鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面通常采用組合構(gòu)件，涉及到橫截面受力性能與板件的寬厚比，高厚比的關(guān)系，以及桿件整體受力性能與長(zhǎng)細(xì)比的關(guān)系，在《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50017-2017，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010，《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB 51022-2015，《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99-2015四本規(guī)范規(guī)程中有不同側(cè)重的要求。下面具體對(duì)比談一談。
首先，常見(jiàn)的鋼結(jié)構(gòu)建筑物、構(gòu)筑物，從主要建筑功能、體型、荷載、作用區(qū)分有：
1輕型鋼結(jié)構(gòu)單層廠(chǎng)房（門(mén)式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房和其他形式的輕型鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房）
2單層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房（單層重屋蓋和單層輕屋蓋）
3單層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房（多層但總高度小于40m，按單層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房設(shè)計(jì)）
4多層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房（多層輕屋蓋但總高度小于40m，按單層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房設(shè)計(jì)，屋面按門(mén)式剛架設(shè)計(jì)）
5多層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房（多層但總高度大于40m，按多高層鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)）
6多層鋼結(jié)構(gòu)房屋
7高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)
四本規(guī)范主要設(shè)計(jì)原則如下：
1、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50017-2017：
標(biāo)準(zhǔn)不涉及體系抗震的一些構(gòu)件設(shè)計(jì)，執(zhí)行板件S4級(jí)，即俗稱(chēng)的普通鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件寬厚比最低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，屬于截面邊緣纖維彈性設(shè)計(jì)。涉及塑性鉸開(kāi)展的塑性調(diào)幅設(shè)計(jì)及抗震性能化設(shè)計(jì)，是標(biāo)準(zhǔn)截面分類(lèi)等級(jí)的主要使用場(chǎng)合。但目前性能設(shè)計(jì)牽涉到構(gòu)件塑性耗能區(qū)承載性能等級(jí)的描述籠統(tǒng)，以及性能參考等級(jí)的范圍跨度較大，準(zhǔn)確操作工作量較大，不確定性較大，因此性能設(shè)計(jì)的方法不太方便使用。對(duì)于一般規(guī)模體量一般重要性的鋼結(jié)構(gòu)建筑，按照抗震規(guī)范的相關(guān)章節(jié)，針對(duì)前述不同結(jié)構(gòu)體系的具體要求，設(shè)計(jì)顯得依據(jù)清晰，工作效率高。
2、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010：
8．1．3鋼結(jié)構(gòu)房屋應(yīng)根據(jù)設(shè)防分類(lèi)、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。丙類(lèi)建筑的抗震等級(jí)應(yīng)按表8．1．3確定。
2一般情況，構(gòu)件的抗震等級(jí)應(yīng)與結(jié)構(gòu)相同；當(dāng)某個(gè)部位各構(gòu)件的承載力均滿(mǎn)足2倍地震作用組合下的內(nèi)力要求時(shí)，7～9度的構(gòu)件抗震等級(jí)應(yīng)允許按降低一度確定。
表8.3.1抗震等級(jí)最低是四級(jí)，比四級(jí)低的用斜線(xiàn)注明，那么斜線(xiàn)的含義可以解釋為：無(wú)抗震等級(jí)，對(duì)應(yīng)PKPM的抗震等級(jí)定義，為五級(jí)非抗震。即執(zhí)行鋼標(biāo)S4截面，截面翼緣邊緣纖維彈性。那么對(duì)于附注2的運(yùn)用，通過(guò)兩倍地震力計(jì)算滿(mǎn)足，從而降低抗震等級(jí)，以適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)高承載力低延性的特性，從而降低因構(gòu)造措施造成的用鋼量。
鋼標(biāo)截面寬厚比等級(jí)S3，屬于彈塑性截面的低塑性發(fā)展截面，對(duì)比抗規(guī)的抗震等級(jí)確定的梁翼緣截面寬厚比，發(fā)現(xiàn)鋼標(biāo)的S3，S4，S5尚未達(dá)到抗震等級(jí)4級(jí)的嚴(yán)格程度，只有S1、S2截面達(dá)到抗震等級(jí)4級(jí)以上的嚴(yán)格等級(jí)。S1、S2是全截面塑性。從抗震三水準(zhǔn)角度講，抗震規(guī)范的梁截面寬厚比等級(jí)限值，實(shí)際上是充分發(fā)揮截面塑性耗能及全截面塑性承載力，籍此來(lái)提高大震下結(jié)構(gòu)的抗震性能。
9.2.1單層的輕型鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合專(zhuān)門(mén)的規(guī)定---門(mén)式剛架規(guī)范的要求。
9.2.14廠(chǎng)房框架柱、梁的板件寬厚比，應(yīng)符合下列要求：
1重屋蓋廠(chǎng)房，板件寬厚比限值可按本規(guī)范第8.3.2條的規(guī)定采用，7、8、9度的抗震等級(jí)可分別按四、三、二級(jí)采用。
2輕屋蓋廠(chǎng)房，塑性耗能區(qū)板件寬厚比可根據(jù)其承載力的高低按性能目標(biāo)確定。塑性耗能區(qū)外的板件寬厚比限值，可采用現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017彈性設(shè)計(jì)階段的板件寬厚比限值。
條文說(shuō)明：9．2．14板件的寬厚比，是保證廠(chǎng)房框架延性的關(guān)鍵指標(biāo)，也是影響單位面積耗鋼量的關(guān)鍵指標(biāo)。本次修訂，對(duì)重屋蓋和輕屋蓋予以區(qū)別對(duì)待。重屋蓋參照多層鋼結(jié)構(gòu)低于50m的抗震等級(jí)采用，柱的寬厚比要求比2001規(guī)范有所放松。
對(duì)于采用壓型鋼板輕型屋蓋的單層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房，對(duì)于設(shè)防烈度8度(0．20g)及以下的情況，即使按設(shè)防烈度的地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行彈性計(jì)算，也經(jīng)常出現(xiàn)由非地震組合控制廠(chǎng)房框架受力的情況。因此，根據(jù)實(shí)際工程的計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)如果采用性能化設(shè)計(jì)的方法，可以分別按“高延性，低彈性承載力”或“低延性，高彈性承載力”的抗震設(shè)計(jì)思路來(lái)確定板件寬厚比。即通過(guò)廠(chǎng)房框架承受的地震內(nèi)力與其具有的彈性抗力進(jìn)行比較來(lái)選擇板件寬厚比：
當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力均滿(mǎn)足高承載力——2倍多遇地震作用下的要求(γGSGE＋γEh2SE≤R/γRE)時(shí)，可采用現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017彈性設(shè)計(jì)階段的板件寬厚比限值，即C類(lèi)；當(dāng)強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力均滿(mǎn)足中等承載力——1．5倍多遇地震作用下的要求(γGSGE＋γEh1．5SE≤R/γRE)時(shí)，可按表6中B類(lèi)采用；其他情況，則按表6中A類(lèi)采用。
其他情況即是按多遇地震計(jì)算并滿(mǎn)足承載力強(qiáng)度要求。不難發(fā)現(xiàn)A類(lèi)相當(dāng)于鋼框架抗震等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)的水平，相對(duì)單層鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房的重要性來(lái)講，構(gòu)造措施相當(dāng)嚴(yán)格。
3、《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB 51022-2015：
2 構(gòu)件中受壓板件的寬厚比，不應(yīng)大于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB 50018規(guī)定的寬厚比限值；主剛架構(gòu)件受壓板件中，工字形截面構(gòu)件受壓翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比，不應(yīng)大于15
；工字形截面梁、柱構(gòu)件腹板的計(jì)算高度hw與其厚度tw之比，不應(yīng)大于250。當(dāng)受壓板件的局部穩(wěn)定臨界應(yīng)力低于鋼材屈服強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按實(shí)際應(yīng)力驗(yàn)算板件的穩(wěn)定性，或采用有效寬度計(jì)算構(gòu)件的有效截面，并驗(yàn)算構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定。
3．4．3 當(dāng)?shù)卣鹱饔媒M合的效應(yīng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 工字形截面構(gòu)件受壓翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比，不應(yīng)大于
；工字形截面梁、柱構(gòu)件腹板的計(jì)算高度hw與其厚度tw之比，不應(yīng)大于160；
4、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99-2015
總則說(shuō)明此規(guī)程針對(duì)高層建筑，在基調(diào)上確定本規(guī)程的一切要求嚴(yán)于前述三本規(guī)范。
1．0．4 抗震設(shè)計(jì)的高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)其房屋高度、規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類(lèi)型等超過(guò)本規(guī)程的規(guī)定或抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等有特殊要求時(shí)，可采用結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行補(bǔ)充分析和論證。
簡(jiǎn)單結(jié)論：前述規(guī)范確定建筑等級(jí)及設(shè)計(jì)方法主要還是依照抗震敏感性，而抗震敏感性還是和結(jié)構(gòu)自重、建筑形態(tài)掛鉤，因此按照規(guī)范松與嚴(yán)的構(gòu)造措施不難理解具體情況具體分析的設(shè)計(jì)思路是正確的。
