屋蓋為大跨度網(wǎng)架的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　屋蓋為大跨度網(wǎng)架的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：隨著人們對(duì)生活、工作空間的要求逐漸增高，為滿(mǎn)足建筑上大空間要求，筆者結(jié)合實(shí)例介紹一下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)頂層屋蓋為大跨度的網(wǎng)架的處理方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：大跨度網(wǎng)架；框架結(jié)構(gòu)；屋蓋 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p&

2、gt;<p><b>　　前言 </b></p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)生活、工作空間的要求越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)也越來(lái)越大。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)遇到這樣的工程：為了滿(mǎn)足建筑上大空間的要求，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)頂層屋蓋為大跨度的網(wǎng)架，如職工文化體育活動(dòng)中心、燃?xì)忮仩t房等大型工業(yè)與民用建筑。下面筆者結(jié)合某鍋爐房煤改氣工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介紹一下自己的處理方法

3、。 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　該煤改氣鍋爐房抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.2g，屬高地震烈度區(qū)，占地面積1600m2，建筑總高度為13.2米，為單層的框架結(jié)構(gòu)，屋蓋為大跨度網(wǎng)架，網(wǎng)架支撐在周邊的框架柱上，網(wǎng)架的平面尺寸為：30m×53米，網(wǎng)架厚度約為2.5m。 </p><p

4、>　　2 PMCAD中建模（網(wǎng)架層） </p><p>　　2.1 相關(guān)規(guī)范的規(guī)定 </p><p><b>　　現(xiàn)行的 </b></p><p>　　《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）第3.6.6條第一款規(guī)定：計(jì)算模型的建立、必要的簡(jiǎn)化計(jì)算與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況。 </p><p>　　2

5、.2 現(xiàn)行的《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ7-91）第3.3.1條規(guī)定：由平面桁架系組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和正防四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)慣性矩的折算，可簡(jiǎn)化為相應(yīng)的交叉梁系，用差分法進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算。梁的折算慣性矩I可按下式計(jì)算： </p><p>　　式中：At、Ab―分別為網(wǎng)架上、下弦桿截面面積 </p><p><b>　　h―網(wǎng)架高度 </b></p>

6、<p>　　因此，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，可將網(wǎng)架簡(jiǎn)化為等慣性矩的交叉梁系。 </p><p>　　3 模型的簡(jiǎn)化處理 </p><p>　　根據(jù)以上相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，PMCAD中模型的建立應(yīng)符合以下兩個(gè)條件： </p><p>　　1）、應(yīng)保證模型中網(wǎng)架平面內(nèi)的剛度與實(shí)際情況基本一致。 </p><p>　　2）、應(yīng)保證網(wǎng)架的荷載能

7、按實(shí)際受力情況傳遞到相應(yīng)的框架梁、柱上。 </p><p>　　圖PMCAD中網(wǎng)架簡(jiǎn)化示意圖 </p><p>　　基于以上兩點(diǎn)的要求，頂層網(wǎng)架屋蓋在PMCAD中模型處理方法為：按網(wǎng)架按等慣性矩的原則換算成交叉工字型鋼梁（或等代虛梁，梁材料類(lèi)別為剛性桿）輸入，并且輸入網(wǎng)架對(duì)框架產(chǎn)生的荷載。網(wǎng)架部分則單獨(dú)采用專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)架設(shè)計(jì)軟件（建研院的網(wǎng)架設(shè)計(jì)軟件MSGS或3D3S）計(jì)算。網(wǎng)架部分荷載的輸入

8、，這里考慮以下兩種方法。 </p><p>　　1）、在PMCAD中按面荷載輸入網(wǎng)架恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值及活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，軟件自動(dòng)倒算到 </p><p><b>　　各受力桿件。 </b></p><p>　　2）、直接讀取MSGS計(jì)算出網(wǎng)架各支承點(diǎn)的反力（軸力、剪力、及彎矩），然后在PMCAD中按集中荷載輸入到框架梁、柱上。 </p>

9、<p>　　當(dāng)實(shí)際的工程中，為了提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的效率，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可先用第1）種荷載輸入方法初步確定框架梁、柱的截面大小，待網(wǎng)架設(shè)計(jì)完后，再用地2）種荷載輸入方法，進(jìn)行精確的配筋計(jì)算。 </p><p>　　4 用SATWE計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　1、由于網(wǎng)架自身的荷載在PMCAD中已經(jīng)按面荷載或集中荷載輸入，這里就不應(yīng)考慮工字形鋼梁的自重(本工程跨度較大，工

10、字形鋼梁產(chǎn)生的自重占網(wǎng)架恒荷載的比重較大，造成較大的浪費(fèi))。因此，在SATWE分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義中將鋼材容重改為0.001。這樣就可以忽略鋼梁自重產(chǎn)生的荷載。 </p><p>　　2、由于支承網(wǎng)架的框架柱較高，網(wǎng)架的跨度較大，為了防止網(wǎng)架對(duì)框架柱產(chǎn)生較大的彎矩，將網(wǎng)架與框架柱的支承條件設(shè)為鉸接（用MSGS計(jì)算時(shí)，網(wǎng)架支承條件應(yīng)與PKPM模型保持一致）；并且《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》第3.1.4條規(guī)定：網(wǎng)架結(jié)

11、構(gòu)的支承條件，可根據(jù)支承結(jié)構(gòu)的剛度、支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造情況，分別假定為二向可側(cè)移、一向可側(cè)移、無(wú)側(cè)移的鉸接支座或彈性支座。因此，在SATWE特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義里，將工字形鋼梁與框架柱的連接改為鉸接，如下圖所示（局部），這樣使計(jì)算結(jié)果更加真實(shí)合理。另外對(duì)于跨層柱，應(yīng)按實(shí)際高度確定計(jì)算長(zhǎng)度，復(fù)核柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。 </p><p>　　3、為了確保結(jié)構(gòu)的安全，在進(jìn)行PKPM抗震計(jì)算時(shí)，筆者建議分別采用按集中荷載（板厚為0）輸

12、入和按面荷載（板厚為200）輸入兩種計(jì)算模型進(jìn)行，兩種模型除了網(wǎng)架荷載的輸入方法不一樣，，其它各參數(shù)及梁柱截面均相同。在兩種計(jì)算模型結(jié)果（地震力、周期、位移等）都滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范時(shí)，框架梁、柱實(shí)配鋼筋應(yīng)取兩模型計(jì)算結(jié)果的較大值。 </p><p>　　以上是筆者在設(shè)計(jì)相關(guān)工程的經(jīng)驗(yàn)之談，如有錯(cuò)誤之處，還望大家批評(píng)指正。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b>&