隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，高能耗、破壞環(huán)境的建筑材料將逐步退出市場，取而代之的將是低耗、高效、環(huán)保的新型建材。鋼材做為可再生利用和高效的材料，具有好多優(yōu)點：自重輕、強度高、韌性好、抗震性能優(yōu)越、工廠化程度高、施工速度快等等。這些都為在建筑領(lǐng)域大量推廣鋼結(jié)構(gòu)提供了前提條件，過去只能在工業(yè)建筑中才廣泛使用的鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在民用建筑中已經(jīng)在大量采用，特別是近年來我國生產(chǎn)能力和生產(chǎn)品質(zhì)的大幅提高，可以大量生產(chǎn)寬翼緣、中翼緣、窄翼緣等多種型號的H型鋼和各種截面的冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板、夾芯板，并開發(fā)了成熟的設(shè)計施工技術(shù)，這些材料都為鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。不過多層輕鋼結(jié)構(gòu)的研究還處于起步階段，在設(shè)計和施工中還存在一些問題，有必要開展進(jìn)一步的討論和研究，以利多層輕鋼結(jié)構(gòu)在我國的健康發(fā)展。 
　　2 多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計 
　　由于框架結(jié)構(gòu)體系可提供較大空間、門窗設(shè)置靈活、受力簡潔易形成縱橫框架，并且框架可與樓蓋組合共同抵抗水平荷載作用，因而，在多層輕鋼結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。 
　　在框架結(jié)構(gòu)體系中，框架梁及樓面次梁多采用組合工字鋼梁，柱采用H型鋼，樓面采用壓型鋼板------現(xiàn)澆混凝土組合樓板?？蚣芰褐鶅?nèi)力分析時的計算簡圖和混凝土框架大體一致，只是節(jié)點有所不同，框架梁柱仍采用剛接節(jié)點，而柱基不宜采用固端嵌固而采用鉸接節(jié)點，內(nèi)力和變形計算中應(yīng)考慮樓蓋與鋼梁的組合作用，以減少主梁的計算撓度和柱頂位移。 
　　根據(jù)截面受力，按照現(xiàn)行的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，合理設(shè)計框架梁柱、墻梁、檁條、屋面板、墻面板、屋面支撐、柱間支撐、樓面次梁和壓型鋼板組合樓蓋等，框架柱間距宜在6-9米之間，應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計合理布置柱網(wǎng)。采用空間有限元軟件進(jìn)行計算，保證結(jié)構(gòu)在豎向荷載、風(fēng)荷載和地震荷載作用下結(jié)構(gòu)滿足強度、剛度和穩(wěn)定的要求。 
　　樓層可采用主次梁體系及壓型鋼板組合樓蓋。在組合樓蓋中，樓板與鋼梁間要設(shè)置抗剪連接件，以提高結(jié)構(gòu)整體剛度和承載能力，抗剪連接件有抗剪栓釘、抗剪槽鋼和抗剪彎筋等，但常用抗剪栓釘，栓釘?shù)拇笮『团渲脭?shù)量應(yīng)根據(jù)規(guī)程[2]計算確定，并要滿足相應(yīng)的構(gòu)造要求；為保證鋼板與混凝土結(jié)合面上能可靠傳遞梁內(nèi)的縱向剪力，對無痕開口式壓型鋼板，根據(jù)計算設(shè)置剪力鋼筋并要滿足相應(yīng)的構(gòu)造要求。 
　　3 設(shè)計中易出現(xiàn)的問題 
　　設(shè)計中的問題 
　　多層輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用還處在起步階段，相關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程還在完善之中，設(shè)計、構(gòu)造和施工仍存在著有待解決的問題，如多層輕鋼結(jié)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)體系、施工和安裝技術(shù)、新型維護(hù)結(jié)構(gòu)體系、承重與維護(hù)結(jié)構(gòu)的連接方法和相互作用等方面的設(shè)計問題都在研究之中，其中在設(shè)計桿件節(jié)點和組合樓蓋方面的出現(xiàn)的問題較普遍。 
　　3.1 柱支座的計算簡圖。對框架結(jié)構(gòu)一般將柱支座設(shè)計為固端連接，實際工程中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的柱很容易實現(xiàn)固端連接，但對于鋼結(jié)構(gòu)而言就不一定了。如果采用外漏式柱腳，由于施工中錨栓的安裝的誤差、二次澆注的混凝土質(zhì)量不容易保證、鋼材的腐蝕在所難免、基礎(chǔ)不均勻沉降等都會使柱腳節(jié)點很難實現(xiàn)完全固接。 
　　解決辦法：設(shè)計時采用埋入式柱腳或外包式柱腳，這兩種柱腳形式能夠?qū)崿F(xiàn)完全鋼接使計算模型與實際完全吻合。 
　　3.2 壓型鋼板與混凝土組合樓蓋的設(shè)計。根據(jù)規(guī)程[2]要求，在組合樓蓋中，當(dāng)采用有痕、加勁肋或沖孔的壓型鋼板時，可以不設(shè)剪力連接鋼筋，疊合面上的縱向剪力通過這些刻痕而傳遞。但是，在施工中由于鋼板的不透水性和防腐層的存在，大大削弱了接觸面的結(jié)合作用，而此處的混凝土由于局部的高水灰比導(dǎo)致強度下降，使混凝土與壓型鋼板的咬合力小于計算值。 
　　解決辦法：為了有效地避免上述情形的發(fā)生，建議不論何種情況均應(yīng)設(shè)置剪力連接筋，剪力連接筋的設(shè)置滿足計算和構(gòu)造要求。 
　　3.3 強連接設(shè)計。因為建筑物在地震力作用時，保證梁的破壞先與梁與柱連接的破壞，避免建筑物倒塌，所以要進(jìn)行強連接設(shè)計，使梁、柱連接處的強度高于梁的強度，它是保證建筑物大震不倒塌的重要環(huán)節(jié)。而在很多鋼結(jié)構(gòu)框架的實際工程中往往忽略了這一設(shè)計內(nèi)容。 
　　解決辦法：國內(nèi)常用的辦法是按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010規(guī)范的公式來計算，即： 
　　Mu > ηj*Mp 
　　如果不滿足此公式，需要用在兩端上下翼緣處加蓋板方式來加強連接根部。 
　　日本的鋼結(jié)構(gòu)工程中常用的辦法是在距兩端的一個區(qū)域設(shè)計成狗骨式，即對此范圍內(nèi)的梁的上下翼緣進(jìn)行削弱，滿足狗骨部位的強度低于梁柱連接處的強度，保證結(jié)構(gòu)在地震作用下狗骨部位的破壞先于梁柱連接處的破壞。 
　　3.4 節(jié)點抗震承載力的設(shè)計。，節(jié)點的抗震設(shè)計是保證結(jié)構(gòu)在受到地震作用的時候節(jié)點的破壞在結(jié)構(gòu)梁、柱破壞之后，真正做到強節(jié)點。而在好多工程中，節(jié)點的抗震承載力設(shè)計是一個容易忽略的問題，使節(jié)點處不滿足抗震承載力要求，即便有些工程驗算了，也未對其進(jìn)行處理。 
　　解決辦法：按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010規(guī)范的公式來計算，并滿足規(guī)范對節(jié)點處的構(gòu)造要求；對于不滿足計算公式的節(jié)點，采用補強處理。常用的節(jié)點補強處理有三種：1.在柱的節(jié)點范圍內(nèi)采用厚的鋼板作為鋼柱的腹板（適用于焊接型鋼柱），鋼板的厚度滿足規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求；2.在節(jié)點處設(shè)加勁肋，通過加勁肋來加強鋼柱的腹板；3.對鋼柱在節(jié)點部位采用貼鋼板的方法使鋼柱腹板加厚，附加的鋼板與鋼柱腹板連接采用打孔塞焊（適用于熱軋型鋼柱）。 
　　鋼結(jié)構(gòu)在我國已進(jìn)入快速發(fā)展期，多層鋼框架結(jié)構(gòu)房屋將會廣泛普及，新問題的不斷出現(xiàn)，應(yīng)注意研究、開發(fā)和經(jīng)驗總結(jié)，使建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作和安裝技術(shù)在未來有較大的發(fā)展，使我國的輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)趕上國外的先進(jìn)水平。 
　　以上是筆者對多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計中對于設(shè)計同行容易忽略和需要注意的問題的一些總結(jié)，希望對大家能夠有所幫助。