鋼結構直升機坪設計之鋼柱布置及鋼柱選型

一、概述

近年來，得益于國民經濟的發展及直升機在救援、運輸等方面的優勢，相應的直升機坪建造數量增長速度越來越快。傳統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。鑒于筆者能力有限，若有不足之處，請讀者多多指正。

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破壞，以下僅從穩定方面分析。

表1

如表1所示，出于經濟考慮，很多設計人員喜歡用H型鋼柱，以節省用量，然而H型鋼柱的面外回轉半徑較小，易發生面外失穩，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，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，即圓形鋼柱的穩定性更強，相同結構下，圓形鋼柱不容易發生失穩破壞。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點需要設置外加勁環，即箭頭指向的位置。外加勁環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。