钢结构夹层设计总高度如何满足小截面的技术探讨

       近期，设计师给某客户设计了一个钢结构夹层项目，原结构为混凝土框架结构的多层洋房，原设计一层、二层之间某些区域为跃层，应客户使用需求，需将跃层区域做钢结构楼板，以做二楼使用。如下图区域即为新增钢结构夹层区域（钢夹层设计楼面恒载3.5KN/m2，楼面活载2.0KN/m2，施工荷载为1.5KN/m2）：

       由于一层、二层层高为3.15米，客户要求保证新增钢结构夹层完成面的最低点标高为2.85米，则就需要设计楼板 钢梁的总高度只有0.3米，而新增钢梁最大跨度（中部区域）有5.5米，所以如果按传统设计“楼板下设钢梁”的方式无法满足0.3米高的要求，因此需要将楼板下沉以降低夹层的总高度，设计师将次钢梁在主钢梁上平面标高基础上下降0.08米（楼板设计高度为120mm），然后主钢梁上平面低于原混凝土框架梁0.04米，以预留楼板分布筋网片和保护层厚度的空间。另外，即便如此，主钢梁5.5米跨度所需要的钢梁截面高度至少为350mm（H型钢），仍旧无法满足0.3米的高度要求，因此，设计师考虑将主钢梁截面高度控制为0.25米，为保证钢梁挠度满足设计要求，需要增加主钢梁的惯性矩Ix，最终选取HW250x255型钢作为主截面，并左右新增通长焊接一块8mm厚度腹板以增加截面惯性矩Ix，截面如下大样图：

将HW250x255钢梁增设两块通长腹板之后，惯性矩Ix由原来的11340cm4（挠度值1/399.32≤1/400）变为12798.8cm4（挠度值1/451≤1/400），满足设计要求。如此，主钢梁截面0.25米 钢梁顶预留0.04米之后的总高度为0.29米，满足设计和客户使用要求。钢结构夹层剖面如下大样图所示：

       本次技术探讨主要是如何保证钢结构夹层的设计高度能满足设计和客户的使用要求，其他设计内容不做详述。经此次技术分析，并不是钢结构夹层只能做得很厚，很难在空间小的地方采用，而是在设计过程中能够通过相关的技术手段来实现降低夹层总厚度的要求。