大會(huì)堂工程鋼結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)介紹

此份結(jié)構(gòu)總結(jié)原為1959年11月5日油印件，由 市建筑設(shè)計(jì)先生收藏。原文配有大量結(jié)構(gòu)分析插圖，已遺失。此次編輯中仍保留文中插圖位置及編號(hào)，以，1935年生， 設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)工程師，1979年左右調(diào)入 ，市建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)工程師

6116800/850/平方米（皆未包括鋼架自重）；還有構(gòu)件重，如宴會(huì)廳屋架Φ1自重為141噸。鋼結(jié)構(gòu)部分和整個(gè)工程一樣是在“邊設(shè)計(jì)、邊修改、邊制造、邊吊裝”的情況下進(jìn)行工作的，全部鋼結(jié)構(gòu)工作量為3915噸，包括觀眾廳屋頂、宴會(huì)廳屋頂、和觀眾廳挑臺(tái)三部分。從方案選擇到施工圖完成不到二個(gè)月時(shí)間，制造和吊裝全部時(shí)間也不過(guò)三個(gè)在選擇的過(guò)程中經(jīng)過(guò)一番爭(zhēng)論。就工程性質(zhì)而言是須要采用優(yōu)質(zhì)鋼材的，可是結(jié)合工程特點(diǎn)來(lái)看就產(chǎn)生了“需要與可能”的。要在那么短的時(shí)間內(nèi)完成這樣巨大的工程，一出圖就立即要求材料供應(yīng)跟上。在這種情況下要立即叫鞍鋼供應(yīng)幾千噸優(yōu)質(zhì)合金鋼或鋼是不可能的?？墒枪こ瘫仨毴缙诮ǔ?，因此經(jīng)過(guò)研究，并采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，達(dá)到了確保安全堅(jiān)固實(shí)用的目的后決定全部用沸騰鋼。在本工程設(shè)計(jì)中還密切地注意到制造和吊裝的方便，大膽地初次采用大跨度的鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)，解決了過(guò)多的拼接接頭問(wèn)題，縮短了制造時(shí)間。在結(jié)構(gòu)型式和節(jié)點(diǎn)連接上也吸取了吊裝單位意見(jiàn)，盡量采用簡(jiǎn)單的鉸接方法，使吊裝工作能較順利地進(jìn)行。在工程進(jìn)行中派設(shè)計(jì)人員駐廠，隨時(shí)聽(tīng)取制造廠的意見(jiàn)，并作必要的修改。如挑梁的分段工地拼接大樣就是接受了沈陽(yáng)橋梁廠的意見(jiàn)將式改為對(duì)接式，便利了后來(lái)工地拼配的進(jìn)行。在吊裝進(jìn)行中，設(shè)計(jì)人參加到吊裝指揮部里去，共同研究吊裝方法，隨時(shí)解決發(fā)生的問(wèn)題，使之不延誤工期。遇到重大的問(wèn)題時(shí)，總是把方案擺出來(lái)提請(qǐng)及專家組，和制造單位吊裝單位共同商討解決，如鋼材疵病及現(xiàn)場(chǎng)鉚釘?shù)馁|(zhì)量問(wèn)題就都是在這樣情況下獲得及時(shí)解決的。還像三層挑臺(tái)邊挑梁及托架的吊裝問(wèn)題，這是大家認(rèn)為最棘手的問(wèn)題，可就是在吸取吊裝隊(duì)老工人的意見(jiàn)后解決的。這些事例都說(shuō)明了群眾路線的生命力。在設(shè)計(jì)上應(yīng)用了先進(jìn)技術(shù)規(guī)范，在制造和吊裝上也因地制宜采用土洋結(jié)合辦法（有的30噸吊車(chē)，又有簡(jiǎn)單的人字扒桿）而達(dá)到先進(jìn)技術(shù)水平。像這樣重大的《人民工程鋼結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)介紹》封面、及原原鋼結(jié)構(gòu)工程在國(guó)內(nèi)民用建筑方面還是很少遇見(jiàn)的，可是下在各兄弟單位（黑色冶金設(shè)計(jì)院、建工部機(jī)械局設(shè)計(jì)室）的大力協(xié)助下，經(jīng)過(guò)全體設(shè)計(jì)人員和工人的努力，終于如期的完成任務(wù)。這不能不說(shuō)是總路線的勝利。下面分項(xiàng)介紹各部分的結(jié)構(gòu)情況，并就工程實(shí)踐中遇到的幾個(gè)主要問(wèn)題提出的看法。766145米。此部分結(jié)構(gòu)規(guī)定要按八級(jí)抗震設(shè)計(jì)，因此在鋼結(jié)構(gòu)上必須考慮防震措施。建筑體型要求是平頂屋架下弦有復(fù)雜的吊頂天棚。還要讓設(shè)備管道穿行方便。工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求屋架最大撓度不超過(guò)1／500。6161×91.5×6126米加一道水平壓桿。下弦桿上每隔6米布置一道吊頂鋼梁。整個(gè)屋蓋和四周砼骨架形成一整體空間結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。桿則用十字形。屋架最大撓度度為1／700。主要節(jié)點(diǎn)尤其是支座節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)板按構(gòu)造要求予以放大，并加鑲邊角鋼（見(jiàn)圖4）。支座螺栓采取后澆灌宴會(huì)廳平面形狀為十字形，南北長(zhǎng)76米、東西長(zhǎng)84米，中間為48.6×56.2米的矩形，在矩形四角設(shè)置四根大柱。支承全部屋蓋重量。其余結(jié)構(gòu)布置：由于建筑體型要求為平屋頂，所以在結(jié)構(gòu)上只能采取平面系統(tǒng)。而且還必須照顧到平頂天棚和通風(fēng)管道的技術(shù)要求?；谶@種情況只能采用平行弦空腹桁架。但是可以有二種布置方案。一種是采用主次梁方式，另一種是用井字梁方式?，F(xiàn)在將這二種方案的比較結(jié)果分述于下：井字梁方案在這種近乎方形的平面中就理論說(shuō)來(lái)是比較合理的，撓度可較小并能減輕東西向主屋架的負(fù)擔(dān)，但是在節(jié)點(diǎn)構(gòu)造上繁瑣，而且二梁相交必極（都系簡(jiǎn)支）連接簡(jiǎn)單，吊裝方便，效果能預(yù)計(jì)到，制造和吊裝方面也能保證符合設(shè)計(jì)要求。因此決定采用第二方案。在東西向布置二榀主屋架Φ1，支承在四根角柱上。南北向每隔6米布跨度為56.2的次架Φ3，支承在主屋架的豎桿上。在南北柱軸上布置二榀次主屋架Φ2，負(fù)擔(dān)以外的東西二翼屋蓋重量。Φ2Φ1的端豎桿上。所以全部屋蓋重量都通過(guò)Φ1傳到柱上去（5）。這樣的布置有下列優(yōu)點(diǎn)：①傳力明確，支座構(gòu)造簡(jiǎn)單。把Φ2也直接放在柱頂?shù)脑?，則Φ1與Φ2支座勢(shì)必，造成構(gòu)造與施工皆。②對(duì)四根角柱來(lái)說(shuō)為受壓不受偏心力矩。105Φ5，Φ6Φ1豎桿上，一端連接在砼骨架上（9）。之所以這樣做是為了保持Φ1的側(cè)向穩(wěn)定，防止其有向內(nèi)傾側(cè)的可能。尤其是在吊裝的過(guò)程中作用更為明顯，當(dāng)Φ1安裝完后就裝上Φ5，Φ6。這樣形成了一個(gè)穩(wěn)定體系，在整榀吊裝Φ3時(shí)，也不致于因?yàn)榕既坏淖矒舳穰?有傾側(cè)的。支撐布置方法，按照抗震要求設(shè)置封閉式平面與空間支撐。與Φ1141噸，所以沒(méi)有整體吊裝的可能。必須在高空就位拼鉚。這樣下承式屋架對(duì)高空拼配較為方便。也為Φ2的連接創(chuàng)造條件。還有主要的一點(diǎn)是四根角柱頂端皆與屋架鉸接，用下承式能減低7米高度，也就相應(yīng)地減小地矩1200噸米（屋架給柱端水平力=15噸），這對(duì)設(shè)計(jì)柱子來(lái)說(shuō)是一非常可觀數(shù)字。Φ3與Φ1的連接采用式，即將Φ3板Φ1工形豎桿的腹壁中去。這種結(jié)合的好處是整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)較擱置式的更趨穩(wěn)定（14），但必須考慮制造與吊裝的技術(shù)水平。因?yàn)橹灰菁荛L(zhǎng)度或就位稍有誤差的話，則Φ1與Φ3的連接孔就不能對(duì)正，而致于無(wú)法打鉚，因此若制造與吊裝技術(shù)沒(méi)有充分把握不宜用此種連接方法。Φ1由于荷載大所以弦桿用雙腹壁箱形斷面，腹桿用工形斷面弦桿槽中（圖7），在重型構(gòu)件上用這種斷面構(gòu)造上來(lái)說(shuō)還是比較緊湊的。Φ2弦桿用豎工形斷面，這對(duì)受軸力構(gòu)件是很合適的（8。Φ3Φ1、Φ2一樣是雙斜式的，但是節(jié)間長(zhǎng)度為6米，較后者小一倍。（15。目的是為了減小上弦節(jié)間力矩，但這種做法現(xiàn)在看來(lái)是不如觀眾廳屋架采用再分桿的好。全部屋架的撓度都小于1／550這符合高級(jí)平頂天棚的技術(shù)要求。關(guān)于支座設(shè)計(jì)及斷面形式比較詳見(jiàn)第三部分。在兩個(gè)屋蓋上都是在屋架上直接鋪預(yù)制屋面板，不用鋼檁子，這樣吊裝程序少，平面剛度大。但是在設(shè)計(jì)上不考慮屋面板對(duì)弦桿的支撐作用，這是因?yàn)槲菝姘迮c弦桿的焊縫不能完全保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求。尺寸計(jì)算方便，編號(hào)類型減少，連接容易；③剛度要強(qiáng)，要控制挑梁的自振頻率，周期一般不宜大于0.25秒，使人在挑臺(tái)上不會(huì)有顫動(dòng)的感覺(jué)；④除了計(jì)算垂直力之外，還必須考慮縱向和橫向的水平力作用，所以必須有水平錨固措施，抵抗傾覆的安全系數(shù)應(yīng)不小于1.5倍，錨固螺栓要避免受拔力作吊裝方案，要預(yù)計(jì)到因安裝弧形結(jié)構(gòu)的技術(shù)而可能帶來(lái)的偏差，必須使構(gòu)件之間的連接和構(gòu)件本身的工地拼接能便于打鉚或電焊；⑦要注意到鋼結(jié)第一個(gè)方案是“”即是把鋼柱一直通到三層挑梁底，二層挑梁前面支撐在砼柱上，后進(jìn)鋼柱洞內(nèi)，三層挑梁前面支在鋼柱上，后進(jìn)鋼筋砼墻洞內(nèi)。這樣二者都為單懸臂梁（圖21①；②鋼柱直通垂直力傳遞直接。缺點(diǎn)是：①二層挑臺(tái)水平力傳遞復(fù)雜，要先由挑梁傳給鋼柱再由柱傳給后面拉梁，這里面要通過(guò)許多焊縫或鉚釘螺栓力線曲折；②鋼柱開(kāi)洞挑梁此處細(xì)部構(gòu)造極復(fù)雜，柱中次應(yīng)力甚大，吊裝就位也較。第二方案是“柱斷這里和上一方案不同之處即是把鋼柱切斷分為上下二截，二層挑梁直通插到后面砼墻洞里去，取消二道拉梁，變稱雙孔懸臂梁。并把上截鋼柱設(shè)計(jì)成為一個(gè)多跨連續(xù)門(mén)型框架的一部分鋼柱截面改為工形鉚接柱（17）。三層挑梁照舊不變，這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)：①縱向水平這二個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)專家組的研究討論，決定采用“優(yōu)多缺少”的第二方案。在平面布置上也有兩種方法，一種是與建筑臺(tái)（每榀挑梁都一樣缺點(diǎn)是幾何尺寸繁瑣測(cè)量放線難，吊裝就位不易完全正確，主次連接處都有角度，連接板均須煨彎。后者的優(yōu)點(diǎn)就正是前者的一些臨時(shí)性缺點(diǎn)，但是每榀梁都不一樣，制造極費(fèi)時(shí)。因此在這個(gè)工程里采用放射狀布置。挑臺(tái)方案中幾個(gè)要點(diǎn)。①結(jié)合完全采取鉸接（見(jiàn)圖24～26），挑梁一切支座都采用鉸支座形式。并且明確規(guī)定柱子只受垂直荷重。尾支點(diǎn)的砼墻也只受垂直力，水平力直接由墻后柱梁負(fù)擔(dān)。這樣的原則不但使聯(lián)結(jié)構(gòu)造簡(jiǎn)單，而且能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。因?yàn)閯偠纫筇裘娓哌_(dá)4～米，而柱子受建筑限制只有60～70厘米寬。因此要采用固接的形式是不可能的。柱子將會(huì)因負(fù)擔(dān)彎矩或水平力而引起巨大的變形。尾部鋼筋砼高墻只使其負(fù)擔(dān)垂直力而不受力矩。這在結(jié)構(gòu)上也是合理的。②二層挑梁采用雙孔伸臂式梁（見(jiàn)圖27）。挑出長(zhǎng)度為16.4米。第一為6米，第二6～14米。挑梁直接預(yù)留墻洞中，使水平力傳遞明確。鋼柱切斷分為兩截（見(jiàn)圖20），上層鋼柱壓在二層挑梁上。（把此處挑面局部放大并將把兩段拼鉚成一整體。連接板須按圓弧曲率煨彎（見(jiàn)圖16）。④挑梁尾部伸出門(mén)閂（見(jiàn)圖19），穿通后墻。用鋼板焊成盒形門(mén)栓，穿過(guò)門(mén)閂，緊貼在墻面上。當(dāng)支座錨著螺栓有較大的剪移時(shí)就起挑梁往前沖出的作用。⑤挑梁之間設(shè)置堅(jiān)強(qiáng)支撐系統(tǒng)保證其整體穩(wěn)定，挑梁腹板每隔2.2米設(shè)置豎加勁桿，加勁桿連接次梁，次梁支承上面砼板，并為了滿足龐大風(fēng)道的穿行，所以設(shè)計(jì)成空腹桁架式，節(jié)點(diǎn)皆剛結(jié)，在腹板高度超過(guò)1.8米處就設(shè)置一至ho/δ=120左右，腹板不受擠壓應(yīng)力，其穩(wěn)定性經(jīng)驗(yàn)算是足夠的（18）（當(dāng)人都一齊湧向臺(tái)口時(shí)）卻毫無(wú)顫動(dòng)感覺(jué)。按計(jì)算的自振頻率為4.6次/秒，在最不利活荷重下梁尖撓度為0.5厘米，但實(shí)際數(shù)值一定較此值為在這次挑臺(tái)設(shè)計(jì)中，有一個(gè)重要缺點(diǎn)就是把結(jié)構(gòu)圓心與建筑圓心取得不一致，其原先意圖是為了解決二邊側(cè)三角空白地帶的負(fù)載問(wèn)題（因?yàn)槟媳倍?cè)砼骨架皆有抗震縫所以不可能從柱子上挑出砼。曲率較小是能解決一點(diǎn)邊側(cè)問(wèn)題并在負(fù)載面積上也是比較均勻的。但卻因此造成許多，如幾何關(guān)系復(fù)雜，構(gòu)件編號(hào)增多，連接角度不一等等。因此采用這種方法是得不償失的。還有由于挑梁蓋板較寬，以致次梁就位，再加上因?yàn)闃?gòu)件連接都不是直角相交，所以沒(méi)有充分考慮用螺栓結(jié)合。致使高空立銲縫采用過(guò)多。所有這些問(wèn)題都有待于今后設(shè)計(jì)時(shí)作進(jìn)一步改善。二層挑梁在設(shè)計(jì)上是三支點(diǎn)連續(xù)梁，但由于吊裝程序及時(shí)間和砼支承結(jié)構(gòu)等因素影響，以致實(shí)際情況并不完全符合設(shè)計(jì)意圖，梁身與前后三個(gè)支點(diǎn)的接觸情況不是一樣密貼的。按照工程性質(zhì)說(shuō)來(lái)人民的鋼結(jié)構(gòu)是應(yīng)當(dāng)采用優(yōu)質(zhì)鋼材，如H?-2低合金鋼或S∏-52高強(qiáng)鋼。通常對(duì)待這樣重要和大跨度的結(jié)構(gòu)也要采用平爐三號(hào)鋼?？墒且?yàn)楣こ趟俣群芸?，?yōu)質(zhì)鋼材的供應(yīng)在當(dāng)時(shí)是來(lái)不及趕上施工要求的，因此經(jīng)過(guò)慎重研究決定全部用平爐三號(hào)沸騰鋼。沸騰鋼的沖擊韌性，據(jù)最近某科學(xué)資料，在零下20℃時(shí)在焊縫的熱影響區(qū)內(nèi)尚達(dá)5.5千克每平方厘米，大于最低須要值4千克每平方厘“鋼3”。 4～55”部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下列幾項(xiàng)要求：外觀檢查是一級(jí)品，機(jī)械性能要保證抗拉極限強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、延伸率和冷彎四項(xiàng)，綜合上述 認(rèn)為在會(huì)堂工程中采用沸騰鋼是符合“多、快、好、省”的原則的。它不但可節(jié)約投資，而且能獲得鋼材的及時(shí)供應(yīng)，促進(jìn)工程速度，并且在質(zhì)量上也能符合確保安全的要求。在會(huì)堂工程的鋼結(jié)構(gòu)中， 初次采用鉚焊聯(lián)合桁架和板梁。也就是說(shuō)在桁架和板梁的腹板上，材料接頭采用焊接，而桿件連結(jié)和節(jié)點(diǎn)上采用鉚接。這種結(jié)構(gòu)在過(guò)去是少見(jiàn)的，尤其是大跨度結(jié)構(gòu)。由于本工程的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)的跨度大，如觀眾廳屋架為69米，挑梁的懸挑長(zhǎng)度為16.4米。還有荷重大斷面大如宴會(huì)廳主屋架竟重達(dá)141噸。因此在這種結(jié)構(gòu)上要全部采用焊接是的，而且也是不適宜的。因?yàn)棰?00×20δ=20。若應(yīng)用焊接的話則斷面組成頗難。傳力路線曲折，而且焊縫厚度也必定甚大，在焊接過(guò)程中收縮變形不易控制，焊接內(nèi)應(yīng)力又難估計(jì)。在保證結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量上，目前的技術(shù)水平還有一定。若改為采δ=40的鋼板。則由于厚板的機(jī)械性能及化學(xué)成分均較中板為差，可焊性就更成問(wèn)題。③目前大多數(shù)焊工的技術(shù)水平還不夠高，對(duì)焊縫嚴(yán)格檢查的科學(xué)設(shè)備不夠。因此要在短短的一個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成四千噸鋼結(jié)構(gòu)工作量并對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行全面仔細(xì)的檢查在工期上和技術(shù)上都是有的。而且現(xiàn)有幾家大如山、沈陽(yáng)橋梁廠等在鉚接技術(shù)上力量是比較雄厚的，對(duì)制造質(zhì)量說(shuō)來(lái)更有保證。根據(jù)上述理由，所以在桿件連接上都設(shè)計(jì)為鉚釘結(jié)合。可是在腹板的材料對(duì)接上卻焊接。因?yàn)殇摪骞?yīng)不定尺寸，由于鋼錠切頭率大，所以δ=20的鋼板一般長(zhǎng)度只有4.0至6.0米，這樣要接頭的地方就非常多，若都應(yīng)用鉚接結(jié)合的話，則在制造上如鉚釘排列，放樣號(hào)料等都極為。②焊接溫度要求在5攝氏度以上，在露天和大風(fēng)下施焊，以避免焊縫溫度的急劇冷卻，而降低焊縫金屬的塑性和沖擊韌性。（據(jù)最近材料，低碳鋼在零下5攝氏度時(shí)施焊對(duì)焊縫的工藝、機(jī)械性能如沖擊韌性、脆性臨界溫度和硬度等影響極微。）③腹板對(duì)接必須采用自動(dòng)電焊，并且在焊接20毫米鋼板時(shí)不鏟坡口以減小焊閃寬度。避免熱影響區(qū)過(guò)大及溫度過(guò)高。由于自動(dòng)電焊的熔渣覆蓋著④自動(dòng)電焊的電流大小及行車(chē)進(jìn)條速度等決定必須先做試件。根據(jù)對(duì)試件的檢驗(yàn)結(jié)果來(lái)定操作規(guī)程。對(duì)試件要進(jìn)行X光和機(jī)械性能試驗(yàn)。要保⑤在焊接時(shí)焊縫的交錯(cuò)和集中。不允許有十字交叉的焊縫。二個(gè)丁字縫的距離也必須大于40毫米。在焊縫上打有鉚孔，鉚孔離焊縫至250毫米。以防止應(yīng)力集中（見(jiàn)圖29）⑦焊條質(zhì)量必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)。要選用優(yōu)質(zhì)焊條，但直徑不宜過(guò)粗。焊工技術(shù)要經(jīng)過(guò)考試，要嚴(yán)格遵照焊接規(guī)范。構(gòu)件施焊時(shí)要在專門(mén)臺(tái)架上進(jìn)行，校采用了以上措施。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后 認(rèn)為對(duì)接焊縫的質(zhì)量能與主材按等強(qiáng)度計(jì)算，具體數(shù)值如表型鋼的材料接頭仍采用鉚接。因?yàn)樾弯摻宇^不能用自動(dòng)焊，手工焊質(zhì)量也難保證，且型鋼為定尺寸（12.5）。所以用鉚接是合適的支座的功能為傳遞屋架垂直力和水平力給支承結(jié)構(gòu)。因?yàn)楸竟こ虨槠咧涟思?jí)抗震結(jié)構(gòu)又是大跨度結(jié)構(gòu)。因此在支座設(shè)計(jì)上還必須考慮力作用下的要求和溫度變化問(wèn)題。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，最初是考慮采用輪軸支座。這種支座形式符合理論計(jì)算圖形，可是其制造復(fù)雜，須用鑄鋼鑄成，用焊接隔板做起來(lái)也甚。其加工精密度高，非一般金屬結(jié)構(gòu)能做。由于屋架的垂度只有1/500左右，所以支座轉(zhuǎn)角不大，又是靜載荷，因此沒(méi)有必要做成這種插座式支座。又如觀眾廳大跨度屋架為了適合溫度變化的要求，是應(yīng)該做成一邊固定一邊活動(dòng)的支座。可是這樣就不能與兩端鋼筋砼支承結(jié)構(gòu)連結(jié)成一整體，不符合抗震結(jié)構(gòu)的要求。因此就否定了活動(dòng)支座。為了制造簡(jiǎn)單起見(jiàn)改用了二端固定式弧形支座（30甲）。采用適當(dāng)?shù)那拾霃绞怪軌驖M足轉(zhuǎn)動(dòng)的要求和承壓強(qiáng)度。又為了避免過(guò)大的溫度應(yīng)力，所以設(shè)計(jì)成有限制的滑動(dòng)，即當(dāng)溫度內(nèi)力超過(guò)屋架與支座接觸面的摩擦力就能開(kāi)始滑動(dòng)。這樣就能兼顧到溫度與二者的要求。其做法是在弧形支座的墊板上一端打圓大小與錨固螺栓同，另一端打橢圓大小等于錨栓直徑加溫度漲縮的滑動(dòng)量。這樣最大的溫度內(nèi)力就只等于接觸面的摩擦力了。A柱上做固定支座，B、C二柱上做單向滑動(dòng)輪軸支座，D柱上用雙層輪軸做雙向滑動(dòng)支座（圖31）一來(lái)A柱實(shí)質(zhì)上即為制動(dòng)柱，當(dāng)時(shí)全部水平力將由此柱承當(dāng)，其他三柱都能自由擺動(dòng)。故四柱受力極不均勻，整體性極差，不能保證整個(gè)結(jié)構(gòu)在下的共同作用。因此仍定在四柱口都采用一律的固定弧形支座，以保證結(jié)構(gòu)的整體性。因?yàn)榭紤]到柱上的主桁架仍是雙腹壁型桁架，節(jié)點(diǎn)剛度極強(qiáng)，能夠負(fù)擔(dān)由于溫度引起的次應(yīng)力。所以墊板上的錨栓孔皆用圓孔。由于垂直大，支座摩擦力已勝過(guò)溫度內(nèi)力，故實(shí)際上也不可能有滑動(dòng)（圖32）。在設(shè)計(jì)上考慮了這樣的要求，只給支承結(jié)構(gòu)傳遞垂直和水平力，而不引起力偶。由于挑梁的垂度只有1/1600，支座轉(zhuǎn)角極小，所以采用弧形支座是完全合適的。并且明確規(guī)定，水平力完全是尾部支點(diǎn)鋼筋砼墻承受，因?yàn)殇撝膭偠扰c挑梁相比之下小得多，若承當(dāng)水平力或力矩則設(shè)計(jì)連接甚難，整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也不好，會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移。因此只在挑梁尾部上面蓋板上鉚上二塊水平擋板（6），以錨栓的彎曲，使挑梁的水平力能通過(guò)錨栓的受剪傳給砼墻，直接由墻后拉梁承受，下面蓋板上不設(shè)擋板以防止力偶作用。要注意此擋板不能妨礙挑梁的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以其和座板之間應(yīng)有一定的空隙，但空隙又不能過(guò)大，以防止挑梁的水平走動(dòng)，所以在本設(shè)計(jì)中采用為1毫米。此外還在挑梁尾部設(shè)計(jì)一個(gè)門(mén)閂，用鋼板焊成的箱形門(mén)栓把住在砼墻上。此門(mén)栓是只當(dāng)挑梁上的錨栓有較大的剪切變形后發(fā)生作用，在平時(shí)由于其和砼墻上不是完全密貼，所以是不受力的。這樣的構(gòu)造能確保挑梁不會(huì)向前滑動(dòng)。還有一點(diǎn)在屋架和挑梁的全部支座上的錨螺栓帽下面都設(shè)置了彈簧墊圈。它一方面在時(shí)能起緩沖作用，在平常又能防止由于梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)錨栓帶來(lái)的拔力。在本工程中，所有的錨栓都是在構(gòu)件就位校正完畢后才裝入的，然后澆注砼。這一點(diǎn)在民用建筑中尤其在快速施工下是很重要的經(jīng)驗(yàn)。若先把錨栓埋在砼中則吊裝重型構(gòu)件要就位時(shí)就非常，若稍有誤差的話就將引起沒(méi)法安裝的。可是在砼澆注時(shí)稍許的偏差是極其平常的情況。T（H形）斷面，在重型桁架中還有采用雙腹壁組合斷面（33）根據(jù)本工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尤其是對(duì)于大跨度結(jié)合在選用斷面形式應(yīng)考慮下列問(wèn)題。（1）盡量避免偏心。使斷面的重心線跟桿件鉚釘交會(huì)線一致。因?yàn)樵诿裼媒ㄖ形菁艿暮芍匾话闶莿虿嫉?，很少?dòng)載和集中載荷，所以桿件內(nèi)力經(jīng)常是軸力，彎矩不大甚至沒(méi)有，故以選擇對(duì)稱形式的斷面為宜。T形斷面（如二個(gè)角鋼加水平蓋板和垂直腹板組成）的優(yōu)點(diǎn)是可利用腹板作為節(jié)點(diǎn)板的一部分。節(jié)省節(jié)點(diǎn)板，并使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造緊湊；其次是斷面面積變更容易，可以調(diào)節(jié)腹板和蓋板的大小來(lái)達(dá)到目的。故它適合用于30米以下跨度及受局部集中力的屋架。在大跨度屋架應(yīng)用起來(lái)就不適宜。首先是偏心問(wèn)題嚴(yán)重，因?yàn)檩S力大，所以略有偏心的話則彎矩就相當(dāng)可觀；況且腹板不能無(wú)限大，15，當(dāng)需要很大的斷面時(shí)也難于滿足要求。其次是平面外剛度差，尤其是當(dāng)屋架采用整體式吊裝時(shí)，這個(gè)問(wèn)題更顯出重要。觀眾廳69米屋架剛一起吊，T形的桿就立刻失去平面外的穩(wěn)定。這是很重要教訓(xùn)。因此認(rèn)為仍以采用豎工形斷面作為弦桿為宜，在受力不大的腹桿上可采用T字?jǐn)嗝?，端斜桿以采用二向剛度相同的十字形斷面最好。工形斷面的缺點(diǎn)仍在變更斷面時(shí)較，不能變更角鋼的大小只能變角鋼厚度及蓋板大小。（2）要考慮到桿件連接和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。若是節(jié)點(diǎn)上鉚釘很多時(shí)，為了連接方便，可考慮采用寬翼緣的橫工形斷面。但是弦桿一經(jīng)采用它，則勢(shì)必全及拼接做法都跟吊裝方法有密切關(guān)系。會(huì)堂工程在這方面就給 提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。如觀眾廳61米鋼屋架的吊裝就是一個(gè)很好的借鑒。在設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)檫@個(gè)工程的特點(diǎn)要快要急，故在做施工圖時(shí)吊裝單位還沒(méi)有確定，當(dāng)然也就談不上確定吊裝方案了。所以只有設(shè)計(jì)人員頭腦中考慮采用二榀屋架，并排組合成為一個(gè)空間構(gòu)架整體吊裝。這樣當(dāng)然就不會(huì)有弦桿的局部穩(wěn)定問(wèn)題，因此在設(shè)計(jì)上就沒(méi)有采取什么特殊措施。在吊裝時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，不可能采用組合吊裝法，只有在單榀屋架的二端起吊，在盒形現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)是不可能立桅桿吊車(chē)來(lái)加中間吊點(diǎn)的。這樣弦桿的平面外細(xì)長(zhǎng)比就達(dá)13，所以屋架剛一離地上弦桿立刻向平面外屈折了。后來(lái)采用Φ37厘米的無(wú)縫加固上弦（圖36），試吊后仍無(wú)效。這是因?yàn)槎呓Y(jié)合是用鉛絲捆扎的。捆扎結(jié)頭易松馳，所以不起作用。最后用水平支架來(lái)加固上弦使桁架在起吊時(shí)形成為一個(gè)空間三角形構(gòu)架，并且改進(jìn)吊裝夾具，使吊點(diǎn)高出屋架重心，這樣屋架就安穩(wěn)地吊上面了。此水平支架高度采用.5米（此數(shù)要照顧到拼裝時(shí)的操作條件。桿件斷面由長(zhǎng)細(xì)比控制弦桿壓考慮1215的范圍就行（34）。全部斷面采用單角鋼，連結(jié)用粗制螺栓，便于裝卸。吊點(diǎn)夾具應(yīng)妥善設(shè)計(jì)，安全系數(shù)必須大于3。在這里還能看出另一問(wèn)題，就是屋架的形式問(wèn)題，如各方面條件的話在整體吊裝時(shí)，仍以采用上承式為宜。因?yàn)樗痪臀缓缶秃芊€(wěn)固，用不到很多臨時(shí)支撐，而且在設(shè)計(jì)上也合稱，腹桿中受拉桿件多，斷面較經(jīng)濟(jì)。假如今后再碰上這樣的吊裝問(wèn)題時(shí)，則在設(shè)計(jì)時(shí)未嘗不可考慮利用屋蓋支撐系統(tǒng)的桿件，來(lái)作為臨時(shí)加固的水平支架之用。這樣一吊上去把支架一拆開(kāi)就可馬上變?yōu)槲菁苤?，在時(shí)間上與用料上都屬經(jīng)濟(jì)。在宴會(huì)廳屋頂鋼架的安裝時(shí)，就碰上這樣的問(wèn)題。因?yàn)橹魑菁苓^(guò)重竟達(dá)141噸，所以沒(méi)有整體吊裝的可能。因此采用在屋架下搭起拼裝臺(tái)來(lái)高空就位拼配。可是屋架每一部件最少有十幾噸重。所以必須立起四臺(tái)桅桿起重機(jī)來(lái)吊部件，恰好樓板下有四根柱子來(lái)作為起重機(jī)的支點(diǎn)（38）。假如在結(jié)構(gòu)布置上沒(méi)有這幾根柱子的話，那么整個(gè)宴會(huì)廳的安裝就會(huì)遇到極大。還有在設(shè)計(jì)上應(yīng)該設(shè)計(jì)到安裝重型構(gòu)件時(shí)所帶來(lái)的一些臨時(shí)荷載。因?yàn)檫@些荷載往往是很大的（有幾十噸到一、二百噸，如挑梁的吊裝要利用屋架做吊點(diǎn)等。若事前全沒(méi)考慮，臨時(shí)才來(lái)加固就會(huì)非常。如Φ1的拼接口原先就是設(shè)計(jì)成水平對(duì)插式的。要把一個(gè)十幾噸重的部件水平另一部件中是很的，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成垂直。后者只用把構(gòu)件吊起后慢慢放下就成，不用水平移動(dòng)。如附圖3認(rèn)為重型構(gòu)件的工地拼接口最好不做成式的而應(yīng)做成對(duì)接式（外加蓋板或角鋼），以便利現(xiàn)場(chǎng)拼配，如挑梁接口最先是將腹板翼緣角鋼中還有設(shè)計(jì)工地鉚釘時(shí)必須要注意到周?chē)年P(guān)系。這次有小部分現(xiàn)場(chǎng)鉚釘因?yàn)槭艿巾殴羌艿臎](méi)法打鉚，結(jié)果只能用螺栓甚至車(chē)光梢代之。這是不得已的辦法。接翼緣角鋼中去這樣拼裝時(shí)就很難了。縱然的話也勢(shì)必把角鋼上在接口附近的鉚釘碰壞（見(jiàn)圖39）又如二層挑梁是一個(gè)雙孔伸臂式梁。由于設(shè)計(jì)時(shí)吊裝方案未定，后來(lái)為了吊裝方便，故在后部砼墻上預(yù)留空洞不埋上螺栓，采用二次澆灌砼的辦法，這樣挑梁尾部的支點(diǎn)作用就難于保證。因?yàn)槎螡补嗟捻疟砻婧弯摿褐ёg可能存在空隙，不是完全緊貼，或者是在受力變形后才緊貼。因此實(shí)際情況和設(shè)計(jì)意圖就有所出入。所以認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以靜定結(jié)構(gòu)為宜。設(shè)計(jì)鋼筋砼骨架時(shí)，給鋼梁預(yù)留的支承地方不能扣得太緊，要稍留余地，使鋼梁吊裝時(shí)能活動(dòng)一下，便于就位，省得臨時(shí)砍足削尾。這次挑梁安裝就給提出這一重要教訓(xùn)。安裝重型鋼結(jié)構(gòu)， 有一條重要的經(jīng)驗(yàn)，就是事先的測(cè)量放線一定要做得很好，很準(zhǔn)。構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)拼鉚的誤差一定要在地面校正好。構(gòu)件起吊就位時(shí)要穩(wěn)要準(zhǔn)，盡量在吊車(chē)沒(méi)有松鉤前校正好，像宴會(huì)屋架就安裝得很好，以致56跨的架Φ3插進(jìn)去后二者的鉚釘完全對(duì)正。假如構(gòu)件由于些而能正就位時(shí)小動(dòng)能校時(shí)則就，千不要硬硬糾。樣對(duì)構(gòu)沒(méi)好處，而造很大次應(yīng)力引起部形甚至破壞。像挑臺(tái)結(jié)構(gòu)的安裝就碰上這樣的問(wèn)題，由于幾何關(guān)系的復(fù)雜（都是曲線關(guān)系）和構(gòu)件重量大，所以有個(gè)別挑梁沒(méi)有按照設(shè)計(jì)就位。再由于制造上一些缺陷，如磨光沒(méi)有做