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本文目錄一覽：
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- 2、輕型鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子書txt全集下載
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- 4、寫字樓設計的鋼結(jié)構(gòu)應該怎樣做？
- 5、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊絕版了，是不適用了還是要出第四版？
- 6、鋼構(gòu)人必讀——鋼結(jié)構(gòu)住宅設計的幾點總結(jié)，一般人還不知道
初學鋼結(jié)構(gòu)圖紙,應買什么樣的鋼構(gòu)圖集合適
（一）圖集 1.08CG03輕型鋼結(jié)構(gòu)設計實例（國家建筑標準設計參考圖）2.06SG515-1輕型屋面梯形鋼屋架（圓鋼管、方鋼管）06SG515-2輕型屋面梯形鋼屋架（剖分T型鋼弦桿）06SG517-1輕型屋面三角形鋼屋架（圓鋼管、方鋼管）06SG517-2輕型屋面三角形鋼屋架（剖分T型鋼弦桿）08SG510-1輕型屋面*行弦鋼屋架（圓鋼管、方鋼管）3.門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)（2004年局部修改版）［02（04）SG518-1］該圖集為 門式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子版的第一分冊---單跨無吊車門式剛架異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子版，適用于單層廠房、展 覽廳、倉庫、體育建筑等。其包括的門式剛架的跨度為： 12m、15m、18m、21m、24m、27m、30m、33m、33m、36m異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子版，共十種異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子版；根據(jù)不同的跨度選用 異形鋼結(jié)構(gòu)設計手冊電子版了不同的柱距、肩高和坡度，其中柱距為： 6m、7.5m編制單位：中國建筑標準設計研究所4?多、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造詳圖（含 2004年局部修改版）［01SG519、01（04）SG519］編制單位：中國建筑標準設計研究所（二）工具書1?羅邦富,魏明鐘，沈祖炎,陳明輝?鋼結(jié)構(gòu)設計手冊（第二版）?中國建筑工業(yè)出版社,1989有傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)方面的豐富資料?另有同名上下冊較新版本?2.李和華.鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊.中國建筑工業(yè)出版社，1992有*面屋蓋、網(wǎng)架和多高層等的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的詳細設計內(nèi)容。
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鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和框架的*面內(nèi)穩(wěn)定.pdf
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鋼結(jié)構(gòu)設計：方法與例題
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高層建筑結(jié)構(gòu)設計和計算
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寫字樓設計的鋼結(jié)構(gòu)應該怎樣做？
鋼結(jié)構(gòu)設計簡單步驟和設計思路
（一)判斷結(jié)構(gòu)是否適合用鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。直觀的說：大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉棚、工廠、住宅和臨時建筑等。這是和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點相一致的。
（二）結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
此處僅簡單介紹。 詳請參考相關專業(yè)書籍。由于結(jié)構(gòu)選型涉及廣泛,做結(jié)構(gòu)選型及布置應該在經(jīng)驗豐富的工程師指導下進行。
在鋼結(jié)構(gòu)設計的整個過程中都應該被強調(diào)的是“概念設計”,它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要。對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細部措施。運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運算。同時，它也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。（無論結(jié)構(gòu)軟件如何強大，扎實的結(jié)構(gòu)概念和力學分析，及可靠的手算能力，才是過硬的素質(zhì)。）
鋼結(jié)構(gòu)通常有框架、*面(木行)架、網(wǎng)架（殼）、索膜、輕鋼、塔桅等結(jié)構(gòu)型式。
其理論與技術大都成熟。亦有部分難題沒有解決,或沒有簡單實用的設計方法，比如網(wǎng)殼的穩(wěn)定等。
結(jié)構(gòu)選型時，應考慮它們不同的特點。在輕鋼工業(yè)廠房中，當有較大懸掛荷載或移動荷載，就可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架。屋面上雪壓大的地區(qū)，屋面曲線應有利于積雪滑落（切線50度內(nèi)需考慮雪載），如亞東水泥廠石灰石倉棚采用三心圓網(wǎng)殼。總雪載釋放近一半。降雨量大的地區(qū)相似考慮。建筑允許時，在框架中布置支撐會比簡單的節(jié)點剛接的框架有更好的經(jīng)濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構(gòu)件受拉為主的懸索或索膜結(jié)構(gòu)體系。高層鋼結(jié)構(gòu)設計中，常采用鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，在地震烈度高或很不規(guī)則的高層中，不應單純?yōu)榱私?jīng)濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。宜選擇周邊巨型src柱，核心為支撐框架的結(jié)構(gòu)體系。我國半數(shù)以上的此類高層為前者。對抗震不利。（把受力單元盡可能的向結(jié)構(gòu)外圍布置，是充分利用材料性能的關鍵，就像中空的竹子一樣，所以外強內(nèi)弱很重要。）
結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征,荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般的說要剛度均勻。力學模型清晰。盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍,使其以最直接的線路傳遞到基礎。柱間抗側(cè)支撐的分布應均勻。其形心要盡量靠近側(cè)向力(風震)的作用線。 否則應考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。 結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應有多道防線。比如有支撐框架結(jié)構(gòu),柱子至少應能單獨承受1/4的總水*力。
框架結(jié)構(gòu)的樓層*面次梁的布置,有時可以調(diào)整其荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會使主梁截面加大，減少了樓層凈高,頂層邊柱也有時會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。
（三）預估截面
結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。
鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接h型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按l/b限值確定時，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復雜計算，這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預估。
柱截面按長細比預估。 通常50λ150,簡單選擇值在100附近。根據(jù)軸心受壓、雙向受彎或單向受彎的不同,可選擇鋼管或h型鋼截面等。
初學者需注意，對應不同的結(jié)構(gòu)，規(guī)范中對截面的構(gòu)造要求有很大的不同。如鋼結(jié)構(gòu)所特有的組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定問題。在普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。
除此之外，構(gòu)件截面形式的選擇沒有固定的要求，結(jié)構(gòu)工程師應該根據(jù)構(gòu)件的受力情況，合理的選擇安全經(jīng)濟美觀的截面。
（四）結(jié)構(gòu)分析
目前鋼結(jié)構(gòu)實際設計中,結(jié)構(gòu)分析通常為線彈性分析,條件允許時考慮p－Δ,p－δ。
新近的一些有限元軟件可以部分考慮幾何非線性及鋼材的彈塑性能。這為更精確的分析結(jié)構(gòu)提供了條件。并不是所有的結(jié)構(gòu)都需要使用軟件:
典型結(jié)構(gòu)可查力學手冊之類的工具書直接獲得內(nèi)力和變形。
簡單結(jié)構(gòu)通過手算進行分析。
復雜結(jié)構(gòu)才需要建模運行程序并做詳細的結(jié)構(gòu)分析。
（五）工程判定
要正確使用結(jié)構(gòu)軟件，還應對其輸出結(jié)果的做“工程判定”。比如，評估各向周期、總剪力、變形特征等。根據(jù)“工程判定”選擇修改模型重新分析,還是修正計算結(jié)果。
不同的軟件會有不同的適用條件。初學者應充分明了。此外,工程設計中的計算和精確的力學計算本身常有一定距離, 為了獲得實用的設計方法,有時會用誤差較大的假定, 但對這種誤差, 會通過"適用條件、概念及構(gòu)造"的方式來保證結(jié)構(gòu)的安全。鋼結(jié)構(gòu)設計中,“適用條件、概念及構(gòu)造”是比定量計算更重要的內(nèi)容。
工程師們不應該過分信任與依賴結(jié)構(gòu)軟件。美國一位學者曾警告說：“誤用計算機造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災難只是一個時間的問題?！?/p>
注重概念設計和工程判定是避免這種工程災難的方法。
（六）構(gòu)件設計
構(gòu)件的設計首先是材料的選擇。 比較常用的是q235(類似a3)和q345(類似16mn)。 通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。經(jīng)濟考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。 當強度起控制作用時,可選擇q345; 穩(wěn)定控制時,宜使用q235。
構(gòu)件設計中,現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截面。這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算的彈性方法并不匹配。
當前的結(jié)構(gòu)軟件,都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術的進步,一些軟件可以將驗算時不通過的構(gòu)件，從給定的截面庫里選擇加大一級。并自動重新分析驗算，直至通過，如sap2000等。這是常說的截面優(yōu)化設計功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。但是，初學者至少應注意兩點：
1、軟件在做構(gòu)件(主要是柱)的截面驗算時,計算長度系數(shù)的取定有時會不符合規(guī)范的規(guī)定。目前所有的程序都不能完全解決這個問題。所以,尤其對于節(jié)點連接情況復雜或變截面的構(gòu)件,結(jié)構(gòu)師應該逐個檢查。
2、當上面第(三)條中預估的截面不滿足時，加大截面應該分兩種情況區(qū)別對待。
(1) 強度不滿足,通常加大組成截面的板件厚度，其中,抗彎不滿足加大翼緣厚度，抗剪不滿足加大腹板厚度。
(2) 變形超限，通常不應加大板件厚度，而應考慮加大截面的高度，否則，會很不經(jīng)濟。
使用軟件的前述自動加大截面的優(yōu)化設計功能，很難考慮上述強度與剛度的區(qū)分，實際上，常常并不合適。
（七）節(jié)點設計
連接節(jié)點的設計是鋼結(jié)構(gòu)設計中重要的內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前,就應該對節(jié)點的形式有充分思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是,最終設計的節(jié)點與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致,這必須避免。按傳力特性不同,節(jié)點分剛接,鉸接和半剛接。初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者。常用的參考書[2]有豐富的推薦的節(jié)點做法及計算公式。
連接的不同對結(jié)構(gòu)影響甚大。比如,有的剛接節(jié)點雖然承受彎矩沒有問題,但會產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)動, 不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定。會導致實際工程變形大于計算數(shù)據(jù)等的不利結(jié)果。
連接節(jié)點有等強設計和實際受力設計兩種常用的方法, 初學者可偏安全選用前者。設計手冊中通常有焊縫及螺栓連接的表格等供設計者查用,比較方便。也可以使用結(jié)構(gòu)軟件的后處理部分來自動完成。
具體設計主要包括以下內(nèi)容:
1、焊接: 對焊接焊縫的尺寸及形式等,規(guī)范有強制規(guī)定,應嚴格遵守。 焊條的選用應和被連接 金屬材質(zhì)適應。e43對應q235,e50對應q345。 q235與q345連接時,應該選擇低強度的e43,而不是e50。
焊接設計中不得任意加大焊縫。 焊縫的重心應盡量與被連接構(gòu)件重心接近。其他詳細內(nèi)容可查規(guī)范關于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定。
2、栓接:
鉚接形式,在建筑工程中，現(xiàn)已很少采用。
普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結(jié)構(gòu)部位使用。
高強螺栓,使用日益廣泛。常用8.8s和10.9s兩個強度等級。根據(jù)受力特點分承壓型和摩擦型。兩者計算方法不同。高強螺栓最小規(guī)格m12。常用m16～m30。 超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定,設計中應慎重使用。
自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要連接。 國外在低層墻板式住宅中,也常用于主結(jié)構(gòu)的連接。
3、連接板: 可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm。 然后驗算凈截面抗剪等。
4、梁腹板: 應驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪。承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓。
5、節(jié)點設計必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等。構(gòu)件運到現(xiàn)場無法安裝是初學者長犯的錯誤。此外，還應盡可能使工人能方便的進行現(xiàn)場定位與臨時固定。
6、節(jié)點設計還應考慮制造廠的工藝水*。 比如鋼管連接節(jié)點的相貫線的切口需要數(shù)控機床等設備才能完成。
（八）圖紙編制
鋼結(jié)構(gòu)設計出圖分設計圖和施工詳圖兩階段，設計圖為設計單位提供，施工詳圖通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設計圖編制，有時也會由設計單位代為編制。由于近年鋼結(jié)構(gòu)項目增多和設計院鋼結(jié)構(gòu)工程師缺乏的矛盾，有設計能力的鋼結(jié)構(gòu)公司參與設計圖編制的情況也很普遍。
1、設計圖: 是提供制造廠編制施工詳圖的依據(jù)。深度及內(nèi)容應完整但不冗余。在設計圖中,對于設計依據(jù)、荷載資料（包括地震作用）、技術數(shù)據(jù)、材料選用及材質(zhì)要求、設計要求（包括制造和安裝、焊縫質(zhì)量檢驗的等級、涂裝及運輸?shù)龋⒔Y(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面選用以及結(jié)構(gòu)的主要節(jié)點構(gòu)造等均應表示清楚，以利于施工詳圖的順利編制，并能正確體現(xiàn)設計的意圖。主要材料應列表表示。
2、施工詳圖:又稱加工圖或放樣圖等。深度須能滿足車間直接制造加工。不完全相同的另構(gòu)件單元須單獨繪制表達，并應附有詳盡的材料表。
設計圖及施工詳圖的內(nèi)容表達方法及出圖深度的控制，目前比較混亂，各個設計單位之間及其與鋼結(jié)構(gòu)公司之間不盡相同。初學者可參考他人的優(yōu)秀設計并參考相關的工具書，并依據(jù)規(guī)范規(guī)定編制。
鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊絕版了，是不適用了還是要出第四版？
原鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設計手冊應該要出新版了，因為新的鋼結(jié)構(gòu)設計標準已經(jīng)頒布實施了，一些新的設計方法和理論已經(jīng)在新標準中推出和應用，相應的，與之配套的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設計手冊也需要更新。
鋼構(gòu)人必讀——鋼結(jié)構(gòu)住宅設計的幾點總結(jié)，一般人還不知道
從設計角度分析鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的特點，介紹異型鋼柱住宅項目的設計思路。針對框架結(jié)構(gòu)采用不同阻尼比、基礎方案等問題進行數(shù)據(jù)對比分析；總結(jié)設計中常見問題注意事項；對設計標準提出不同意見。
一、鋼結(jié)構(gòu)住宅體系選擇
從已建成的鋼結(jié)構(gòu)住宅來看，主要有：
1）薄壁型鋼組合墻板形式；
2）純框架形式；
3）框架支撐形式；
4）型鋼混凝土組合形式；
5）鋼框架－混凝土抗震墻形式等等。
這些結(jié)構(gòu)形式各有特點，其中薄壁型鋼組合墻板形式特別適宜定型產(chǎn)品，其體系是從墻板結(jié)構(gòu)演變而來，即將薄壁型鋼柱構(gòu)件按大約600mm 的間距布置形成豎向承重結(jié)構(gòu)、型鋼間設支撐系統(tǒng)以抵抗水*力，樓板根據(jù)豎向型鋼的位置布置成密肋支撐結(jié)構(gòu)，因上部結(jié)構(gòu)為類墻板結(jié)構(gòu)，其基礎根據(jù)受力情況設成條形基礎，對地基要求不高。
薄壁型鋼組合墻板住宅受密布結(jié)構(gòu)的影響，對開間、門窗洞口、挑出構(gòu)件尺寸均有一定限制。
后面幾種形式可以滿足多高層住宅設計要求，但從使用的角度都存在一個共同問題，即梁柱突出對住宅內(nèi)部觀感的影響。
住宅相對于其它建筑有其特殊性，辦公、廠房可以采用較為固定柱網(wǎng)，層高也較高，其梁柱所占空間給人的感觀是適宜的，柱網(wǎng)規(guī)則有利于梁的布置。
相反住宅是一個變化多端的產(chǎn)品，根據(jù)建筑的要求，很少布置出規(guī)則的柱網(wǎng)，房內(nèi)開間相對較小、變化較多，不利于鋼框架布置。
由于鋼材的特點，它在住宅中只能形成框架體系或桁架體系，可以說框架體系如果適用于普通住宅，鋼框架必然有其大顯身手的地方，普通框架結(jié)構(gòu)不能解決住宅應用問題的話，常規(guī)鋼框架體系在普通住宅中應用也有相似的弱點。
受短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，筆者在鋼結(jié)構(gòu)住宅設計中將鋼柱設計成異型柱形式，以配合建筑變化的要求，圖1 是兩種異型鋼柱截面，根據(jù)建筑墻體厚度減去面層厚度來設定翼緣寬度，框架梁與異型鋼柱各個方向的翼緣剛接，圖2 為相應的節(jié)點連接詳圖。
異型鋼柱示意圖
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異型鋼柱梁柱節(jié)點詳圖
某住宅項目三層樣板間設計成異型鋼柱純框架結(jié)構(gòu)，建筑采用砌塊隔墻，建成后外部及室內(nèi)觀感均令人滿意，與該住宅成品（混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)）實際效果一致，下圖是樣板間實景。
在工業(yè)廠房設計中經(jīng)常采用異型鋼柱，采用排架受力體系時，異型鋼柱經(jīng)常設計成雙軸對稱或主受力方向單軸對稱，廠房縱向采用支撐系統(tǒng)抵抗縱向水*力，系桿、支撐構(gòu)件多連接于異型柱弱軸形心軸上，這樣在結(jié)構(gòu)概念設計及采用桿系軟件計算容易處理。
住宅中應用異型鋼柱與廠房設計還是有很大區(qū)別的，下圖是廠房梁柱連接方式與住宅梁柱連接方式的簡單比較
可以看出在住宅中，梁柱的截面形心軸不在同一位置上，不符合常規(guī)設計理念，在采用桿系軟件計算時無法解決偏軸問題。
盡管如此，與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)相比，筆者認為異型柱是在原來較大的矩形框架柱截面或整片混凝土墻修改為的截面面積較小的異型截面，相應地也減少了截面特性，而異型鋼柱是在一個工字鋼截面上增加一個T型截面，相應地是增加了弱軸方向的截面特性，特別是將鋼梁與鋼柱弱軸的剛性連接節(jié)點轉(zhuǎn)化為與柱翼緣連接，優(yōu)于常見設計中工字鋼柱在弱軸方向設外伸連接板的剛性連接，加強了工字鋼柱弱軸穩(wěn)定，對結(jié)構(gòu)安全是很有利的。
一般認為工字鋼柱弱軸剛性連接不可靠，所以在很多構(gòu)造手冊上建議在弱軸采用鉸接框架加支撐體系或者采用鋼管柱設計方案，抗震規(guī)范“柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時，宜采用箱形截面。當僅在一個方向剛接時，宜采用工字形截面，并將柱腹板置于剛接框架*面內(nèi)?！?/p>
規(guī)范中雖然沒有明確說不可采用工字鋼柱弱軸與鋼梁剛接，但根據(jù)抗震規(guī)范節(jié)點抗震承載力驗算要求，弱軸連接一般是無法滿足相關條款要求的。
異型工字鋼柱相比箱形柱的節(jié)點加工容易、施工方便節(jié)約鋼材，相比框架支撐體系減少了支撐部分的設置，從應用角度可靈活用于住宅墻體中，滿足建筑師對住宅內(nèi)無外露結(jié)構(gòu)構(gòu)件的要求。
筆者認為異型鋼柱在結(jié)構(gòu)分析中存在以下問題：
1)異型鋼柱全截面受力情況分析，這里主要指在弱軸上增加 T 型構(gòu)件，是否就相應的增加了這部分的截面特性，包括 T 型構(gòu)件偏軸遠近的影響，筆者認為鋼柱類型不同，截面特性增加比例也會不同；
2)異型鋼柱局部穩(wěn)定性計算，這點可以參考規(guī)范中柱板件寬厚比進行控制；
3)梁柱節(jié)點與鋼柱形心軸偏離時整體受力分析，采用普通桿系計算軟件是不能解決這個問題的。理想的計算模型應該采用有限元整體建模方式進行內(nèi)力分析， 可以解決上述問題，但建模工作量太大了。
筆者在設計中根據(jù)以下幾個原則來確定柱截面：
1）按方鋼管柱方案進行結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)計算應力比結(jié)果接近 0.9 的情況，選定框架梁截面尺寸，根據(jù)方鋼管截面特性初選 X,Y 方向上工字鋼截面,計算時不考慮腹板作用，初步確定異型柱截面；
2）按工字鋼柱方案進行結(jié)構(gòu)分析，異型柱 T 型構(gòu)件布置方向，設柔性支撐代替異型柱中 T 型構(gòu)件在工字鋼弱軸上的剛度影響，按有側(cè)移鋼框架計算，調(diào)整異型鋼柱中工字鋼截面尺寸；完成后調(diào)整工字鋼及柔性支撐布置方向，驗算 T 型構(gòu)件與工字鋼腹板組成的工字鋼截面尺寸；
3）根據(jù)上一步建立的模型，選取工字鋼強軸所在的單榀框架進行抗震驗算，只參考工字柱強軸應力計算結(jié)果，檢驗異型柱單向受力是否滿足；
4）根據(jù)上述計算結(jié)果，手工核算梁柱節(jié)點處抗震承載能力，基礎設計時考慮偏軸引起的附加彎矩；
5）以普通工字鋼柱和方鋼管柱按無支撐框架體系分別進行正常設計，其中鋼梁按設計所選截面計算，根據(jù)合適的計算結(jié)果，統(tǒng)計鋼柱用鋼量以控制異型柱用鋼量的上下限。
上述方法沒有可依據(jù)的計算公式及條文，對偏軸引起的附加彎矩對整體的影響沒有更多處理，這也是筆者只在二三層住宅設計中應用，沒在更高的工程里使用異型鋼柱的原因。筆者提出異型鋼框架方案，希望得到大家的批評指正。
二、設計細節(jié)的問題
1、 整體計算時選取合適的結(jié)構(gòu)阻尼比根據(jù)抗震規(guī)范要求，除專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應取0.05，當阻尼比不等于0.05時，地震影響系數(shù)曲線應進行修正，鋼結(jié)構(gòu)相關阻尼比選取值見表 1。
表 1 不同結(jié)構(gòu)阻尼比應用值
從表 1 中數(shù)據(jù)可以看出，不同的鋼結(jié)構(gòu)體系有不同的地震影響系數(shù)，如果在結(jié)構(gòu)分析時錯誤選擇阻尼比對設計結(jié)果會產(chǎn)生較大影響,其中鋼管混凝土和鋼-砼混合結(jié)構(gòu)由于是兩種材料共同作用，在選取阻尼比時，應根據(jù)兩種材料應用比例綜合考慮阻尼比，結(jié)構(gòu)整體剛度越柔，阻尼比選值越低。
2、剛接柱腳設計
常見柱腳分埋入式、外包式、外露式。在住宅設計中多采用外露式，相比其它兩種方式，其現(xiàn)場安裝、定位方便。
在設計時應注意，柱腳的剛度是靠底板的彈性變形或塑性變形來實現(xiàn)的，這就意味著整個結(jié)構(gòu)變形包括鋼結(jié)構(gòu)本身變形及底板受拉變形后引起的整體變形，如在分析內(nèi)力時視外露式為剛性柱腳，設計中要考慮層間位移角限值要有一定的富裕，同時應考慮底層鋼柱彎矩反彎點下移引起的柱頂彎矩增大。
根據(jù)節(jié)點設計要求，為保證罕遇地震時不發(fā)生柱腳節(jié)點先于鋼柱破壞，柱腳節(jié)點連接處的極限抗彎承載能力應大于 1.2 倍鋼柱的全塑性受彎承載力（Wpnx·f）才可以，常見設計方法是根據(jù)柱腳反力來確定柱腳螺栓直徑、連接焊縫,這樣只能保證柱腳節(jié)點在多遇地震作用下具有一定強度而不破壞，而柱腳彎矩設計值所需截面抵抗模量一般小于鋼柱本身截面抵抗模量（Wx），以H628X260X10X14 工字鋼為例，1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍，外露式很難保證這項設計要求。
而采用其它兩種柱腳方式在轉(zhuǎn)遞鋼柱內(nèi)力時很容易滿足前項要求，設計中傳力明確、計算容易、構(gòu)造簡單、節(jié)省鋼材。插入式柱腳構(gòu)造相比埋入式更簡單，大部分書籍認為可靠性不如埋入式，建議用于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，不適合高層建筑鋼結(jié)構(gòu)。
筆者認為在多層建筑鋼結(jié)構(gòu)可以采用，因為在許多工業(yè)項目中，單層廠房層高多在 10～30m，廠房內(nèi)設多臺吊車及大量檢修*臺，單柱荷載及地震作用往往大于普通住宅的情況，多層住宅柱腳在概念設計和計算設計都滿足規(guī)范要求的情況下，采用插入式是沒有問題的。新鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范也增加了插入式柱腳的設計和構(gòu)造規(guī)定。
3、樓板設計
樓板有預制樓板、現(xiàn)澆樓板、組合樓板等。采用預制樓板時應考慮預制板由于溫度變化、荷載分布等原因，造成樓板接縫處開裂形成的單側(cè)翼緣附加彎矩影響，即鋼梁*面內(nèi)整體抗彎應力與翼緣*面外抗彎應力雙向組合后要滿足折算應力限值，有些項目將樓板擱置在下翼緣上尤其要注意這個問題。
壓型鋼板組合樓蓋在鋼結(jié)構(gòu)住宅中應用很多，整體分析時要考慮組合板的各向異性對框架梁的影響，包括根據(jù)樓板設置情況確定連續(xù)板或簡支板、傳力路徑是單向還是雙向、組合鋼梁是按強邊還是弱邊組合造成的剛度差異；樓板設計時要避免集中單向布置樓板，使結(jié)構(gòu)體系形成橫向或縱向承重，做到合理布置組合樓板，盡量形成雙向承重結(jié)構(gòu)。
4、梁柱剛性連接設計
梁柱間剛性連接計算可按常用設計法或全截面受彎設計法進行，當鋼梁翼緣的抗彎承載力大于整個截面承載力的 70％時，可采用常用設計法進行設計，小于 70％時，應采用全截面抗彎設計法，在住宅設計中，鋼梁多屬于前者，常用設計法計算原則為翼緣和腹板分別承擔彎矩和剪力，普遍認為計算容易，結(jié)果偏于安全。
事實上根據(jù)多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接節(jié)點的抗震設計和多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性節(jié)點的設計，不做任何處理的將鋼梁與鋼柱進行栓焊等強連接是很難達到強節(jié)點弱桿件的設計要求，對加強式節(jié)點設計有設計及構(gòu)造詳細說明。
具體做法主要有三種方式：梁端翼緣加焊楔形蓋板、梁端底部加腋、犬骨式連接。通過筆者在實際應用后認為，三者都存在增加施工難度的問題。第四種方式：梁端翼緣加寬方式，但在標準圖集中不作為主推形式介紹，當建筑對梁寬沒有要求的情況下，這種連接方式最為實用、便捷。
三、設計標準的問題
1．“輕型”鋼結(jié)構(gòu)概念問題
近年來因“輕型門式剛架房屋”的出現(xiàn)，在許多設計人包括結(jié)構(gòu)設計人員的頭腦中形成一種輕（質(zhì)量）鋼材概念，一遇到附屬建筑設施或看似不重要的結(jié)構(gòu)時就提出用“輕鋼”來解決，卻不注重該部分對主體結(jié)構(gòu)的效應分析，事實上結(jié)構(gòu)概念設計時應清楚，“輕型”實際上是指結(jié)構(gòu)承受相對較輕的荷載，住宅設計中不會因為采用鋼結(jié)構(gòu)而減少荷載使用標準，結(jié)構(gòu)體系無論采用鋼還是混凝土，構(gòu)件效應分析是沒有原則上區(qū)別的。
2．多高層鋼結(jié)構(gòu)設計區(qū)別
根據(jù)規(guī)范有關條文，包括鋼結(jié)構(gòu)抗震調(diào)整系數(shù)，框架柱長細比，框架構(gòu)件寬厚比等控制條款，均以 12 層作為區(qū)分點，因此可以理解為高層鋼結(jié)構(gòu)是指 12 層以上的建筑物。高規(guī)中高層是指 10 層及 10 層以上或房屋高度超過 28m 的建筑，這其中包括混合結(jié)構(gòu)，再參考國外部分國家高層起始高度多設在 25～30 米或 8 至 11 層。
由此看來我國的多層鋼結(jié)構(gòu)適用范圍要高于普通結(jié)構(gòu)，也高于國外標準。多高層鋼結(jié)構(gòu)不僅構(gòu)造不同，相關抗震調(diào)系數(shù)也不同，限值差別太大，在前面表 1 已說明，筆者認為此區(qū)分過于寬泛，舉例說明一下：層高*均 4m，12 層建筑物高度 48米，是高規(guī)中 28 米限值的 1.7 倍，這就產(chǎn)生下面的問題，在混合結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)應按高規(guī)構(gòu)造設計，鋼結(jié)構(gòu)可以按多層構(gòu)造設計，執(zhí)行了兩種標準。
3、《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》
對住宅結(jié)構(gòu)設計指導作用不大新版規(guī)范延續(xù)了工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)設計指導思想，例如在變形允許值按廠房構(gòu)件進行分類，對民用建筑構(gòu)件不做細分；溫度區(qū)段設置要求以排架結(jié)構(gòu)方式進行劃分而不考慮縱橫向承重體系、鋼混組合結(jié)構(gòu)的特點來區(qū)分，特別是強制性條文第 8.1.4 條“結(jié)構(gòu)應根據(jù)其形式、組成和荷載的不同情況，設置可靠的支撐系統(tǒng)。
在建筑物的每一個溫度區(qū)段或分區(qū)建設的區(qū)端中，應分別設置獨立的空間穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)?！睆奈淖稚侠斫?，鋼結(jié)構(gòu)不應該采用無支撐的純框架結(jié)構(gòu)，這顯然與實際應用不符，設置支撐與否應以結(jié)構(gòu)設計需要來確定，根據(jù)條文說明也可以知道這是一個原則規(guī)定，但作為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行值得商榷，民用建筑在使用要求上不同于工業(yè)建筑，包括一些結(jié)構(gòu)體系也存在差異，應區(qū)別對待。
相比其他規(guī)范不斷完善抗震部分內(nèi)容，新版只在總則中提到應符合相關抗震規(guī)范的規(guī)定，似乎抗震設計在鋼結(jié)構(gòu)中并不重要，實際上在北嶺和阪神地震后，國外開始紛紛重視鋼結(jié)構(gòu)抗震設計的研究，國內(nèi)也有很多文章介紹，應該有很多成果可以總結(jié)成文的。我國抗震規(guī)范規(guī)定應根據(jù)抗震設防烈度采取不同的抗震措施，而鋼結(jié)構(gòu)抗震要求卻沒有任何區(qū)別也是不妥的。
四、設計鋼結(jié)構(gòu)住宅應尊重住宅使用的根本要求
鋼結(jié)構(gòu)住宅是今后發(fā)展的一個重要方向，但鋼結(jié)構(gòu)僅僅是建筑中承重體系、服務部分，它不是建筑使用中的主要成分，鋼結(jié)構(gòu)住宅設計首先要遵循住宅建筑設計的一般原則，然后才是發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，單純突出鋼結(jié)構(gòu)而不考慮生活的舒適性、不能滿足人文要求的鋼結(jié)構(gòu)住宅項目是沒有市場的。
對于鋼結(jié)構(gòu)住宅不能因為要推廣鋼材在建筑中的應用而簡單、強行在住宅結(jié)構(gòu)中使用，這樣作對推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅沒有實際意義。相對而言公建、體育場館、工業(yè)廠房等是鋼結(jié)構(gòu)在建筑中最能發(fā)揮其特長的領域，近年來，我們已經(jīng)深刻感覺到這種應用變化。
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