jù)《鋼木規(guī)范》對于材料容許應(yīng)力的條文說明：“材料的容許軸向（拉、壓）應(yīng)力的選定，均以屈服強(qiáng)度為依據(jù)，即以屈服強(qiáng)度除以某一安全系數(shù)k。安全系數(shù)k系由材料的勻質(zhì)系數(shù)、超載系數(shù)和工作條件系數(shù)三者綜合而成。低合金鋼的勻質(zhì)條件系數(shù)為270/340=0.8;超載系數(shù)，對結(jié)構(gòu)重力為1.1~1.5，對汽車荷載為1.4，綜合約為1.35；工作條件系數(shù)一般取1，則k=1/0.8x1.35X1≈1.7,所以取用1.7為計(jì)算基礎(chǔ)。以16Mn鋼為例，當(dāng)屈服強(qiáng)度時(shí)，則軸向應(yīng)力。對于鑄件，由于未經(jīng)熱軋，均勻性較差，因此取較高的安全系數(shù)1.85。例如鑄鋼（ZG25），屈服強(qiáng)度，則軸向應(yīng)力。鋼材的容許剪應(yīng)力，系根據(jù)試驗(yàn)以及最大能量的強(qiáng)度理論決定的，直接受剪強(qiáng)度為軸向受拉強(qiáng)度的0.557倍，故近似取用”，“鋼料端部在互相頂緊的接觸面處，由于局部塑性變形，擴(kuò)大了接觸面積，相當(dāng)于提高了鋼材的承壓應(yīng)力，因此取軸向容許應(yīng)力的1.5倍，即用”，“當(dāng)鋼材承受彎曲作用時(shí)，邊緣纖維應(yīng)力最大，它比其他任何部位的纖維早達(dá)到屈服強(qiáng)度，并出現(xiàn)局部塑性變形，而中間纖維仍為彈性變形階段。若再繼續(xù)增加荷載，截面將全部達(dá)到屈服強(qiáng)度而進(jìn)入塑性變形階段，即所謂極限狀態(tài)。由于鋼材的塑性變形，使破損荷載增大，也就是受彎時(shí)的彎曲應(yīng)力可以提高”。該規(guī)范以工字梁為例，闡述了彎曲容許應(yīng)力的取值方法，并規(guī)定彎曲容許應(yīng)力按容許軸向應(yīng)力的1.05倍計(jì)。 另，《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.2-2005）（以下簡稱《鐵鋼規(guī)》）對于材料容許應(yīng)力的條文說明：“鋼材基本容許應(yīng)力對屈服強(qiáng)度的安全系數(shù)，各鋼號基本上都采用1.7左右”，容許剪應(yīng)力以基本容許應(yīng)力的0.6倍為準(zhǔn)，端部承壓容許應(yīng)力以基本容許應(yīng)力的1.5倍為準(zhǔn)，彎曲容許應(yīng)力根據(jù)習(xí)慣仍定為基本容許應(yīng)力的1.05倍，對于鑄鋼取安全系數(shù)1.85。
可見，《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025-86）與《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.2-2005）在材料容許應(yīng)力的取值方法及安全系數(shù)的取值上是一致的。因此，我們可以取用《鐵鋼規(guī)》鋼材牌號的材料基本容許應(yīng)力值進(jìn)行公路鋼橋設(shè)計(jì)。
目前，國內(nèi)鋼材牌號是以鋼材的屈服強(qiáng)度命名的，如Q235與Q235q，同為表示屈服強(qiáng)度為235MPa的鋼材，不同的只是前者為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，后者為橋梁結(jié)構(gòu)鋼，通過前文的論述可知，二者的容許應(yīng)力是相同的，不同的只是后者與前者相比，其有害元素含量更低，沖擊韌性更強(qiáng)，具有更好的抗低溫沖擊的能力。我們在進(jìn)行鋼橋選材時(shí)，要慎重選擇鋼材，但這與鋼材的容許應(yīng)力值是無關(guān)的。
4．結(jié)論
現(xiàn)階段,要采用容許應(yīng)力法進(jìn)行公路鋼橋設(shè)計(jì)，荷載組合要執(zhí)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ 021-89），并要采用標(biāo)準(zhǔn)值組合；各類荷載的取值要執(zhí)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）；鋼材牌號的容許應(yīng)力值要以《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.2-2005）中規(guī)定的鋼材容許應(yīng)力值為準(zhǔn)，根據(jù)荷載組合的不同，其鋼材的容許應(yīng)力值各有不同（詳見表二）。
參考文獻(xiàn)
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公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ025-86).人民交通出版社, 1986年
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【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題解析
前言：鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展非常迅速，鋼結(jié)構(gòu)的種類也在不斷的更新。綜合國力的
增強(qiáng)促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中已經(jīng)興起并得到充分地利用，輕鋼結(jié)構(gòu)、重型鋼結(jié)構(gòu)、住宅鋼結(jié)構(gòu)等多種鋼結(jié)構(gòu)體系都是建筑業(yè)主要的發(fā)展方向并得以重用到建筑行業(yè)中。鋼結(jié)構(gòu)具多種優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展。本文主要就鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行簡要分析，并提出建議。
1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能有待加強(qiáng)，結(jié)構(gòu)住宅小區(qū)中，一般的小高層結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性都無法達(dá)到，這就使得抗震性能達(dá)不到，而且彈性設(shè)計(jì)間彈塑性層間位移結(jié)構(gòu)驗(yàn)算無法達(dá)到抗震規(guī)范性要求。鋼結(jié)構(gòu)受力體系中對其性能的考核不細(xì)化，對于鋼結(jié)構(gòu)的受力體系，不同的建筑屋樓層，對于如何選定鋼結(jié)構(gòu)框架支撐體系能夠省鋼，且在抗震性能的提高上能夠更合理的使用沒有明確的細(xì)化評判標(biāo)準(zhǔn)。
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)用中，往往忽略了與其他建筑材料的銜接度，這在一定程度上使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)孤立于其他建筑物設(shè)計(jì)之外，一定程度上對建筑整體性能的提升產(chǎn)生了極為不利的影響。因?yàn)樵O(shè)計(jì)最終目的是為了應(yīng)用于實(shí)踐建筑工程中，然而，這片面的使得設(shè)計(jì)用于建造的鋼結(jié)構(gòu)，在施工流程中出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題，成為后期處理的棘手要求。一般工序發(fā)生質(zhì)量問題，使得施工過程中焊接、涂裝、下料、裝配等帶來無窮后患。對鋼結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算還處于不成熟階段，對于驗(yàn)算條件和方法及節(jié)點(diǎn)和支撐點(diǎn)的要求，尚處于不符合有關(guān)要求。對于受彎鋼構(gòu)件的局部穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，困難度較大。大量鋼材內(nèi)部存在夾層屬于鋼廠本身在軋制過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，在技術(shù)上缺乏必要的改進(jìn)措施，以保障鋼結(jié)構(gòu)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。
2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用
目前，鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于各種建筑中。與傳統(tǒng)建材相比較，鋼結(jié)構(gòu)以其自重輕、強(qiáng)度高及工業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程中得到廣泛的應(yīng)用病效果顯著并且大部分鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)約資源、循環(huán)利用等方面為建筑也做出了巨大的貢獻(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)有低層和高層之分，低層一般用于別墅、高層用于公寓。然而由于鋼結(jié)構(gòu)自身也存在許多弊端，使得鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)施工使用過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。在重型廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，比如冶金、造船，機(jī)械制造等。因?yàn)榇祟惤ㄖ奶攸c(diǎn)是跨度大、高度大、噸位大，出于耐久性和經(jīng)濟(jì)性考慮，就必須運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，提供寬敞的內(nèi)部空間和優(yōu)美的外部造型都需要鋼結(jié)構(gòu)作為其內(nèi)部造型固定。在地震區(qū)，框架―支撐和框架―剪刀墻是最常用的雙重抗側(cè)力體系，能使抗震性能增強(qiáng)。但在非抗震區(qū)，則以見剪刀墻為主。
3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中解決問題的有效措施
在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要充分考慮材料的優(yōu)缺點(diǎn)，從綜合因素考慮和加強(qiáng)對鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定策略分析，在設(shè)計(jì)中，克服上述遇到的難題，必須采取有效的可行性措施，以加快鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)的發(fā)展。加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性能，就必須在平面設(shè)計(jì)中力求規(guī)則、對稱。對平面形狀，特別是支撐剪力墻及高樓層的彈性水平位移與質(zhì)心的水平位移要達(dá)到平衡，同時(shí)在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對指揮剪刀墻的配置進(jìn)行調(diào)整。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初就充分意識到連接構(gòu)造的重要性，
才不會因鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)的不合理而引發(fā)安全隱患。
對于鋼結(jié)構(gòu)受力體系的性能考核，要以？6？層上下為界，可采用框架體系和支撐體系，框架混凝土體系以及鋼結(jié)構(gòu)雙重體系三方面進(jìn)行區(qū)分;對于框架柱子的選用，就如何省鋼問題，可以在小高層建筑中利用組合柱進(jìn)行設(shè)計(jì);就抗震性能來說，利用鋼結(jié)構(gòu)更能起到良好的效能。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初就要明白支撐系統(tǒng)的購件在整體結(jié)構(gòu)中所起的作用，以保證整個(gè)設(shè)計(jì)功能整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。消除結(jié)構(gòu)隱患，設(shè)計(jì)的最終目的是要達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的同時(shí)也要滿足功能要求。
4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意哪些問題
4、1設(shè)計(jì)深度不夠。對于緊急的設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)院往往采取的做法是外包給加工企業(yè)，從而造成設(shè)計(jì)質(zhì)量得不到保證另外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)院承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)的人員一般為畢業(yè)不久的研究生他們往往缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)件，通常是按照模板設(shè)計(jì)、照搬規(guī)范要求，對于某些特殊結(jié)構(gòu)不進(jìn)行必要的檢驗(yàn)從一定意義上說，他們進(jìn)行的是“構(gòu)件布置圖”設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)圖紙往往顯得簡單粗糙，節(jié)點(diǎn)處經(jīng)常采用“全焊接節(jié)點(diǎn)”或“全鑄鋼節(jié)點(diǎn)” ，通常忽略了該連接方法的實(shí)用性和安全性加工企業(yè)在接到這些施工圖之后，由于其缺乏相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)人員、對原始設(shè)計(jì)意圖又不了解，通常生產(chǎn)出來的構(gòu)件不符合原始設(shè)計(jì)要求，有些甚至存在嚴(yán)重安全隱患，這些做法無疑是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要完全消除的。
4、2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中構(gòu)件的選擇尤為重要。邊、角柱地震作用效應(yīng)放大問題。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的水平地震作用計(jì)算，只有在不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，才對邊、角柱的地震作用效應(yīng)乘以增大系數(shù)，其實(shí)就是對不作耦聯(lián)計(jì)算采取的補(bǔ)充措施?，F(xiàn)在很多人計(jì)算時(shí)既考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，又對邊、角柱的地震作用效應(yīng)放大，這樣做顯然是不經(jīng)濟(jì)的，而且存在設(shè)計(jì)概念上的錯(cuò)誤。
4、3統(tǒng)計(jì)的不確定性。統(tǒng)計(jì)原理基于大量的數(shù)據(jù)支撐，從而建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)函數(shù)模型由于工程中數(shù)據(jù)的獲得存在一定難度，就會導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)信息的缺乏，產(chǎn)生不確定性。模型的不確定性在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析之前，需要在相應(yīng)的假設(shè)基礎(chǔ)上，利用邊界條件等條件建立數(shù)學(xué)模型由于前提假設(shè)的缺陷和人類現(xiàn)階段理論的不完整性，往往造成所建立的模型存在不確定性。
結(jié)束語
通過對技術(shù)規(guī)范、力學(xué)知識、結(jié)構(gòu)原理的學(xué)習(xí)，建立清晰的結(jié)構(gòu)概念，這樣才能正確處理實(shí)際工程中遇到的各種非常規(guī)性問題。了解施工方法、材料供應(yīng)、市場價(jià)格等各種相關(guān)知識，提高設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)和設(shè)計(jì)水平，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅從技術(shù)上切實(shí)可行，還應(yīng)爭取在經(jīng)濟(jì)效益上達(dá)到最優(yōu)，這樣盡管鋼結(jié)構(gòu)在建筑施工中被廣泛的應(yīng)用。只有在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中消除那些存在的隱患，才能整體上提高鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。解決鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的難題，堅(jiān)持國家對建筑業(yè)材質(zhì)要求的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提高城市化建筑水平，起到了積極的促進(jìn)作用。才能促進(jìn)輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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（武漢市市政工程機(jī)械化施工有限公司 湖北 武漢 430000）
【摘要】勁性骨架主要使用于混凝土工程中重型或超重型預(yù)埋件的固定，其主要原理是通過勁性骨架改變預(yù)埋件傳力路徑，避開薄弱部分，將承載力分配到下部主承力部件。實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)選擇能與混凝土接觸性良好，可以提供足夠承載力，不影響混凝土主體力學(xué)性能的材料制作。
關(guān)鍵詞 預(yù)埋件固定；鋼箱拱腳；勁性骨架
隨著科技進(jìn)步，在最求外表的美觀，內(nèi)在的使用下，現(xiàn)代工程越來越多提出輕便、大跨度要求，因此產(chǎn)生了很多關(guān)于鋼混結(jié)合施工中重型或超重型預(yù)埋件的固定施工難題，本文總結(jié)實(shí)際施工應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行初步探討。
1.工程概況?
武漢新區(qū)四新南路跨總港橋位于四新南路樁號K1+309.22～K1+372.22，斜跨總港渠道；橋長63米，寬34.5～44米，斜交25°，全橋?yàn)閱慰鐟宜鹘Y(jié)構(gòu)。
其中上部結(jié)構(gòu)拱肋構(gòu)造分為三種形式：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，Ⅰ型為等截面1.5m×1.5m，厚32mm的鋼箱結(jié)構(gòu)，為拱肋中間段，Ⅱ型和Ⅲ型為鋼箱——砼變截面鋼混結(jié)構(gòu)，作為本橋拱腳，用于鋼箱拱肋與預(yù)力混凝土主梁之間的銜接；拱肋間距為26m，無風(fēng)撐連接。
2.技術(shù)難點(diǎn)?
2.1鋼拱腳的定位精度要求高。作為懸索結(jié)構(gòu)主承力部件的鋼箱拱，設(shè)計(jì)對線型的要求較高，否則會改變設(shè)計(jì)的受力狀態(tài)，甚至直接影響架構(gòu)的承載力。?
2.2預(yù)埋重量大。鋼拱腳作為鋼箱拱的預(yù)埋件，埋入現(xiàn)澆主梁上部0.7m，與現(xiàn)澆混凝土主梁的鋼筋和下部無聯(lián)系，為懸浮狀態(tài)；鋼拱腳重量約19.3t，必須在混凝土澆筑前預(yù)埋，其固定措施的牢固程度直接關(guān)系到工程進(jìn)展是否順利。
3.方案制定?
3.1預(yù)埋鋼拱腳承力點(diǎn)選擇。因主梁為異型混凝土結(jié)構(gòu)，施工時(shí)采用了竹木模板，難以承載大重量的集中荷載；因此擬定以橋梁支座作為承力點(diǎn)。?
3.2支架選擇和拱腳精確定位。支架選擇采用工字鋼、槽鋼組成勁性骨架，勁性骨架由橫向平臺和立柱組成，用以承載19.3t重量預(yù)埋鋼拱腳，并將荷載傳遞至橋梁支座；拱腳精確定位擬采用在拱腳支架平臺四周通長設(shè)置三角鋼架限位，與勁性骨架平臺焊接牢固，并在限位鋼架上設(shè)置螺紋千斤頂，用以微調(diào)鋼拱腳平面位置。
4.勁性骨架平臺設(shè)計(jì)?
4.1材料選擇與結(jié)構(gòu)布置。?
4.1.1材料選擇。
材料選擇原則：勁性骨架在施工后，埋入混凝土中部分將無法取出，為了不影響混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，故在支座勁性骨架時(shí)，所選材料必須盡可能選擇與混凝土接觸良好，且骨架內(nèi)部不得有空洞存在。
材料選擇：立柱選擇I12.6工字鋼、平臺選擇L10*6等邊角鋼。?
4.1.2結(jié)構(gòu)布置。?
（1）立柱：在沿支座上鋼板周長布置于上鋼板上，立柱根部與支座上鋼板焊接牢固，立柱上部用鋼條或鋼筋焊接固定；本工程共計(jì)采用6根I12.6工字鋼立柱。?
（2）平臺：分兩層或三層布置；首先在立柱上布置雙角鋼主橫梁，雙角鋼間沿長邊間距20cm焊接10*0.6cm連接鋼板；然后在主橫梁上鋪設(shè)角鋼縱橫向分配梁，分配梁間距30cm（具體工程時(shí)根據(jù)計(jì)算布置），便于將荷載均勻分配到主橫梁及立柱上；縱橫向分配梁采用角鋼呈倒“7”字型，并在于下層相交處焊接小鋼板撐，以增加平臺彈性，減小平臺收到外部荷載的沖擊力。（見圖1）。?
（3）輔助措施：平臺超出立柱基礎(chǔ)范圍外部分，可以設(shè)置輔助小立桿，小立桿上部焊接于平臺底部，下部使用不小于現(xiàn)澆混凝土標(biāo)號的混凝土立方塊墊支撐于模板上。?
4.2計(jì)算。?
4.2.1荷載分析。
荷載應(yīng)包括預(yù)埋件重量、預(yù)埋件重量吊裝時(shí)的沖擊荷載、施工活荷載和勁性骨架本身重量。
預(yù)埋件重量：19.3t。
預(yù)埋件重量吊裝時(shí)的沖擊荷載：根據(jù)Ft=mv，施工要求預(yù)埋件吊裝時(shí)下落到平臺時(shí)速度必須盡可能慢，勁性骨架與預(yù)埋件接觸面應(yīng)同時(shí)具有足夠承載能力和良好的彈性，這樣可以減小吊裝時(shí)的沖擊荷載；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按0.3倍重量計(jì)算為19.3*0.3=5.79t。
施工活荷載：1.1022KN/m?2（規(guī)范）。
勁性骨架重量：根據(jù)所選取的材料和數(shù)量計(jì)算。?
4.2.2橫向型鋼平臺選擇。
橫向平臺型鋼主要承載預(yù)埋件重量、預(yù)埋件重量吊裝時(shí)的沖擊荷載、施工活荷載。?
橫向平臺型鋼荷載G=1.2*19.3*9.8+1.4*(5.79*9.8+1.102*s)=316.05KN?
其中：S為平臺水平面積，本案中取S=2.5*2.5=6.25m?2。?
橫向平臺型鋼截面積計(jì)算
平臺總荷載為316.05KN，最大剪應(yīng)力荷載按316.05KN計(jì)算。?
依《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，簡支座構(gòu)件的剪應(yīng)力按下式計(jì)算：?
ζ=N/A≤［ζ］，A為型鋼截面面積?
依《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10002.2-99，Q235qD鋼在剪應(yīng)力作用下容許應(yīng)力為［ζ］=80MPa。?
由以上兩條可以得出：?
A≥N/［ζ］=39.51cm?2（滿足規(guī)范要求）?
立柱選擇?
立柱荷載?
橫向平臺型鋼主要承載預(yù)埋件重量、預(yù)埋件重量吊裝時(shí)的沖擊荷載、施工活荷載和橫向型鋼平臺自重。?
橫向平臺型鋼荷載G´≥G+1.2*A*L(型鋼平臺長度)=409.1KN?
其中：L為型鋼平臺長度，本案中取L=2.5m。?
4.2.3立柱型鋼截面積計(jì)算。?
立柱總荷載為大于409.1KN，最大剪應(yīng)力荷載按大于409.1KN計(jì)算；依《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003第5.1.1條，軸心受壓構(gòu)件的應(yīng)力控制按下式計(jì)算：?
σ=N/An≤［σ］，An為凈截面面積?
依《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10002.2-2005第3.2.1條，Q235qD鋼軸向受壓允許應(yīng)力為fmax=135MPa。?
由此可計(jì)算：An≥N/fmax=30.303cm?2（滿足規(guī)范要求）?
其中An計(jì)算值，應(yīng)在平臺自重確定后重新依據(jù)本工計(jì)算立柱的最小截面積。?
4.2.4驗(yàn)算。
平臺：20*11.9=238cm?2>39.51cm?2（滿足規(guī)范和計(jì)算要求）
立柱：6*18.1=108.6cm?2>64.93cm?2（滿足規(guī)范和計(jì)算要求，根據(jù)平臺重量校正后）。
5.結(jié)論?
5.1勁性骨架在使用中必須選擇可靠地傳力路徑。?
5.2勁性骨架材料應(yīng)選擇與混凝土接觸良好的型鋼，盡可能避免使用鋼管。?
5.3必要時(shí)在勁性骨架上焊接剪力釘或四周不住防裂鋼筋。
參考文獻(xiàn)
［1］《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10002.2～99.
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,高層建筑, 概念
Abstract: building type and function more and more complicated, the number of high-rise building increasing, the structure of the high-rise building system is also more and more complex, designing high-rise building structure engineering design has become difficult and key. High-rise building structure design is in high-rise building characteristics of the structure design, and to meet safety, applicable, durable, economic and feasible construction, at the request of the provisions of the relevant design according to the standard of building structures overall layout, technical and economic analysis, calculation, structure and drawing work, and seek optimization process.
Keywords: structure design, high buildings, the concept
中圖分類號：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
高層建筑目前在我們的城市建設(shè)當(dāng)中所占的比例是越來越大，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的變化也越來越多，很多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設(shè)中。建筑類型與功能越來越復(fù)雜，高層建筑的數(shù)量日漸增多，高層建筑的結(jié)構(gòu)體系也是越來越多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。面對如此形勢，應(yīng)該把高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放在首位加以研究。
1我國的高層結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展
1.1鋼材的國產(chǎn)化 國內(nèi)鋼鐵企業(yè)根據(jù)我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，制訂我國第一部高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》(YB 4104-2000)，比目前仍在實(shí)施的《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/ T1591-94)又前進(jìn)了一步，其性能指標(biāo)優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。
1.2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)國產(chǎn)化 國家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)等有關(guān)高層建筑最大高度和最大高寬比的規(guī)定，在一般情況下，應(yīng)遵守規(guī)范的規(guī)定，否則應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)論證或試驗(yàn)研究。建設(shè)部第111號令《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》和建質(zhì)[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》，對加強(qiáng)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制意義重大，具有可操作性。
1.3高層及超高層結(jié)構(gòu)體系 對于高層建筑的劃分，建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范沒有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)定，一般認(rèn)為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過100m為超高層建筑。
對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框—筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。
2如何做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)
首先是進(jìn)行結(jié)構(gòu)單個(gè)構(gòu)件內(nèi)力和配筋計(jì)算。計(jì)算結(jié)構(gòu)不超筋，并不表示構(gòu)件初始設(shè)置的截面和形狀合理，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)進(jìn)行構(gòu)件截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，使構(gòu)件在保證受力要求的條件下截面的大小和形狀合理，并節(jié)省材料。因?yàn)闃?gòu)件截面的大小直接影響到結(jié)構(gòu)的剛度，從而對整體結(jié)構(gòu)的周期、位移、地震力等一系列參數(shù)產(chǎn)生影響，不可盲目減小構(gòu)件截面尺寸，使結(jié)構(gòu)整體安全度降低，因此在進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以保證整體結(jié)構(gòu)合理性為前提，在施工圖設(shè)計(jì)階段，還必須滿足規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)具體措施和要求。
2.2做好結(jié)構(gòu)方案的概念設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不能盲目完全信賴和依靠計(jì)算機(jī)，只要高度重視概念設(shè)計(jì)才能設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)與建筑師的方案設(shè)計(jì)是相互協(xié)調(diào)和影響的。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的目的首先是在初步設(shè)計(jì)以前為所設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目設(shè)定一個(gè)總體性的方案，根據(jù)建筑意圖和使用功能的需要，根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄔ鞐l件、材料來源和業(yè)主對資金的使用等多方面因素的要求，使得下一步的設(shè)計(jì)施工和維護(hù)使用都能做到又好、又快、又省。其次，在結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)中還應(yīng)該確定選用一個(gè)合理的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。
2.3選擇合適的基礎(chǔ)方案
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案，設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告，對一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類型。
2.4合理選擇構(gòu)方案
一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總而言之，必須對工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。
3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算與其分析
3.1隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展，計(jì)算機(jī)及其結(jié)構(gòu)程序在結(jié)構(gòu)工程中得到大量地應(yīng)用，每個(gè)設(shè)計(jì)單位都在為徹底甩掉圖板而做努力。結(jié)果給部分結(jié)構(gòu)工程師造成一種錯(cuò)覺，覺得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很簡單，只需遵循規(guī)范、手冊、圖集，等待建筑師給出一個(gè)空間形成的方案（非結(jié)構(gòu)的），使用計(jì)算機(jī)，然后設(shè)法去完成它，自己只不過是一個(gè)東拼西湊的計(jì)算機(jī)畫圖匠而已。這不僅不能有效地運(yùn)用他們的知識、精力和時(shí)間，而且還會與建筑師的交流中產(chǎn)生分歧與矛盾。
3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算階段的內(nèi)容有荷載的計(jì)算、構(gòu)件的試算、內(nèi)力的計(jì)算、構(gòu)件的計(jì)算其中荷載包括外部荷載（例如，風(fēng)荷載，雪荷載，施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等）和內(nèi)部荷載（例如，結(jié)構(gòu)的自重荷載，使用荷載，裝修荷載等等）上述荷載的計(jì)算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)等來進(jìn)行不同工況下的組合計(jì)算。而構(gòu)件的試算是根據(jù)計(jì)算出的荷載值，構(gòu)造措施要求，使用要求及各種計(jì)算手冊上推薦的試算方法來初步確定構(gòu)件的截面。構(gòu)件的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及規(guī)范對構(gòu)件的要求和限制（比如，軸壓比，剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等）來復(fù)核結(jié)構(gòu)試算的構(gòu)件是否符合規(guī)范規(guī)定和要求。如不滿足要求則要調(diào)整構(gòu)件的截面或布置直到滿足要求為止。
關(guān)鍵詞：混凝土柱實(shí)腹鋼梁；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號：U445.47+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1工程概況
某復(fù)合材料廠房建筑面積為1.56萬m2，廠房采用混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)，鋼梁與混凝土柱通過鉸接支座連接。廠房柱高為10m，柱距為6.5m，局部抽柱，廠房柱網(wǎng)為（4x20m）x（30x6.5m）。廠房屋面為結(jié)構(gòu)找坡，坡度3％，廠房共設(shè)置起重量為5t的橋式吊車共8臺，廠房縱向設(shè)置三道柱間支撐。鋼梁采用焊接H型鋼，Q345B,鋼梁主要截面：H600x220x8x12，H（600-780）x220x8x12。該廠房屋面為輕型屋面，廠房外墻為壓型鋼板、保溫板組成的復(fù)合板材。廠房效果圖見圖1。
圖1 廠房效果圖
結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù)：該廠房位于江蘇省鎮(zhèn)江市，建筑物的安全等級為二級；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年；基本風(fēng)壓：0.40kN/m2，地面粗糙度為B類；基本雪壓：0.35kN/m2（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年）；抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)地震加速度為0.15g；建筑場地類別III類；多遇地震場地設(shè)計(jì)特征周期為0.45s；抗震設(shè)防類別為丙類。
2廠房方案比較
本廠房為輕屋蓋廠房，屋面恒載為0.45 kN/m2，考慮到廠房跨度較小為20m，屋面恒載較小，柱距為6.5m?？紤]到項(xiàng)目成本控制，設(shè)計(jì)過程中本廠房進(jìn)行了門式剛架結(jié)構(gòu)和混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)體系的方案比較。門式剛架結(jié)構(gòu)的用鋼量約為55kg/m2，混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)的用鋼量僅為20 kg/m2，混凝土柱為C30鋼筋混凝土336 m3。因此混凝土柱實(shí)腹鋼梁的方案經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)高于門式剛架結(jié)構(gòu)?；炷林鶎?shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)典型剖面圖見圖2。
圖2 實(shí)腹鋼梁典型剖面圖
3廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)為近幾年出現(xiàn)的新的結(jié)構(gòu)形式，我國沒有針對此類結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)規(guī)范。該類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能否按照《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)，能否按照上述規(guī)程選取設(shè)計(jì)參數(shù)。
1. 鋼梁腹板的高厚比控制
《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》6.1.1.1條規(guī)定鋼梁的腹板高厚比不應(yīng)大于250（235/fy）1/2，設(shè)計(jì)鋼梁截面為H（600-780）x220x8x12，鋼梁腹板最大高厚比為94.5，滿足《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，但不滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》?；炷林鶎?shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)嚴(yán)格意義上不能按照門式剛架體系進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2010版）9.2.14第2款，輕型屋蓋廠房，塑性耗能區(qū)板件的寬厚比限值可根據(jù)其承載力的高低按性能目標(biāo)確定。參考?xì)W、日、美等國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，根據(jù)實(shí)際工程的計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，可采用性能化設(shè)計(jì)按照“高延性、低彈性承載力”和“低延性、高彈性承載力”的抗震思路來確定板件的寬厚比，即當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力均滿足高承載力（兩倍多遇地震作用下的承載力，γGSGE+γEh2SE≤R/γRE）時(shí)，可采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》彈性設(shè)計(jì)階段的板件寬厚比要求進(jìn)行控制?；炷林鶎?shí)腹鋼梁體系設(shè)計(jì)過程中需要按兩倍多遇地震組合進(jìn)行計(jì)算，鋼梁應(yīng)力在兩倍多遇地震組合作用下應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過計(jì)算該復(fù)材廠房鋼梁應(yīng)力比為0.91，滿足設(shè)計(jì)要求，因此可按鋼結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)階段板件高厚比控制。
針對輕型屋蓋結(jié)構(gòu)的混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)，屋面荷載較小，地震作用小，同時(shí)實(shí)腹鋼梁不是抗側(cè)力構(gòu)件。需對該結(jié)構(gòu)體系的鋼梁進(jìn)行兩倍多遇地震組合的補(bǔ)充計(jì)算。綜上，混凝土鋼梁結(jié)構(gòu)廠房實(shí)腹鋼梁的高厚比控制，應(yīng)該綜合考慮屋面荷載大小，設(shè)防烈度情況以及鋼梁的跨度。
2. 超長廠房溫度伸縮縫的設(shè)置
本工程主廠房排架結(jié)構(gòu)長度195m，超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.1.1條100m的要求。但考慮廠房外墻為壓型鋼板、保溫板組成的復(fù)合板材，設(shè)計(jì)過程中我們在廠房縱向未設(shè)置溫度縫。設(shè)計(jì)中對廠房柱縱向溫度的作用進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)溫度計(jì)算結(jié)果增大柱弱軸方向縱向受力配筋的配置。
3. 混凝土柱頂縱向系桿的設(shè)置
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》9.1.24條規(guī)定，8度時(shí)跨度不小于18m的多跨廠房中柱和9度時(shí)多跨廠房各柱，柱頂宜設(shè)置通長水平壓桿，此壓桿可與梯形屋架支座處通長水平系桿合并設(shè)置。該廠房位于江蘇省鎮(zhèn)江市，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)中采用鋼梁間壓桿兼做柱頂壓桿，鋼梁間壓桿標(biāo)高比柱頂標(biāo)高高380mm，用梁間壓桿兼作柱頂壓桿滿足規(guī)范要求。當(dāng)廠房設(shè)防烈度為8度及以上時(shí)，柱頂設(shè)置壓桿會使結(jié)構(gòu)體系整體性增強(qiáng)，有利于結(jié)構(gòu)抗震。
4結(jié)論
混凝土柱實(shí)腹鋼梁結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性能較好，適宜于中等跨度、輕型屋面、地震烈度較低地區(qū)的工業(yè)廠房。該類廠房設(shè)計(jì)實(shí)腹鋼梁腹板高厚比要求除應(yīng)滿足《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求外，鋼梁應(yīng)進(jìn)行兩倍多遇地震組合作用下的補(bǔ)充計(jì)算。對于輕質(zhì)外墻的廠房，當(dāng)廠房縱向長度較長時(shí)，可以通過增強(qiáng)鋼筋混凝土柱弱軸兩側(cè)鋼筋的方法抵抗廠房的縱向溫度應(yīng)力，以實(shí)現(xiàn)廠房縱向不設(shè)置溫度縫的目的。
參 考 文 獻(xiàn)：
[1] GB50011-2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[s].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010。
[2] GB 50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[s].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010。
[3] CECS 102：2002門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程
[4] GB50010-2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[s].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010。
作者介紹：姓名 徐清奎
工作單位 中國航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性，可靠，失穩(wěn)。
中圖分類號：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)具有和強(qiáng)度問題不同的特點(diǎn)，在以往的設(shè)計(jì)中，遇到的問題多是小型鋼平臺，因荷載較小，高度較低，只要滿足強(qiáng)度要求，一般不會失穩(wěn)。在近幾年的接觸的工業(yè)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，認(rèn)識到保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定及其構(gòu)件自身的穩(wěn)定是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中極其重要的內(nèi)容。
經(jīng)過查閱大量鋼結(jié)構(gòu)資料，對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)建立起了明確概念，認(rèn)為保證鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定主要包括三方面的原則。
1. 鋼結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)考慮各個(gè)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性要求。
目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計(jì)的，如桁架和框架都是如此。保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出現(xiàn)平面外失穩(wěn)，需要通過結(jié)構(gòu)整體布置來解決，亦即設(shè)置必要的支撐構(gòu)件。這就是說，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面外穩(wěn)定計(jì)算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致。例如，大跨度過路管架，一般需要做成桁架的型式，而用PKPM進(jìn)行桁架的設(shè)計(jì)時(shí)，一般只是拿出桁架的一榀來進(jìn)行平面內(nèi)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算，桁架的平面外穩(wěn)定則需要通過在上下弦分別加設(shè)鋼橫梁及水平支撐來保證。
2．結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡圖相一致。
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中很大一部分條文都與穩(wěn)定問題有關(guān)，遵循這些條文規(guī)定，對防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，當(dāng)然是必不可少的。然而，僅按規(guī)范條文來處理穩(wěn)定問題還很不夠，我們尚需對條文的規(guī)定有一定深度理解，并且各種因素對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件穩(wěn)定性能的影響也應(yīng)進(jìn)行考慮。結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡圖相一致，這對框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要。
在設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定性分析，而是代之以框架柱的穩(wěn)定性計(jì)算。在采用這種方法時(shí)，計(jì)算框架柱穩(wěn)定時(shí)，用到的柱計(jì)算長度系數(shù)μ，自應(yīng)通過框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計(jì)算等效于框架穩(wěn)定計(jì)算，然而，實(shí)際框架多種多樣，而設(shè)計(jì)中為了簡化計(jì)算工作，需要設(shè)定一些典型條件?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對單層和多層框架給出的長度系數(shù)μ采用了五條基本假定，其中，包括：“框架中所有柱子是同時(shí)喪失穩(wěn)定的，即各柱同時(shí)達(dá)到其臨近荷載。”按照這條假定，框架各柱的穩(wěn)定參數(shù)應(yīng)保持常數(shù)。對于最簡單的單層單跨框架來說，就是以對稱框架作為典型框架。如果結(jié)構(gòu)不對稱，或者荷載不對稱，甚至二者都不對稱，柱的實(shí)際計(jì)算長度將不同于典型框架。在非對稱情況下，以單層單跨框架來說，左柱受力為，右柱受力為，當(dāng)>時(shí)，左柱趨于先失穩(wěn)。但是，左柱失穩(wěn)而側(cè)移時(shí)，必然要帶動(dòng)右柱一起側(cè)移，而右柱這時(shí)還未達(dá)臨界狀態(tài)，必將對側(cè)移起阻止作用，從而使左柱推遲失穩(wěn)。這就是說，框架失穩(wěn)是結(jié)構(gòu)的總體問題。由于整體性，左柱得到右柱的支持，它的計(jì)算長度系數(shù)小于規(guī)范給出的數(shù)值。另一方面，右柱要對左柱提供約束，它的任務(wù)加重，計(jì)算長度系數(shù)大于規(guī)范給出的數(shù)值，其結(jié)果是兩根相同的柱在不同荷載作用下，同時(shí)失穩(wěn)。非對稱的單層單跨框架的計(jì)算長度系數(shù)可以由把規(guī)范給出的μ系數(shù)乘以一個(gè)修正系數(shù)的辦法來獲得。
對單層多跨等高框架來說，φ為常數(shù)，相當(dāng)于各柱的P/I相同，圖1所示各柱的不相同的框架，按規(guī)范算得的各柱的μ系數(shù)就不能完全反映框架失穩(wěn)的實(shí)際情況，需要作出適當(dāng)?shù)男拚?。簡化的修正方法是，對按?guī)范得出的系數(shù)乘以修正系數(shù)β，從而得出各柱的計(jì)算長度系數(shù) 式中
P1 P2 P3
I1I2I3
圖1 參數(shù)Φ不同的單層框架
多層框架在柱φ不相等時(shí)也有μ系數(shù)修正問題，框架計(jì)算簡圖和實(shí)用方法所依據(jù)的簡圖不一致的情況，還有搖擺柱的框架，這種情況若按規(guī)范μ系數(shù)計(jì)算都會導(dǎo)致不安全的后果。
3.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算必須相互配合。
結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)相符，對要求傳遞彎矩和不要求傳遞彎矩的節(jié)點(diǎn)連接，應(yīng)分別賦予它足夠的剛度和柔度，當(dāng)涉及穩(wěn)定性能時(shí)，構(gòu)造上時(shí)常有不同于強(qiáng)度的要求或特殊考慮。對簡支粱就抗彎強(qiáng)度來說，對不動(dòng)鉸支座的要求僅僅是阻止位移，同時(shí)允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而在處理梁整體穩(wěn)定時(shí)上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止粱繞縱軸扭轉(zhuǎn)，同時(shí)允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和梁端截面自由翹曲，以符合穩(wěn)定分析所采取的邊界條件。支座采用端板式，上翼緣有窄板連于支承結(jié)構(gòu)，從而有效防止扭轉(zhuǎn)。為了使梁端在自身平面內(nèi)少受約束，可以把窄板的螺栓孔做成長圓型。梁端雖有端板，對該截面翹曲的約束作用不大。高度不大的梁端加勁肋能夠有效防止梁端的扭轉(zhuǎn)，可以省去上翼緣的連接板。但是，既無上翼連接板又無端加勁肋，梁產(chǎn)生側(cè)移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，梁端不能保持不扭，則梁的整體穩(wěn)定承載能力要比按規(guī)范系數(shù)算地要低?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)范在第4.2.1和第4.2.2條都注明“應(yīng)采取措施以防止梁端截面的扭轉(zhuǎn)”。
正確進(jìn)行梁整體穩(wěn)定計(jì)算，涉及的構(gòu)造問題很多?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)范所規(guī)定的整體穩(wěn)定系數(shù)適用于等截面的梁包括簡支梁和懸臂梁。因此，凡截面變化的梁和端部（或其他部位）有削弱的梁規(guī)范的系數(shù)系數(shù)都不適用。從梁的抗彎強(qiáng)度來說，當(dāng)彎矩圖變化時(shí)梁截面可以相應(yīng)變化，但是，如果設(shè)計(jì)時(shí)是梁整體穩(wěn)定控制截面，則梁截面不宜變化。