这两年发生多起钢屋面结构坍塌事件，住建部今年还开展了专项检查行动，但是就在前几天（11月18日），又见吉林省白城市的一滑冰馆的钢屋面结构发生了坍塌，并且最近这次可以排除大雪等偶然超载因素的存在。结构发生坍塌的原因可能有许多，比如大雪、违规堆载、施工质量等等，但是同类型的结构屡次发生类似的事故，不仅让人怀疑是否在结构设计中存在系统性的问题。本文从钢屋面梁支座节点设计的角度进行探讨，希望能够为大家提供参考。
坍塌钢屋面的典型结构特征
起坡钢屋面梁的支座推力和位移
在实际工程中，屋面通常存在3%~5%的坡度，特殊情况下坡度可能更大。由于与下部结构不同，因此在结构设计时，这类屋面钢梁一般按照简支梁进行计算，并且由于屋面坡度较小，计算时忽略坡度的影响。按照这种计算方法，屋面梁两端的支座处仅存在竖向反力，因此梁端支座连接节点的设计很简单，特别是锚栓不受力，仅作为限位构造。但是，在实际施工中，往往利用锚栓直接将梁端与下方钢筋混凝土结构进行连接，这种情况下水平位移一定程度上受到限制，节点处可能存在水平推力。
假定钢屋面梁的跨度为L，双坡对称屋面，跨中的起坡高度为h（图1），梁上作用均布竖向线荷载qy（相对于投影面）。
支座水平推力：
支座水平位移：
上式可知单侧水平位移与跨中竖向位移成正比，两者之比即为坡度。如果其中一侧的水平位移被约束，那么另外一侧的水平位移为上式的2倍。
典型算例：
假定钢屋面梁跨度为25m，截面为H850x250x12x16，梁上的均布线荷载标准值为10kN/m，设计值为14kN/m。
从坡度为零开始，水平推力随着坡度的增加逐步增大，在5%左右达到最大值竖向反力的约7倍，继续增大坡度，两反力的比值逐步减小。
如果记坡度r =2h/L，考虑荷载标准值组合，可以求得梁跨中的竖向挠度为：127.36mm，单侧支座处的水平位移为127.36r (mm)，一侧水平位移约束时则为：254.72r (mm)。
起坡钢屋面梁的支座设计建议
