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鋼結(jié)構(gòu)直升機(jī)坪設(shè)計之鋼柱布置及鋼柱選型

一、概述

近年來，得益于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及直升機(jī)在救援、運(yùn)輸?shù)确矫娴膬?yōu)勢，相應(yīng)的直升機(jī)坪建造數(shù)量增長速度越來越快。傳統(tǒng)的直升機(jī)坪大多采用混凝土結(jié)構(gòu)，由于混凝土材料不可回收，會產(chǎn)生固體污染，與國家環(huán)保要求不符，而鋼結(jié)構(gòu)直升機(jī)坪可回收、建造快的特性正好符合國家對建筑發(fā)展趨勢的要求，鋼結(jié)構(gòu)直升機(jī)坪的應(yīng)用將越來越廣泛。此處對鋼結(jié)構(gòu)直升機(jī)坪設(shè)計略述一二，以期讓讀者對鋼結(jié)構(gòu)直升機(jī)坪的設(shè)計有個大概了解。

二、鋼柱布置

萬丈高樓平地起，鋼結(jié)構(gòu)直升機(jī)坪也是如此。鋼結(jié)構(gòu)直升機(jī)坪設(shè)計前，需要考慮鋼柱的布置，由于大部分鋼結(jié)構(gòu)機(jī)坪都是建造在高樓屋頂，為減少機(jī)坪對高樓的不利作用，機(jī)坪鋼柱最好是布置在結(jié)構(gòu)柱上，如果鋼柱布置在混凝土次梁上，則鋼柱對次梁的作用會傳遞給主梁，主梁將相應(yīng)的作用傳遞給結(jié)構(gòu)柱，如此則容易對機(jī)坪下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生多重不利作用。若混凝土柱上有女兒墻、機(jī)房墻面等其它結(jié)構(gòu)，可將鋼柱布置在主梁上。總之，應(yīng)將鋼柱布置在主要傳力構(gòu)件上，以減少機(jī)坪對下部結(jié)構(gòu)的不利作用。

三、鋼柱截面形式

機(jī)坪常用的鋼柱截面形式有三種，H型鋼柱、方形鋼柱、圓形鋼柱。由于鋼柱的破壞主要是失穩(wěn)破壞，以下僅從穩(wěn)定方面分析。

表1

如表1所示，出于經(jīng)濟(jì)考慮，很多設(shè)計人員喜歡用H型鋼柱，以節(jié)省用量，然而H型鋼柱的面外回轉(zhuǎn)半徑較小，易發(fā)生面外失穩(wěn)，需要布置剛性支撐。有些設(shè)計采用圓鋼對H型鋼進(jìn)行支撐，圓鋼為柔性結(jié)構(gòu)，多使用在門剛結(jié)構(gòu)中。在機(jī)坪結(jié)構(gòu)中使用圓鋼作為支撐，尚缺規(guī)范支持，設(shè)計人員也很少對圓鋼的支撐作用進(jìn)行建模計算。因此機(jī)坪設(shè)計中采用H型鋼柱，需要仔細(xì)驗算其面外失穩(wěn)，以防設(shè)計錯誤。

如表1所示，相同用量下，圓形鋼柱回轉(zhuǎn)半徑大于方形鋼柱，即圓形鋼柱的穩(wěn)定性更強(qiáng)，相同結(jié)構(gòu)下，圓形鋼柱不容易發(fā)生失穩(wěn)破壞。由此是否可以認(rèn)為機(jī)坪鋼柱應(yīng)采用圓形鋼柱呢？仔細(xì)考慮的話，就不是那樣。我們對比一下兩種柱與梁的連接節(jié)點，如下圖1、圖2所示。

圖1

圖2

由圖2可知，圓形鋼柱與鋼梁的連接節(jié)點需要設(shè)置外加勁環(huán)，即箭頭指向的位置。外加勁環(huán)對于一般的施工隊而言加工困難，而方形鋼柱的加勁板均為方形，加工簡單。因此，綜合設(shè)計、施工考慮，機(jī)坪鋼柱采用方形鋼柱較好。