（钢结构设计）钢框架梁潜在塑性区的措施

篇幅有限，这次只分享结构专业——钢结构

2.6 钢结构

2.6.1《建筑及市政工程抗震通用规范》GB55002-2021第5.3.2条：钢框架梁潜在塑性铰区的上、下翼缘应设有侧向支撑或其他有效措施应采取。 还有哪些有效措施？

答：针对钢框架梁潜在塑性铰区的措施，是防止钢框架梁面外失稳、提高延性的抗震措施。 除水平斜撑外，其他措施参考：

1、现浇板与钢梁有可靠连接时，可采用加劲肋或竖向斜撑。 设置水平支撑时，只能安装在翼缘上，​​无需楼板。

2 当钢梁的刚度满足不大于0.3的规整长细比时，可不采取上述措施(《钢结构设计标准》GB50017-2017第10.4.3条，但有刚性楼板的情况）。 这种性能验证计算也是一种节省成本的方法。

3 很多工程中，个别梁无法支撑、没有板，如转角楼梯间的框架梁、开敞大厅的层间框架梁等，此时需要进行大震弹塑性验证。 如果没有发生塑性铰链，则无需采取任何措施。 如果是露天大厅的层间框架梁，其作用是减少框架筒外的弯矩和计算长度。 层间框架梁可改为钢管梁，并按弯曲构件进行设计。 轴力按照《钢结构设计标准》GB50017 -2017第7.5.1条确定（《钢结构设计标准》GB50017-2017第10.4.4条）。

4 建议结构布置时尽量避免设置独立梁。 例如，楼梯间的框架梁放置在平台板上。 此举可满足《钢结构设计标准》GB50017-2017第10.4.3条的适用条件并采取相应措施。 。

2.6.2 具有带起重机的刚架柱但没有纵向柱间支撑的轻钢结构存在什么问题？

答：轻钢结构的支撑系统是结构审查的重点。 也许是由于厂房建设过程对空间要求较大，个别柱子不允许设置柱间支撑。 无起重机时，个别纵轴允许不设柱间支撑，但应审查荷载传递路径。 当有起重机时，就会出现以下缺点：

1 若无柱间支撑，吊车梁虽可作为刚性拉杆，但不能在钢柱平面外作为支点。 钢柱面外长细比增加量可能超限，面外稳定性验算超限。

2 对于无柱间支撑的纵柱，起重机的水平荷载只能由平面外的工字柱承受，不能传递到支撑系统。

3、各立柱纵向刚度差异较大，起重机可能卡轨。

2.6.3 檩条设计应注意哪些问题？

答：多数是因为檩条计算书上的原始数据和计算假设与实际不符。 常见问题包括：

1 不包括屋顶预留光伏太阳能系统的荷载。 根据《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021第5.2.1条规定：“新建建筑应当配备太阳能系统”。

2、较高女儿墙或高低屋顶雪荷载值不足。

3 净截面系数1.0不正确。

4“该结构能保证法兰在吸风作用下受压稳定”的假设不成立。 设置双层支撑可以减少计算的檩条平面外长度（翼缘稳定性）。 只有当有内衬板，即与檩条上下翼缘可靠连接的压型金属板时，才能满足上述假设。

5、检查负风压情况时，自重值过大。 应执行《工程结构通用规范》GB55001-2021第4.1.1条。 如果自重是有利的载荷，则应降低上限。

6、悬吊物渗漏应查阅设备图、建筑图。

2.6.4 轻钢结构屋面板设计中常见的问题有哪些？

答：轻钢结构屋面板常见设计问题如下：

1压型钢板厚度太小。 《建筑及市政工程防水通用规范》GB55030-2022第3.6.2条规定，屋面压型钢板的公称厚度不应小于0.6mm。

2 屋面连接板要求缺失或屋面板连接要求不符合计算模型要求。 屋面板与檩条的连接分为立缝接缝连接、卡扣连接、螺钉连接等。 其结构与檩条的计算模型有关。 只有采用螺钉连接时，屋面板才能作为檩条的侧向支撑。

2.6.5 屋脊圆钢水平支撑和全长刚性拉杆设置如下图。 可以吗？

答案：不。水平支撑和刚性拉杆是一个系统。 只有将刚性拉杆传递到支撑系统上，才能起到刚架面外稳定的作用。

1 如图所示，拉杆未与水平支撑连接。 刚性拉杆不能传递水平力，也不能提供梁的平面外稳定性。

2 如图所示，拉杆与水平支撑相连。 横拉杆由轴向受力构件变为弯曲构件。 拉杆应根据弯曲构件进行检查。 这样会使应力复杂化，导致圆钢水平支撑松弛，导致不能起到支撑作用。 同理，下图中门架人字柱之间支撑的斜杆采用圆钢也是不合理的。

2.6.6 轻钢结构中山墙框架设计应注意哪些问题？

答：虽然山墙框架方向荷载较小，但山墙框架柱为双弯构件。 山墙框架梁的面外计算长度需要根据刚性拉杆的间距来确定（因为角撑不适用）。 山墙墙抗风柱的面外稳定性取决于刚架，刚架柱的整体稳定性可能达不到要求。 如果山墙框架柱超限或房屋较高、山墙门窗洞口较大、墙板蒙皮效果较弱时，建议增设圆钢柱支撑（以加强墙体的面内稳定性）。框架立柱，增加框架整体水平安全储备的刚度）。

2.6.7 钢框架结构整体计算是否考虑钢楼梯的影响？

答：当钢框架结构中的钢楼梯不采用滑动支座时，根据《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021第5.1.3条，应考虑钢楼梯的影响在整体计算中。

2.6.8 吊车梁替代刚性拉杆时应注意哪些问题？

回答：

1 耐火极限应与纵向刚性拉杆相同。

2 吊车梁的计算中应包括兼作刚性拉杆的轴向力。

3、节点结构：因节点错位，应加角撑纠正偏差（《钢结构设计标准》GB50017-2017第7.5.1条：支撑节点不应引起被支撑构件的平移或扭转）。

4 支撑节点的构造应能承受轴向力。

2.6.9 对于钢框架-中心支撑结构的住宅建筑，当支撑承受的倾覆力矩比例占30%左右时，如何落实多道防线的要求？

答：在钢框架-中央支撑系统中，支撑是第一道防线。 大地震时，支撑首先屈服。 内力的重新分布增加了框架承受的地震力。 钢框架是第二道防线。 钢框架-中心支撑结构在大震作用下的破坏顺序是：由于拉压滞回耗能，中心支撑首先被破坏（前提是支撑跨度的柱必须足够坚固，并设计为弱剪力）支撑具有良好延展性的框架），然后进入框架破坏模式。 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对于支撑跨度的钢柱在大地震下的性能没有补充设计方案。 建议参照《钢结构中央支撑框架设计标准》T/CECS804-2021，加强支撑跨框架柱的设计。 确保第一道防线可靠。 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010仅对8.2.3-3中第二道防线框架内力的调整作出了规定。 对于支撑承载30%倾覆力矩比的结构，未调整框架剪力以满足上述要求。 相当于少墙体的框架结构，结构承载力验算和围护结构设计（不包括变形）应按无支撑的纯框架模型进行。

2.6.10 如图所示，轻钢结构天窗的结构布置是否合理？

答：不合理，不符合《工程结构通用规范》GB55001-2021第2.1.2条：“结构体系应具有合理的力传递路径，能够从作用点传递结构可能承受的各种作用到电阻元件。” 。 天窗框架的纵向水平荷载应转移至屋顶支撑系统。 天窗框架纵向刚性拉杆的节点应与水平支撑的节点对齐，否则力的传递路径将被中断。

2.6.11 计算多层钢结构刚重比时如何计算偏载系数？

答：刚重比是指结构的横向刚度与重力荷载代表值的比值。 《混凝土结构通用规范》GB55008-2021和《钢结构通用规范》GB55006-2021都对结构的整体稳定计算提出了要求，但都没有明确阐明结构时的恒载和活载分项系数。计算刚度重量比。 根据规范实施顺序，《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018的相关修改应涵盖《高层建筑混凝土结构技术规范》JGJ3-中的相应内容2010年及《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015，恒载、活载分项系数按《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018第8.2.9条1.3 ，执行1.5，因此计算刚重比时也应使用1.3和1.5的系数。

2.6.12 对于具有封装柱基础的多层钢结构，底部柱的长度应计算至短柱顶部还是基础顶部？

答：如果柱脚顶部设置拉拉梁或混凝土短柱的线刚度不小于底层钢柱线刚度的10倍，则底层柱的计算长度可计算为短柱的顶部。

2.6.14 门刚性结构屋面檩条计算时，什么情况下勾选“屋面板可防止檩条上翼缘侧向失稳”选项？ 什么情况下检查“结构能保证吸风作用下法兰压力的稳定性”？

答：当屋面板与檩条采用螺钉连接时，屋面板可防止檩条上翼缘产生侧向失稳，屋面板厚度不应小于0.60mm（《通用规范》要求）用于建筑物和市政工程的防水”），检查“屋顶板可以防止檩条上翼缘的横向不稳定”。 当受压翼缘受衬板约束并能防止檩条截面扭曲时，檩条下翼缘的整体稳定性无需计算。 当衬板厚度不宜小于0.35mm时，应检查“结构能保证檩条翼缘受压稳定性”。