一、概述
近年來,得益于國民經濟的發(fā)展及直升機在救援、運輸等方面的優(yōu)勢,相應的直升機坪建造數量增長速度越來越快。傳統(tǒng)的直升機坪大多采用混凝土結構,由于混凝土材料不可回收,會產生固體污染,與國家環(huán)保要求不符,而鋼結構直升機坪可回收、建造快的特性正好符合國家對建筑發(fā)展趨勢的要求,鋼結構直升機坪的應用將越來越廣泛。此處對鋼結構直升機坪設計略述一二,以期讓讀者對鋼結構直升機坪的設計有個大概了解。
二、鋼柱布置
萬丈高樓平地起,鋼結構直升機坪也是如此。鋼結構直升機坪設計前,需要考慮鋼柱的布置,由于大部分鋼結構機坪都是建造在高樓屋頂,為減少機坪對高樓的不利作用,機坪鋼柱最好是布置在結構柱上,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,主梁將相應的作用傳遞給結構柱,如此則容易對機坪下部結構產生多重不利作用。若混凝土柱上有女兒墻、機房墻面等其它結構,可將鋼柱布置在主梁上。總之,應將鋼柱布置在主要傳力構件上,以減少機坪對下部結構的不利作用。
三、鋼柱截面形式
機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
米重 | 面內回轉半徑 | 面外回轉半徑 | |
H400*300*8*10 | 70.96kg/m | 17.11cm | 7.05cm |
BOX-300*8 | 73.35kg/m | 11.92cm | 11.92cm |
PIPE-380*8 | 73.39kg/m | 13.15cm | 13.15cm |
如表1所示,出于經濟考慮,很多設計人員喜歡用H型鋼柱,以節(jié)省用量,然而H型鋼柱的面外回轉半徑較小,易發(fā)生面外失穩(wěn),需要布置剛性支撐。有些設計采用圓鋼對H型鋼進行支撐,圓鋼為柔性結構,多使用在門剛結構中。在機坪結構中使用圓鋼作為支撐,尚缺規(guī)范支持,設計人員也很少對圓鋼的支撐作用進行建模計算。因此機坪設計中采用H型鋼柱,需要仔細驗算其面外失穩(wěn),以防設計錯誤。
如表1所示,相同用量下,圓形鋼柱回轉半徑大于方形鋼柱,即圓形鋼柱的穩(wěn)定性更強,相同結構下,圓形鋼柱不容易發(fā)生失穩(wěn)破壞。由此是否可以認為機坪鋼柱應采用圓形鋼柱呢?仔細考慮的話,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,綜合設計、施工考慮,機坪鋼柱采用方形鋼柱較好。