清远宝钢900型压瓦 AZ180镀铝锌板

刚接柱脚设计
常见柱脚分埋入式、外包式、外露式。在住宅设计中多采用外露式，相比其它两种方式，其现场安装、定位方便。在设计时应注意，柱脚的刚度是靠底板的弹性变形或塑性变形来实现的，这就意味着整个结构变形包括钢结构本身变形及底板受拉变形后引起的整体变形，如在分析内力时视外露式为刚性柱脚，设计中要考虑层间位移角限值要有一定的富裕，同时应考虑底层钢柱弯矩反弯点下移引起的柱**弯矩。
根据节点设计要求，为保证罕遇地震时不发生柱脚节点先于钢柱破坏，柱脚节点连接处的极限抗弯承载能力应大于 1.2 倍钢柱的全塑性受弯承载力（Wpnx·f）才可以，常见设计方法是根据柱脚反力来确定柱脚螺栓直径、连接焊缝,这样只能保证柱脚节点在多遇地震作用下具有一定强度而不破坏，而柱脚弯矩设计值所需截面抵抗模量一般小于钢柱本身截面抵抗模量（Wx），以H628X260X10X14 工字钢为例，1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍，外露式很难保证这项设计要求。而采用其它两种柱脚方式在转递钢柱内力时很容易满足前项要求，设计中传力明确、计算容易、构造简单、节省钢材。
插入式柱脚构造相比埋入式较简单，大部分书籍认为可靠性不如埋入式，建议用于单层钢结构厂房，不适合高层建筑钢结构。笔者认为在多层建筑钢结构可以采用，因为在许多工业项目中，单层厂房层高多在 10～30m，厂房内设多台吊车及大量检修平台，单柱荷载及地震作用往往大于普通住宅的情况，多层住宅柱脚在概念设计和计算设计都满足规范要求的情况下，采用插入式是没有问题的。新钢结构规范也增加了插入式柱脚的设计和构造规定。
楼板设计
楼板有预制楼板、现浇楼板、组合楼板、钢筋桁架楼板、叠合楼板等。采用预制楼板时应考虑预制板由于温度变化、荷载分布等原因，造成楼板接缝处开裂形成的单侧翼缘附加弯矩影响，即钢梁平面内整体抗弯应力与翼缘平面外抗弯应力双向组合后要满足折算应力限值，有些项目将楼板搁置在下翼缘上尤其要注意这个问题。压型钢板组合楼盖在钢结构住宅中应用很多，整体分析时要考虑组合板的各向对框架梁的影响，包括根据楼板设置情况确定连续板或简支板、传力路径是单向还是双向、组合钢梁是按强边还是弱边组合造成的刚度差异；楼板设计时要避免集中单向布置楼板，使结构体系形成横向或纵向承重，做到合理布置组合楼板，尽量形成双向承重结构。

角钢的特点是在水平和垂直轴线上都具有良好的力学性能。搂截面形状划分有等边角钢、不等边角钢、不等边不等厚角钢（又称L型钢）。边缘的内角均匀圆角。
　角钢的品种规格是热轧型钢中多的。等边角钢的型号从2号到20号，有20个型号，82种规格。不等边角钢的型号从2.5/1.6到20/12.5，有19个型号，65种规格。这两种角钢的通常长度按型号分为4-12m、4-19m和6-19m.不等边不等厚角钢的型号从L250*90*9*13到L500*120*13.5*35，有11个型号。其通常长度为6-12m。大型角钢广泛应用于厂房、工业建筑、铁路、交通、桥梁、车辆、船舶等大型结构件。中型角钢用于建筑衍架、电力通讯铁塔、井架及其他用途的结构件。小型角钢用于民用建筑、家具、设备制造、支架和框架等。
汽车用断面型钢
　热轧轮辋型钢和挡圈型钢是制造载重汽车车轮的主要原材料。
　轮辋型钢不经热处理和机加工直接经卷圆、焊接、扩径等工序制成轮辋。因此要求钢应具有良好的延伸性能和焊接性能，采用牌号Q235钢生产的轮辋型钢，在加工过程中易出现弯裂、扩裂现象。因此，在Q235钢的基础上，经降低碳、锰含量、缩小碳、硅、锰含量的范围，降低磷、硫含量，提高钢的纯净度，派生出了用于生产轮辋型钢的两个牌号为12LW和5LW。
　挡圈型钢属于小型异型钢，与轮辋型钢配合使用。采用的牌号除低合金钢16Mn，碳素结构钢15、20外，还采用碳素结构钢Q235A和钢12LW、15LW。
　冷弯型钢
　冷弯型钢采用可冷加工变形的冷轧或热轧钢带，用连续辊式冷弯机组生产。其种类和规格繁多，有通用冷弯开口型钢（如等边角钢、不等边角钢、等边槽钢、不等边槽钢、内卷边槽钢、外卷边槽钢、Z型钢、卷边Z型钢等）；通用冷弯闭口（空心）型钢（如方形、矩形等）；冷弯波型板，以及冷弯型钢（货运汽车、客运汽车、卷帘门窗、钢窗、护栏用冷弯异型钢，波形型钢等）。
　冷弯型钢主要用于制造各种钢结构，受力部件要承受拉力、弯曲力、扭力。

设计钢结构住宅应尊重住宅使用的根本要求
钢结构住宅是今后发展的一个重要方向，但钢结构仅仅是建筑中承重体系、服务部分，它不是建筑使用中的主要成分，钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势，单纯**钢结构而不考虑生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的。对于钢结构住宅不能因为要推广钢材在建筑中的应用而简单、强行在住宅结构中使用，这样作对推广钢结构住宅没有实际意义。相对而言公建、体育场馆、工业厂房等是钢结构在建筑中能发挥其特长的领域，近年来，我们已经深刻感觉到这种应用变化。

笔者在设计中根据以下几个原则来确定柱截面：
1）按方钢管柱方案进行结构分析，根据计算应力比结果接近 0.9 的情况，选定框架梁截面尺寸，根据方钢管截面特性初选 X,Y 方向上工字钢截面,计算时不考虑腹板作用，初步确定异型柱截面；
2）按工字钢柱方案进行结构分析，异型柱 T 型构件布置方向，设柔性支撑代替异型柱中 T 型构件在工字钢弱轴上的刚度影响，按有侧移钢框架计算，调整异型钢柱中工字钢截面尺寸；完成后调整工字钢及柔性支撑布置方向，验算 T 型构件与工字钢腹板组成的工字钢截面尺寸；
3）根据上一步建立的模型，选取工字钢强轴所在的单榀框架进行抗震验算，只参考工字柱强轴应力计算结果，检验异型柱单向受力是否满足；
4）根据上述计算结果，手工核算梁柱节点处抗震承载能力，基础设计时考虑偏轴引起的附加弯矩；
5）以普通工字钢柱和方钢管柱按无支撑框架体系分别进行正常设计，其中钢梁按设计所选截面计算，根据合适的计算结果，统计钢柱用钢量以控制异型柱用钢量的上下限。
上述方法没有可依据的计算公式及条文，对偏轴引起的附加弯矩对整体的影响没有更多处理，这也是笔者只在二三层住宅设计中应用，没在较高的工程里使用异型钢柱的原因。笔者提出异型钢框架方案，希望得到大家的批评指正。
二、设计细节的问题
1、  整体计算时选取合适的结构阻尼比根据抗震规范要求，除规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，当阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线应进行修正，钢结构相关阻尼比选取值见表 1。
表 1  不同结构阻尼比应用值
从表 1 中数据可以看出，不同的钢结构体系有不同的地震影响系数，如果在结构分析时错误选择阻尼比对设计结果会产生较大影响,其中钢管混凝土和钢-砼混合结构由于是两种材料共同作用，在选取阻尼比时，应根据两种材料应用比例综合考虑阻尼比，结构整体刚度越柔，阻尼比选值越低。

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