屋蓋為大跨度網架的鋼筋混凝土框架結構設計

1、<p>　　屋蓋為大跨度網架的鋼筋混凝土框架結構設計</p><p>　　摘 要：隨著人們對生活、工作空間的要求逐漸增高，為滿足建筑上大空間要求，筆者結合實例介紹一下鋼筋混凝土框架結構頂層屋蓋為大跨度的網架的處理方法。 </p><p>　　關鍵詞：大跨度網架；框架結構；屋蓋 </p><p>　　中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號： </p&

2、gt;<p><b>　　前言 </b></p><p>　　隨著我國經濟的迅速發(fā)展，人們對生活、工作空間的要求越來越高，結構設計人員面臨的挑戰(zhàn)也越來越大。結構設計人員經常會遇到這樣的工程：為了滿足建筑上大空間的要求，鋼筋混凝土框架結構頂層屋蓋為大跨度的網架，如職工文化體育活動中心、燃氣鍋爐房等大型工業(yè)與民用建筑。下面筆者結合某鍋爐房煤改氣工程的結構設計，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防烈度為8度，設計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，為單層的框架結構，屋蓋為大跨度網架，網架支撐在周邊的框架柱上，網架的平面尺寸為：30m×53米，網架厚度約為2.5m。 </p><p

4、>　　2 PMCAD中建模（網架層） </p><p>　　2.1 相關規(guī)范的規(guī)定 </p><p><b>　　現(xiàn)行的 </b></p><p>　　《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）第3.6.6條第一款規(guī)定：計算模型的建立、必要的簡化計算與處理，應符合結構的實際工作狀況。 </p><p>　　2

5、.2 現(xiàn)行的《網架結構設計與施工規(guī)程》（JGJ7-91）第3.3.1條規(guī)定：由平面桁架系組成的網架結構和正防四角錐網架結構，經過慣性矩的折算，可簡化為相應的交叉梁系，用差分法進行內力、位移計算。梁的折算慣性矩I可按下式計算： </p><p>　　式中：At、Ab―分別為網架上、下弦桿截面面積 </p><p><b>　　h―網架高度 </b></p>

6、<p>　　因此，在進行框架結構計算時，可將網架簡化為等慣性矩的交叉梁系。 </p><p>　　3 模型的簡化處理 </p><p>　　根據(jù)以上相關規(guī)范的規(guī)定，PMCAD中模型的建立應符合以下兩個條件： </p><p>　　1）、應保證模型中網架平面內的剛度與實際情況基本一致。 </p><p>　　2）、應保證網架的荷載能

7、按實際受力情況傳遞到相應的框架梁、柱上。 </p><p>　　圖PMCAD中網架簡化示意圖 </p><p>　　基于以上兩點的要求，頂層網架屋蓋在PMCAD中模型處理方法為：按網架按等慣性矩的原則換算成交叉工字型鋼梁（或等代虛梁，梁材料類別為剛性桿）輸入，并且輸入網架對框架產生的荷載。網架部分則單獨采用專業(yè)的網架設計軟件（建研院的網架設計軟件MSGS或3D3S）計算。網架部分荷載的輸入

8、，這里考慮以下兩種方法。 </p><p>　　1）、在PMCAD中按面荷載輸入網架恒荷載標準值及活荷載標準值，軟件自動倒算到 </p><p><b>　　各受力桿件。 </b></p><p>　　2）、直接讀取MSGS計算出網架各支承點的反力（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>　　當實際的工程中，為了提高結構設計人員的效率，結構設計人員可先用第1）種荷載輸入方法初步確定框架梁、柱的截面大小，待網架設計完后，再用地2）種荷載輸入方法，進行精確的配筋計算。 </p><p>　　4 用SATWE計算時應注意的問題 </p><p>　　1、由于網架自身的荷載在PMCAD中已經按面荷載或集中荷載輸入，這里就不應考慮工字形鋼梁的自重(本工程跨度較大，工

10、字形鋼梁產生的自重占網架恒荷載的比重較大，造成較大的浪費)。因此，在SATWE分析與設計參數(shù)補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生的荷載。 </p><p>　　2、由于支承網架的框架柱較高，網架的跨度較大，為了防止網架對框架柱產生較大的彎矩，將網架與框架柱的支承條件設為鉸接（用MSGS計算時，網架支承條件應與PKPM模型保持一致）；并且《網架結構設計與施工規(guī)程》第3.1.4條規(guī)定：網架結

11、構的支承條件，可根據(jù)支承結構的剛度、支座節(jié)點的構造情況，分別假定為二向可側移、一向可側移、無側移的鉸接支座或彈性支座。因此，在SATWE特殊構件補充定義里，將工字形鋼梁與框架柱的連接改為鉸接，如下圖所示（局部），這樣使計算結果更加真實合理。另外對于跨層柱，應按實際高度確定計算長度，復核柱計算長度系數(shù)。 </p><p>　　3、為了確保結構的安全，在進行PKPM抗震計算時，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）輸入兩種計算模型進行，兩種模型除了網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。在兩種計算模型結果（地震力、周期、位移等）都滿足相關規(guī)范時，框架梁、柱實配鋼筋應取兩模型計算結果的較大值。 </p><p>　　以上是筆者在設計相關工程的經驗之談，如有錯誤之處，還望大家批評指正。 </p><p><b>　　參考文獻： </b>&