钢结构直升机坪设计之钢柱布置及钢柱选型

一、概述

近年来，得益于国民经济的发展及直升机在救援、运输等方面的优势，相应的直升机坪建造数量增长速度越来越快。传统的直升机坪大多采用混凝土结构，由于混凝土材料不可回收，会产生固体污染，与国家环保要求不符，而钢结构直升机坪可回收、建造快的特性正好符合国家对建筑发展趋势的要求，钢结构直升机坪的应用将越来越广泛。此处对钢结构直升机坪设计略述一二，以期让读者对钢结构直升机坪的设计有个大概了解。

二、钢柱布置

万丈高楼平地起，钢结构直升机坪也是如此。钢结构直升机坪设计前，需要考虑钢柱的布置，由于大部分钢结构机坪都是建造在高楼屋顶，为减少机坪对高楼的不利作用，机坪钢柱最好是布置在结构柱上，如果钢柱布置在混凝土次梁上，则钢柱对次梁的作用会传递给主梁，主梁将相应的作用传递给结构柱，如此则容易对机坪下部结构产生多重不利作用。若混凝土柱上有女儿墙、机房墙面等其它结构，可将钢柱布置在主梁上。总之，应将钢柱布置在主要传力构件上，以减少机坪对下部结构的不利作用。

三、钢柱截面形式

机坪常用的钢柱截面形式有三种，H型钢柱、方形钢柱、圆形钢柱。由于钢柱的破坏主要是失稳破坏，以下仅从稳定方面分析。

表1

如表1所示，出于经济考虑，很多设计人员喜欢用H型钢柱，以节省用量，然而H型钢柱的面外回转半径较小，易发生面外失稳，需要布置刚性支撑。有些设计采用圆钢对H型钢进行支撑，圆钢为柔性结构，多使用在门刚结构中。在机坪结构中使用圆钢作为支撑，尚缺规范支持，设计人员也很少对圆钢的支撑作用进行建模计算。因此机坪设计中采用H型钢柱，需要仔细验算其面外失稳，以防设计错误。

如表1所示，相同用量下，圆形钢柱回转半径大于方形钢柱，即圆形钢柱的稳定性更强，相同结构下，圆形钢柱不容易发生失稳破坏。由此是否可以认为机坪钢柱应采用圆形钢柱呢？仔细考虑的话，就不是那样。我们对比一下两种柱与梁的连接节点，如下图1、图2所示。

图1

图2

由图2可知，圆形钢柱与钢梁的连接节点需要设置外加劲环，即箭头指向的位置。外加劲环对于一般的施工队而言加工困难，而方形钢柱的加劲板均为方形，加工简单。因此，综合设计、施工考虑，机坪钢柱采用方形钢柱较好。