鋼結構工作特性變形影響

鋼結構的一個主要特點是強度高、塑性和韌性好、構件截面小、厚度薄，其在制作與使用過程中易產生的變形問題應引起足夠的重視。設計工作者應了解結構的變形情況及其影響，并在設計文件注明控制變形的要求。

1. 制造、安裝變形的影響。鋼結構在制造和安裝過程中允許一定的偏差，其中允許偏差值應符合現行國家有關鋼結構工程施工質量驗收標準的要求。鋼結構在制造中焊接殘余變形較為突出，焊接構件經局部加熱冷卻后產生各種變形，如縱、橫向收縮變形、角變形、彎曲變形、扭轉變形、波浪變形等。這些變形加上構件在組裝和安裝中的初始缺陷，對不同的構件產生不同的影響。如：焊接殘余角變形的對接和搭接構件在受拉時將引起附加彎矩，其附加應力嚴重時可導致構件破壞；構件的初始撓度對軸心壓桿隨著壓力的增大而增大，構件既受壓又受彎，附加彎矩將使構件受壓能力受到損害。

2. 變形對使用的影響。構件過大的變形影響結構的正常使用和觀感，搖擺對居住者產生不適或破壞建筑的內部裝飾以及非結構構件的損傷。為避免出現上述的現象，有必要限制結構的變形。《鋼結構設計標準〉〉GB 50017—2017 規定了框架與受彎構件等的變形值不超過容許變形限值。對于高層和超高層鋼結構建筑，在陣風荷載作用下出現較大的擺動或扭轉，將使人感覺不舒適，有時無法忍受。而地震時過大振幅會引起結構嚴重損壞，故相關標準規定了其框架在風荷載作用下頂點最大加速度限值和地震作用下頂點位移的限值，以保證建筑的舒適度與安全度。

3. 變形對結構內力的影響。多層框架結構一般側向剛度較大，通常以未變形的結構簡圖為對象計算內力，忽略變形對內力的影響。高層和超高層建筑，隨著層數的增加和建筑高寬比的增大，設計鋼結構必須考慮變形對內力的影響。當結構在風荷載或地震作用水平力作用下水平位移增大，豎向荷載產生的二階效應不能忽視，其主要影響是側移引起豎向荷載的偏心產生附加彎矩，而附加彎矩又進一步使側移增大，對千非對稱結構還會引起

附加扭矩。如果這種效應不能與豎向荷載作用相平衡，結構將出現P-.1 效應引起的整體失穩。