钢结构会展中心项目中穿层柱的设计

对于不规则的结构，软件的计算结果更要进行校核分析，判断计算结果是否可信。如果直接拿软件的计算结果，可能有不安全的隐患，也有可能算出的结果超大，非常不经济。

对于结果的判断，需要良好的结构概念及对规范的准确理解，以我们的一个国际会议会展中心项目为例来说明。

1、工程概况： 某国际会议会展中心项目，结构体系下部主体结构采用了钢框架，上部空间钢结构采用了网壳。下部主体结构模型如下：

2、采用软件：主要采用了Midas gen、PKPM，也用到了3D3S和sap2000.
3、设计难点：由于会议会展中心等观览建筑的特殊性，形成了大开洞及不连续，超长不设缝，竖向不规则，大跨度等，属于超限项目。本文只讨论该项目中的穿层柱问题，如下。  
4、穿层柱问题讨论：

（1）地震剪力的复核：在一定的条件下，地震力按刚度分配，但穿层柱侧向刚度较正常框架柱刚度小，分担的地震作用就小了。在大震作用下，如果同层其他框架柱开始进入塑形后，地震力将向处于弹性状态的穿层柱转移，形成逐个破坏的局面。因此本工程跃层柱的除了用gen复核计算之外，还提高了其抗震等级，控制穿层柱在地震力分配上不小于楼层框架柱的平均值且不小于本层总地震剪力的1.5%复核抗剪承载力。

（2）复核穿层钢管柱的计算长度，注意分层模型里穿层柱的计算长度是否被打断。不同的软件结果可能不一样，要根据具体的软件分析校核。

（3）PKPM中柱计算长度问题：PKPM强制刚性楼板假定，穿层柱被打断，算出的计算长度不对；而在非强刚下，对于复杂一些的结构，算出的结果异常，值很大。如果按照这个值控制，在柱子需要做的非常大，显然有问题。

（4）校核分析：对于出现的问题，采用其他软件如gen进行校核及手算复核，结果发现PKPM对复杂部分计算的计算长度系数有问题。然后根据其他软件及手算复核的计算长度（柱子计算长度和梁柱刚度比有关，具体根据横梁线刚度之和及柱线刚度之和的比值按有侧移框架确定，并考虑不同条件下的修正，具体见规范规定），然后交互自定义计算长度系数，验算结果满足了要求。这样既保证了安全，又不会使柱截面大的离谱，在满足规范的前提下，收到了很好的经济性。