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钢结构设计标准的问题

1．“轻型”钢结构概念问题

近年来因“轻型门式刚架房屋”二字的出现，芜湖钢结构，在许多设计人包括结构设计人员的头脑中形成一种轻（质量）钢材概念，一遇到附属建筑设施或看似不重要的结构时就提出用“轻钢”来解决，却不注重该部分对主体结构的效应分析，事实上结构概念设计时应清楚，“轻型”实际上是指结构承受相对较轻的荷载，住宅设计中不会因为采用钢结构而减少荷载使用标准，结构体系无论采用钢还是混凝土，构件效应分析是没有原则上区别的。

2．多高层钢结构设计区别

根据规范有关条文，包括钢结构抗震调整系数，框架柱长细比，钢结构制作，框架构件宽厚比等控制条款，均以 12 层作为区分点，因此可以理解为高层钢结构是指 12 层以上的建筑物。高规中高层是指 10 层及 10 层以上或房屋高度超过 28m 的建筑，这其中包括混合结构，再参考国外部分***高层起始高度多设在 25～30 米或 8 至 11 层。

由此看来我国的多层钢结构适用范围要高于普通结构，也高于国外标准。多高层钢结构不仅构造不同，相关抗震调系数也不同，限值差别太大，在前面表 1 已说明，笔者认为此区分过于宽泛，钢结构维修，举例说明一下：层高平均 4m，12 层建筑物高度 48米，是高规中 28 米限值的 1.7 倍，这就产生下面的问题，在混合结构中，混凝土结构应按高规构造设计，钢结构可以按多层构造设计，执行了两种标准。

钢结构的耐火极限是指构件在标准耐火试验中，从受到火的作用时起到失去稳定性或完整性、绝热性这段抵抗火作用的时间。

钢材本身虽然不会起火燃烧，但钢材的材性受温度影响很大，但在250℃钢材的冲击韧性下降，超过300℃，屈服点与极限强度显著下降。实际火灾下，荷载情况不变， 钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右，而一般火场温度达到800～1000℃。因此，火灾高温下钢结构很快地会出现塑性变形，产生局部***，造成钢结构整体倒塌失效。

钢结构建筑必须采取防火措施，以使得建筑具有足够的耐火极限。防止钢结构在火灾中迅速升温到临界温度，轻质钢结构， 防止产生过大变形以至建筑物倒塌，从而为灭火和人员安全疏散赢得宝贵时间，避免或减少火灾带来的损失。

钢结构加固，即提高钢结构刚度的一些主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。改变结构计算图形改变结构计算图形的加固改造方法是指采用改变荷载分布状况、力的传递路径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法：

1. 增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；

2. 加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改 善结构动力特性；

3. 增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；

4. 在排架结构中***加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其 它柱列负荷；

5. 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：1. 改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；2. 改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；3. 增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；4. 调整连续结构的支座位置；5. 将结构变为撑杆式结构；6. 施加预应力。