柱采用混凝土柱，屋面体形采用轻钢体系，屋面梁采用实腹式钢梁，这类结构体系在近几年国内的实际应用中较常见。由于混凝土柱与屋面钢梁的连接处较难达到刚接连接，因此梁柱的连接一般采用铰接连接形式，而一般门式刚架结构中边柱与梁的连接均采用刚接连接形式，由于连接形式的不同，致使这种体系单榀刚架的受力截然不同于一般的门式刚架，设计的时候就不能简单的把门式刚架的钢柱替换为混凝土柱。    

采用这种结构形式通常是因为厂房的防火（防腐）等级较高，而钢柱在防火防腐方面是很不理想的，所以一般采用混凝土排架，但业主为了节约成本，屋面就采用轻钢体系，钢梁来代替混凝土梁。大部分情况是原来设计采用混凝土排架，混凝土柱浇筑了一部分，业主要采用钢梁来代替混凝土梁，这时候，边刚架柱于钢梁的连接形式除了可以按一般铰接连接形式考虑，还可以考虑刚接，具体形式为：在混凝土柱头设一段钢柱，钢柱与混凝土柱的连接类似外包柱脚，混凝土柱作为钢柱的嵌固端。这样钢柱与钢梁即可以采用普通门式刚架节点连接，整体模型可以按门式刚架规范计算（混凝土柱按混凝土规范计算），屋面梁的挠度等控制参数可以按《CECS102：2002》来控制了。不过这种节点较少采用，建模可以按普通门式刚架操作，就不赘述了。

这种体系中节点的连接形式一般为混凝土柱柱底刚接，柱头与钢梁铰接，多跨情况下的混凝土柱与钢梁的连接采用钢梁连续，混凝土柱铰接于钢梁底部的方法。

这类结构已经超出门刚的使用范围了，结构类型应该选“单层钢结构厂房”，如果为抗震地区且计算地震作用，STS程序会自动按照抗震规范第九章单层钢结构厂房中的规定进行控制；混凝土柱按照混凝土结构设计规范进行设计，满足混凝土设计规范相应要求，钢梁应满足钢结构设计规范相关要求。当屋面梁采用变截面H型钢梁是，屋面梁的承载力验算应按照门式刚架规程进行验算，以考虑轴力的影响与变截面的稳定验算，但局部稳定应满足钢结构设计规范、抗震规范的要求，挠度控制可以考虑轻型屋面体系对挠度的不敏感，可以较钢结构设计规范中的L/400放宽。

在单榀刚架设计时，应采用混凝土柱与钢梁整体建模分析。钢梁对混凝土柱的约束反力与混凝土本身的刚度是直接相关的，为了真实反映内力的情况，所以应该进行整体分析，并以整体分析的结果来设计基础、混凝土柱的配筋。把它们割裂开来分别进行设计，往往使设计结果带来不安全的隐患：如果在柱与基础设计的时候，没有考虑屋面斜梁对柱的推力，会导致柱配筋与基础设计的严重偏小，按这种方式设计的结构在安装过程中就可能出现基础被翘起、混凝土柱顶位移过大、柱身出现裂缝、钢梁挠度过大等问题。而在分析钢梁的时候，把钢梁两端视为固定铰支座或建两根短的下端刚接混凝土柱作为支座都会夸大混凝土柱对钢梁的约束作用，导致钢梁轴力增大，跨中弯矩减小、挠度减小等不真实情况，这时候往往会出现安装后钢梁的挠度大于计算挠度、钢梁局部失稳、局部压屈等不安全问题。

整体分析时，分析模型要与连接构造处理相对应。混凝土柱与钢梁的铰接节点一般存在三种构造：完全抗剪连接，这种构造连接可以把梁端的推力以剪力的形式完全传递给混凝土柱；完全滑移连接，这种构造连接容许梁端相对于混凝土柱顶自由滑移，梁端的推力由于相对滑移而释放，作用力不传递给混凝土柱；介于以上两者之间的部分滑移构造连接，这种构造连接容许梁端相对于混凝土柱顶有一定的滑移量，梁端的推力由于相对的滑移而部分释放，剩下部分的推力以剪力的形式传递给混凝土柱。这三种不同的连接对应不同的计算模型，对于这三种计算模型，内力分析结果是存在非常大的差异的。下表为某一单跨结构不同的连接计算模型的分析结果。

在目前版本的STS中，可以考虑混凝土柱与钢梁的整体建模，整体分析，程序会自动根据整体分析的结果按照混凝土结构设计规范进行混凝土柱配筋验算，按照选定的钢梁构件验算规范进行钢梁的验算，在布置基础的情况下也能同时根据整体分析柱底力完成基础的计算。

在STS中，考虑混凝土柱顶与钢梁的不同连接构造，可以通过设置混凝土柱顶不同约束情况来实现：完全抗剪连接：定义梁端铰接连接；完全滑移连接：定义梁端铰接＋混凝土柱顶定义约束为“水平方向自由滑动”；部分抗剪连接：定义梁端铰接＋混凝土柱顶定义约束为“约束水平方向相对位移差”。

对于定义完全滑移与部分滑移的模型，必须保留一个梁端为完全约束的普通铰接节点，否则会形成可变体系，是计算无法进行。在定义完全滑移或部分滑移约束的情况下，STS分析结构中，在查看混凝土柱的构件信息时，能够发现程序计算处理的滑移量，这个计算结构可以用来处理滑移的节点构造。下载本文