高层混凝土建筑出屋面钢结构位移角限值控制探讨

问题介绍

很多高层混凝土建筑为了施工方便，都采用钢结构来实现屋面造型，该类钢结构的位移角限值如何控制？

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由于屋面为钢结构，其位移角应按钢框架的位移角指标来控制，如果按照下面混凝土结构的位移角限值要求来控制，显然过于严格。

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屋盖钢结构的质量和刚度相对较小，对下部混凝土结构的变形影响较小，加之屋盖钢结构下方无人类居住空间，因此其位移角的控制相对于钢框架的要求较低。

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屋面钢结构一般为装饰构件，在对下部混凝土结构进行建模计算时，可以将屋面钢结构作为附加荷载加入到整体模型中，而不必内置到模型中，当然荷载除了自重外，还要注意加入水平风荷载。这样做的目的是为了防止屋面钢结构扰乱下部混凝土结构的整体指标，屋面外的钢结构可以采用混凝土屋面支撑，单独建立钢结构计算模型，设计时需参考相关指标。

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我同意降低屋面钢结构的位移角要求，因为屋面结构框架一般没有什么功能要求，地震后损失也不大，没必要严格要求，如果平面审查时要求钢结构的位移角和下面的混凝土结构一样，那么用限值的方式来控制就太过了。

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屋面钢结构的位移角控制应结合其装饰层的要求确定，若外装饰层为玻璃、瓷砖等，则应考虑装饰层的变形要求；若为无装饰层的纯钢框架，则仅需根据钢结构本身的弹性变形范围进行控制即可。

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屋顶上的钢结构本身并不是建筑物，而是一种结构，只需要符合结构的相关规范即可，当然也不需要按照建筑的相关规范进行设计。

问题分析

屋面钢结构与下部混凝土结构属于不一致的结构体系，无需像下部混凝土结构一样控制层间位移角，可按与钢结构相关的位移角限值控制，在钢结构层间位移角限值控制时，钢结构在层间位移角限值范围内，可以适当放宽层间位移角限值，但屋面钢结构应满足“大地震时不倒塌”的防御目标，要求在罕遇地震作用下层间位移角限值应满足GB 50191-2012《结构抗震设计规范》第5.5.4条的有关规定。

如果钢结构外表皮上固定有石材、幕墙或瓷砖等相关装饰物，则应参考相应装饰层的位移极限要求来控制钢结构的刚度，避免装饰层在使用过程中开裂变形，避免在罕遇地震时，因钢结构变形过大，导致装饰层脱落，砸伤地面人员。