网架结构支座类型选取方法及支座刚度取值研究
网架结构设计建议

网架结构设计
1.网架结构类型
正放四角锥网架的节点、杆件数量最少、用钢量最省,屋面排水处理方便。
本工程网架选型合理。
2.网格尺寸:网格尺寸宜取(1/12~1/6L2)=2~4m,本工程取2m,合理。
3.高跨比:1/10~1/18L2=2.4~1.3m,本工程取1.8m,合理
4.荷载取值:按建筑做法及实际工程需要取值,请自校
5.温度作用:考虑±20°的温差作用,合理
6.强度控制(内力):杆件应力比宜控制在0.85以下,请自校
7.长细比(杆件):杆件长细比按压杆和拉杆分别控制长细比,请自
校
8.变形控制(位移):屋面结构控制在1/250内,请自校
9.杆件截面构造要求:相连续的构件截面差别不应超过20%,截面
规格差不宜大于2档。
避免刚度突变。
请自校
节点:
10.螺栓球:球直径按规范公式计算。
请自校
11.螺栓:受力满足承载力要求(由杆件内力控制),另外构造还应根
据相邻杆件及相关封板、锥头、套筒等零部件不相碰的要求核算螺栓直径(核算方法可通过检查可能相碰点至球心的连线与相邻杆件轴线间的夹角之和不大于杆件之间夹角)。
请自校
12.套筒:根据相应杆件的最大轴向承载力按压杆计算,构造上内孔
径可比螺栓直径大1mm。
请自校
13.支座:本工程属于较小跨度的网架结构,采用平板支座,合理。
采用全固接的方式,网架构件需要考虑温度作用产生的受力。
中小型站房网架屋盖支座弹性刚度取值研究

中小型站房网架屋盖支座弹性刚度取值研究蔡亮;曹平周;田凯【摘要】结合沪昆高铁平坝南站站房结构这一具体工程实例,进行中小型站房网架屋盖支座弹性刚度取值的研究.通过下部框架结构位移函数值,拟合出下部X轴支承结构Y方向的支座水平刚度公式.根据公式计算得到下部支承结构的水平刚度,建立网架结构简化计算模型,并与整体模型的工作性能进行对比分析.计算结果显示,网架单独简化模型与整体模型相比,网架杆件轴力大小、跨中节点竖向位移和网架支座反力的大小相差较小,能够满足实际工程精度要求.运用本文提出的支座弹性刚度计算方法对网架单独建模计算,具有与整体模型计算相当的精度.%In this paper,the study of the elastic stiffness of the roof of small and medium-sized station is carried out with reference to the station structure of Pingba South Station of Shanghai-Kunming high-speed railway.With the displacement value function of the lower frame structure,the bearing horizontal stiffness formula is obtained by fitting the X axis of the lower support structure in Y direction.The horizontal stiffness of the lower supporting structure obtained by the formula calculation is calculated,the simplified model of the net frame structure is established,and the working performance of the overall model is compared with that of the overall model.The calculation results show that the comparison of the simplified model with the overall grid single mode indicates that the truss member axial force,the size of the cross reaction of the vertical displacement and the grid bearing node are small,which meet the practical requirements of engineering accuracy.The use of the stiffness calculation method presented in this paper to calculatethe net frame separately is of the same accuracy as that of overall model calculation.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2017(061)011【总页数】5页(P116-120)【关键词】铁路客站;网架结构;水平刚度;简化计算;单独模型;整体模型【作者】蔡亮;曹平周;田凯【作者单位】河海大学土木与交通学院,南京210098;河海大学土木与交通学院,南京210098;中铁时代建筑设计院有限公司,安徽芜湖241001【正文语种】中文【中图分类】TU356随着我国高速铁路、城际铁路的快速发展,大型铁路客运站站房已基本建成,未来需建客站大多属于中小型客站,探索和研究中小型客站建筑设计将是工程技术人员关注的热点[1]。
钢结构网架的分类与选型

W 0 W 0
W 0
几何可变体系; 网架无多余杆件, 如杆件布置合理,为静定结构 网架有多余杆件, 如杆件布置合理,为超静定结构。
3.网架分类 ➢ 按支承方式分
点支承
Байду номын сангаас 周边支承 周边支承与点支承相结合
三边支承网架
边桁架
两边支承网架
杆件:钢管、角钢 结点:焊接空心球结点、螺栓球结点 适用范围:中小跨度的工业和民用建筑、大跨 度的体育馆、展览馆等屋盖结构
按弦杆层数分
双层网架
三层网架
2.网架结构的几何不变性分析判别依据
网架为一空间铰接杆系结构,杆件布置必须保 证不出现结构几何可变性。
网架结构几何不变的必要条件是:
W 3J m r 0
特点:
保持正放四角锥网架周 边四角锥不变,中间四 角锥间隔抽空,下弦杆 呈正交斜放,上弦杆呈 正交正放。
克服了斜放四角锥网架 屋面板类型多,屋面组 织排水较困难的缺点。
斜放四角锥网架
特点:
上弦网格呈正交斜放,下 弦网格为正交正放。网架 上弦杆短,下弦杆长,受 力合理。
适用于中小跨度周边支承, 或周边支承与点支承相结 合的矩形平面。
(3)对周边支承的各类网架高度及网格尺寸可按表3-1选 用。
网架上弦网格数和跨高比
网架形式
钢筋混凝土屋面体系
网格数
跨高比
钢檩条屋面体系
网格数
跨高比
两向正交正放, 正放四角锥
正放抽空四角锥 两向正交斜放,
棋盘形四角锥 斜放四角锥,星
形四角锥
(24)+0.2L2 (68)+0.08L2
网架结构支座类型选取方法及支座刚度取值研究

网架结构支座类型选取方法及支座刚度取值研究 ■ 龚 凯 贾建坡[摘 要] 本文从实际工程中用到的各种网架支座类型展开介绍,从结构体系合理的角度出发,对具体项目如何选择合适的支座类型提出了自己的观点。
通过计算分析和工程实例,给出了网架支座刚度取值的具体方法。
[关键词] 网架 支座 约束 弹簧刚度目前网架设计师一般习惯把网架支座简化为弹性约束,弹簧刚度取值正确与否直接影响了网架结构的安全。
目前国家规范对网架支座弹簧刚度的取值没有严格的规定,不同的设计师对弹簧刚度的理解千差万别,通过研究得出网架支座弹簧刚度取值的科学方法是非常必要的。
一、 网架结构支座类型网架结构支座类型一般可以从力学模型和支座构造两方面分类。
1. 按力学模型分固定铰支座、单向滑动铰支座、双向滑动铰支座、单向弹簧铰支座、双向弹簧铰支座。
2. 按支座构造分平板压力支座、平板拉力支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球形钢支座等。
3. 支座构造与力学模型的对应关系平板支座(平板压力支座、平板拉力支座)可以实现固定铰支座,但是无法实现比较理想的单向滑动铰支座和双向滑动铰支座,也不能实现准确弹簧约束值的单向弹簧铰支座和双向弹簧铰支座。
另外平板支座对弯矩释放不是很好,对于大跨度网架(>60m)、支座转角较大(>0.005rad)和受力复杂的支座节点不宜选用,否则将造成计算假定与实际受力偏差较大。
板式橡胶支座和盆式橡胶支座可以实现固定铰支座、单向弹簧铰支座、双向弹簧铰支座,不能实现比较理想的单向滑动铰支座和双向滑动铰支座。
另外板式橡胶支座和盆式橡胶支座耐久性差,设计使用年限一般不大于20年,对于检修比较困难或检修代价比较大的工程不宜采用。
球形钢支座可以实现固定铰支座、单向滑动铰支座、双向滑动铰支座、单向弹簧铰支座和双向弹簧铰支座,耐久性又非常好,正常维护的情况下一般可以达到50年以上,是非常好的一种支座形式。
但是球形钢支座也有一个缺点,就是价格比其它支座类型要高。
网架结构设计建议

网架结构设计
1.网架结构类型
正放四角锥网架的节点、杆件数量最少、用钢量最省,屋面排水处理方便。
本工程网架选型合理。
2.网格尺寸:网格尺寸宜取(1/12~1/6L2)=2~4m,本工程取2m,合理。
3.高跨比:1/10~1/18L2=2.4~1.3m,本工程取1.8m,合理
4.荷载取值:按建筑做法及实际工程需要取值,请自校
5.温度作用:考虑±20°的温差作用,合理
6.强度控制(内力):杆件应力比宜控制在0.85以下,请自校
7.长细比(杆件):杆件长细比按压杆和拉杆分别控制长细比,请自
校
8.变形控制(位移):屋面结构控制在1/250内,请自校
9.杆件截面构造要求:相连续的构件截面差别不应超过20%,截面
规格差不宜大于2档。
避免刚度突变。
请自校
节点:
10.螺栓球:球直径按规范公式计算。
请自校
11.螺栓:受力满足承载力要求(由杆件内力控制),另外构造还应根
据相邻杆件及相关封板、锥头、套筒等零部件不相碰的要求核算螺栓直径(核算方法可通过检查可能相碰点至球心的连线与相邻杆件轴线间的夹角之和不大于杆件之间夹角)。
请自校
12.套筒:根据相应杆件的最大轴向承载力按压杆计算,构造上内孔
径可比螺栓直径大1mm。
请自校
13.支座:本工程属于较小跨度的网架结构,采用平板支座,合理。
采用全固接的方式,网架构件需要考虑温度作用产生的受力。
网架结构合理选用支座探讨

■ 秦 鲲 邹利明 茹小林
[摘 要] 本文依托某士官学校体训馆项目屋顶正放四角锥 网架结构,利用钢结构设计软件 3d3s 研究了支座水平刚度 对网架杆件内力和网架总用钢量的影响。研究结果表明: 当支座水平刚度小于关键点 K 时,支座水平刚度对下弦杆 的内力影响较显著;当支座水平刚度大于关键点 K 时,支 座水平刚度对下弦杆内力影响较小;支座水平刚度对上弦 杆和腹杆的内力影响较小;当支座水平刚度在关键点 K 附 近时,网架总用钢量最低。
2. 计算参数 本工程结构安全等级:二级。结构设计基准期: 50 年;在正常使用及维护条件下,结构设计使用年 限为 50 年。抗震设防烈度 6 度,设计地震基本加速 度 0.05 g,设计地震分组为第一组。场地类别为Ⅱ 类,建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)。结构 按 6 度进行计算,按 6 度采取抗震措施。基本风压: 0.35 kN/m2(重现期 50 年),地面粗糙度 B 类。基本 雪压:0.40 kN/m2(重现期 50 年)。网架荷载标准值: (1)屋面恒载:上弦(包含屋面板、檩条、檩托重, 不含网架自重)不大于 0.50 kN/m2。下弦仅考虑悬 挂灯具(无吊顶),灯重不大于 0.10 kN/个。网架 自重由计算机程序自动形成。(2)屋面活荷载:上 弦不大于 0.50 kN/m2。本工程钢材选用:钢管采用 Q345B 钢,采用热轧无缝钢管或直缝电焊钢管(GB/T 8 162);支座及其加劲肋、连接件、支座锚栓及螺 母等均采用 Q345B 钢。 三、 支座水平刚度变化对网架的影响 1. 支座水平刚度对网架杆件内力的影响 网架结构进行力学分析时与框架结构存在明显 的区别:刚度来源不一致,网架结构的刚度主要受 杆件的数量及杆件本身的刚度;框架结构的刚度主 要与框架柱和框架梁的刚度有关;传力路径不一致, 网架结构的传力路径主要是通过上下弦杆传至下部 结构,框架结构主要是框架梁的荷载向框架柱传递。 本文以前文中的模型为研究对象,研究支座水 平刚度不断变化对网架杆件内力的影响。现通过改 变支座的水平刚度从 3 kN/mm~10 000 kN/mm 不断变 化,得到以下规律: (1)上弦杆从支座至跨中的杆件,压应力不断 增大,主要呈现压杆特性;随着支座水平刚度变化, 杆件的压应力变化不显著。 (2)腹杆位于支座处的应力最大,远离支座的 杆件应力不断降低;随着支座水平刚度变化,杆件 的应力变化也不显著。 (3)下弦杆主要呈拉杆特性,在支座附近几跨 后呈压杆特性;随着支座水平刚度变化,杆件应力 有着明显的变化;当支座水平刚度较小时,下弦杆 全部呈拉杆特性。 因此,本节主要支座水平刚度对下弦杆的内力 影响。下弦杆的应力随支座刚度变化曲线如图 1 所 示(其中跨中最大轴力为下弦杆跨中的最大拉力, 边跨中支座的最小轴力为下弦杆边跨中支座处的最 大压力),根据其应力变化曲线绘制出其斜率变化曲
1结构选型-网架

不同,用于平面为矩形的建筑时,角部短
桁架对于与之相交的长桁架起着弹性支座 的作用,减小了长桁架的跨度,从而降低 了跨中弯矩。 两向正交斜放网架用于平面为长方形 的建筑时,可以看出,桁架的跨度并不因 建筑长边的增加而增大,桁架的最大跨度 保持一定值(短边的
2 倍) 与两向正交正放网架相比有空间刚度 大,用钢量省的优点。
网架结构是由许多杆件按一定规律连接组成的网状 空间杆系结构,具有三维受力特点,一般为高次超静定 的空间结构。
1
1.1 网架结构的特点、适用范围
网架的结构形式按外形可分为:平板网架和曲面网架
曲面网架
平板网架(网板)
2
特点: 网架结构中空间交汇的杆件,即为受力杆件,又互为支撑杆件,协 同工作。
网架结构整体性能好,稳定性好,空间刚度大,能有效承受非对称
30
(2)焊接空心球节点 两个半圆焊接而成。 适应性强,传力明确, 造型美观。适用于连接 任意方向的网架杆件。 但焊接量大,下螺栓孔,高强螺栓连 接,适应性强,传力明确且不用焊接、 安装速度快,但节点构造复杂,机加 工量大。
32
1.5 网架的支承方式与支座节点
再分式
28
1.4 网架的杆件与节点
1.4.1 网架的杆件
网架常采用圆钢管、角 钢、薄壁型钢作为杆件。
杆件的材料常用HPB235 钢、16Mn钢。
29
1.4.2 网架的节点
连接各方向的汇交杆件,传递杆件内力。
(1)钢板节点
节点刚度大,用钢量少,整体性好,
制作简单。但网架杆件采用钢管时,会 使节点构造复杂。
平板网架是无推力的空间结构,一般简支于支座。
1.5.1 网架的支承方式
(1)周边支承
网架结构 结构选型

结构构造对结构内力的影响
在两铰刚架结构中,为了减少横梁内部的弯矩,除可 在支座铰处设置水平拉杆外,还可把纵向外墙挂在刚架柱 的外肢处,利用墙身产生的力矩对刚架横梁起卸荷作用, 如同a所示。也可把铰支座设在柱轴线内侧,利用支座反力 对柱轴线的偏心矩对刚架横梁产生负弯矩,如图b所示。 以减少刚架横梁的跨中弯矩并从而减小横梁高度。
实腹式刚架的横梁高度一般可取跨度的1/12~1/20,当跨度大时,
梁高显然太大,为充分发挥材料作用,可在支座水平内设置拉 杆,并施加预应力对刚架横梁产生卸荷力矩及反拱,如图所示。 这时横梁高度可取宽度的1/30~1/40,并由拉杆承担了刚架支座 处的横向推力,对支座和基础都有利。
在刚架结构的梁柱连接转 角处,由于弯矩较大,且 应力集中,材料处于复杂 应力状态,应特别注意受 压翼缘的平面外稳定和腹 板的局部稳定。一般可做 成圆弧过滤并设置必要的 加劲肋,如图所示。
单层刚架结构的布置
单层刚架结构的布置十分灵活,可以是平行布置、 辐射状布置、扇形布置或以其他的方式排列布置,可 以根据建筑的具体功能及平面布局需要,灵活选用和 组合,形成风格多变的建筑造型。
刚架节点的连接构造
钢架结构的形式较多,其节点构造和连接形 式也多种多样,但其设计要点基本相同。设计时 既要使节点构造与计算简图一致,又要使制造、 运输、安装方便。这里仅对几个主要连接构造进 行介绍。
i柱1≠i柱2
刚架高跨比对结构内力的影响
门式刚架的高度与跨度之比,决定了刚架的基本 形式,也直接影响结构的受力状态。设想有一条悬索 在竖向均布荷载作用下,在平衡状态时,将形成一条 悬垂线即所谓的索线,这时悬索内仅有拉力。将索上 下倒置,即成为拱的作用,索内的拉力也变成为拱的 压力这条倒置的索线即为推力线。
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网架结构支座类型选取方法及支座刚度取值研究 ■ 龚 凯 贾建坡[摘 要] 本文从实际工程中用到的各种网架支座类型展开介绍,从结构体系合理的角度出发,对具体项目如何选择合适的支座类型提出了自己的观点。
通过计算分析和工程实例,给出了网架支座刚度取值的具体方法。
[关键词] 网架 支座 约束 弹簧刚度目前网架设计师一般习惯把网架支座简化为弹性约束,弹簧刚度取值正确与否直接影响了网架结构的安全。
目前国家规范对网架支座弹簧刚度的取值没有严格的规定,不同的设计师对弹簧刚度的理解千差万别,通过研究得出网架支座弹簧刚度取值的科学方法是非常必要的。
一、 网架结构支座类型网架结构支座类型一般可以从力学模型和支座构造两方面分类。
1. 按力学模型分固定铰支座、单向滑动铰支座、双向滑动铰支座、单向弹簧铰支座、双向弹簧铰支座。
2. 按支座构造分平板压力支座、平板拉力支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球形钢支座等。
3. 支座构造与力学模型的对应关系平板支座(平板压力支座、平板拉力支座)可以实现固定铰支座,但是无法实现比较理想的单向滑动铰支座和双向滑动铰支座,也不能实现准确弹簧约束值的单向弹簧铰支座和双向弹簧铰支座。
另外平板支座对弯矩释放不是很好,对于大跨度网架(>60m)、支座转角较大(>0.005rad)和受力复杂的支座节点不宜选用,否则将造成计算假定与实际受力偏差较大。
板式橡胶支座和盆式橡胶支座可以实现固定铰支座、单向弹簧铰支座、双向弹簧铰支座,不能实现比较理想的单向滑动铰支座和双向滑动铰支座。
另外板式橡胶支座和盆式橡胶支座耐久性差,设计使用年限一般不大于20年,对于检修比较困难或检修代价比较大的工程不宜采用。
球形钢支座可以实现固定铰支座、单向滑动铰支座、双向滑动铰支座、单向弹簧铰支座和双向弹簧铰支座,耐久性又非常好,正常维护的情况下一般可以达到50年以上,是非常好的一种支座形式。
但是球形钢支座也有一个缺点,就是价格比其它支座类型要高。
二、 网架结构支座类型如何选择在具体项目中网架结构支座类型如何选择,要根据结构整体受力合理、网架跨度、支座受力复杂程度、耐久性、造价等因素综合确定。
1. 结构整体受力合理不少网架设计师喜欢将网架全部或部分支座水平位移约束释放以简化计算,但是网架支座水平位移约束释放后,网架下部支承结构水平力传递有可能会变的不合理。
比如对于屋顶为网架结构的单层空旷建筑,如将全部支座水平位移约束释放的话,水平地震作用下网架支承柱就成了悬臂柱,此时网架起不到协调各支承柱共同抵抗水平力的作用,中震或大震下支承柱柱顶发生大变形,网架支座开始传递水平力,由于支座刚开始是释放水平位移的,我们无法保证各个支座同时传递水平力,若是某一个或某几个支座最先开始受力,那么很可能会各个击破,各个支座先后破坏,从而导致网架整体偏离支承结构而发生塌落破坏。
所以网架支座选用何种形式应从结构整体受力合理来考虑,不能仅考虑网架计算简化或者仅考虑网架自身安全。
2. 网架跨度。
大跨度屋盖结构应考虑构件变形、支撑结构位移、边界约束条件和温度变化等对其内力产生的影响;同时可根据结构的具体情况采用能适应变形的支座以释放内力。
大跨度屋盖结构系指跨度≥60m的屋盖结构。
跨度﹥36m的两端铰支承的桁架,在竖向荷载作用下,下弦弹性伸长对支承构件产生水平推力时,应考虑其影响。
对于风敏感的或跨度﹥36m的柔性屋盖结构,应考虑风压脉动对结构产生风振的影响。
有以上几条可以看出,当网架结构跨度﹥36m时,在恒载作用下,下弦会因伸长而对支承构件产生一定的水平推力;在风荷载作用下,网架会产生风振影响,当风荷载为压力时,支座转角会增大,当风荷载为吸力时,支座转角会减小,由于风荷载为脉动荷载,时大时小,时有时无,所以对支座转动释放能力要求较高。
当网架跨度≥60m时,以上影响将会更大。
所以当网架跨度﹥36m时宜采用释放转动和位移性能更好的橡胶支座、盆式橡胶支座或者球形钢支座;当网架跨度≥60m时应选用橡胶支座、盆式橡胶支座或者球形钢支座。
对于检修比较困难或检修代价比较大的工程优选球形钢支座。
3. 支座受力复杂程度支座受力无非是拉、压、弯、剪、扭几种情况,哪种受力算是复杂?对于平板支座、橡胶支座和球形钢支座均能承受拉力、压力、剪力,所以拉、压、剪不能算是复杂,而对于释放位移约束和释放转动不是每一种支座都能实现的,所以对于释放位移和释放转动的应该算是受力复杂。
下面分情况介绍各种受力复杂情况下如何选择合适的支座。
(1)需要位移释放时当释放位移≤50mm时,可以采用带过渡板的平板支座,过渡板与支座底板间应放置聚四氟乙烯板,并且过渡板上应开孔,开孔孔径保证位移量≥50mm;宜采用橡胶支座,但应验算橡胶支座剪切变形位移量以满足设计要求;优先采用能释放位移的球形钢支座。
当释放位移50~100mm时,平板支座已很难实现,可以采用橡胶支座,但应验算橡胶支座剪切变形位移量以满足设计要求,此时因为释放位移的要求橡胶支座平面尺寸会比较大;宜优先考虑能释放位移的球形钢支座。
当释放位移≥100mm时,平板支座已不能实现,橡胶支座平面尺寸会非常大,所以应采用能释放位移的球形钢支座。
(2)需要释放转动时当支座转角≤0.005rad时,可以采用带过渡板的平板支座,宜采用橡胶支座,优先采用球形钢支座。
当支座转角0.005~0.02rad时,可以采用橡胶支座,宜采用球形钢支座。
当支座转角≥0.02rad时,应采用球形钢支座。
当支座转角不是很大(≤0.02rad),但支座转动变形往复变化很频繁时,考虑到橡胶支座易老化,所以建议选用球形钢支座。
(3)需要减小支座水平刚度时对于网架支承结构水平刚度较大、大跨度(≥60m)网架和长度超长(≥120m)的网架,在温度荷载作用下,网架对支承结构水平推力较大,导致下部结构截面或配筋很大,此时若采用弹簧铰支座,就可以减小支座水平刚度,从而减小网架对下部支承构件的水平推力。
这种情况下可以选用的支座类型是橡胶支座或带弹簧的球形钢支座。
支座弹簧刚度取网架和下部结构整体模型计算最优值,一般在2~15kN/mm之间。
4. 耐久性网架支座耐久性不应小于主体结构设计年限,若网架支座耐久性小于主体结构设计年限,应考虑在使用阶段进行定期检查并及时进行更换。
各种支座耐久性如下:平板支座(≥50年)=球形钢支座(≥50年)﹥橡胶支座(10~20年)。
对于室外工程,一般有操作面,支座更换困难不大,但是对于一般的民用建筑,要考虑更换的可行性和更换的代价。
对于个别更换支座可能引起建筑功能中断的情况,应慎重选择,比如对于医院、供水、供电等生命线工程,不宜选用耐久性差的橡胶支座。
5. 造价不同的支座类型造价不同,一般来讲,球形钢支座>橡胶支座>平板支座,在安全适用、确保质量、技术先进的前提下,应选择经济合理的支座类型。
三、 网架支座刚度取值目前网架设计师一般习惯把网架支座水平约束简化为弹性约束,国家规范对网架支座弹簧刚度的取值没有严格的规定,不同的设计师对弹簧刚度的理解千差万别,本文从力学基本概念入手,系统梳理各种支座形式下支座弹簧刚度取值的方法。
1. 当网架支座采用固定铰支座时。
此种情况下支座水平弹簧刚度即为下部支承结构对网架的水平约束刚度,下部结构对网架的水平约束刚度应从整体模型中得到。
用通用有限元软件(比如3d3s)建立网架和下部支承结构的整体模型,将网架和下部结构模型调试至整体指标、构件配筋、挠度、裂缝、强度、稳定、长细比等均满足规范要求时,查看单工况下网架支座反力,然后删除下部结构,将网架支座处加上弹性约束,弹簧刚度从(下转第085页)083表1 高层主楼结构自振周期周期(s) 平动系数(X方向) 平动系数(Y方向) 扭转系数 振型号SATWE MIDAS SATWE MIDAS SATWE MIDAS SATWE MIDAS1 3.24 3.20 0.86 1.00 0.86 1.00 0.00 0.002 3.24 3.10 0.14 0.00 0.14 0.00 0.00 0.003 2.08 2.10 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 1.00表2 高层主楼主要控制参数表SATWE MIDAS作用方向 X Y X Y 楼层最小剪重比 2.42% 2.45% 3.10% 3.00%有效质量系数 97.66% 97.12% 91.1% 92.3% Tt/T1 0.64 0.62 楼层最大水平位移与该楼层平均值的最大比值 1.11 1.11 1.10 1.10 楼层层间最大位移与层高之比的最大值 1/1056 1/1047 1/1180 1/1150 最小楼层抗剪承载力之比 0.82 0.86 - -(注:楼层层间最大位移与层高之比的允许值为1/1000)由计算结果对比可见采用两种不同软件所计算得出的数据均比较接近,同时亦满足了规范的要求,从而保证了结构设计的可靠性和安全性。
另外还在建筑底部几层外框密柱采用了型钢混凝土柱,以保证建筑有足够的延性和抗震能力。
3. 扭转问题超高层建筑结构出现扭转现象无疑会影响建筑的正常使用,并产生安全性问题。
而导致该类问题出现的根本原因在于超高层建筑物结构设计师在进行结构设计时,并没有对设计方案中建筑的刚度中心、几何形心和结构重心三者是否重合进行仔细验算,如此便造成超高层建筑无法承受水平方向的压力,从而出现扭转问题。
对此,笔者认为,在进行结构平面布置时,就应注意加强建筑的外围刚度,充分利用建筑周边的密柱和高度较高的裙梁来增强建筑的抗侧刚度和抗扭刚度,如此可有效减轻建筑的扭转效应。
本项目根据两种软件计算的周期比以及扭转系数等数值均显示出建筑良好的抗扭性能。
4. 基础设计问题超高层建筑物结构设计中的基础设计是保证建筑抗倾覆和安全性的重点,同时亦关乎着后期施工时的难易程度。
对于基础设计中应当注意的问题及处理方法,结合本工程的基础设计总结如下:在预设超高层建筑的埋置深度和基础类型时,应当根据地勘报告考虑场地地基的稳定性要求,根据地质情况选用合适的基础类型和计算模型,防止建筑在建设或使用过程中出现整体倾斜或局部不均匀沉降等安全问题。
本工程设置了两层地下室以保证基础的埋置深度,基础根据地质情况选用桩筏基础,筏板厚度为2500mm;桩为直径800mm的钻孔灌注桩;桩长29m;以第8层中风化玄武岩为桩端持力层。
经过计算所得的沉降量满足规范的要求。
5. 各项工种之间的协作问题为确保超高层建筑结构设计方案的科学性,并能于后期的施工图设计和现场施工的可行性,在整个设计过程中以及后续施工期间,还应当注意以下问题:(1)在进行高层建筑结构设计之前,就组织相关设计人员到现场进行实际考察,以便掌握施工地点的地质条件和水文气象等环境,并熟悉了解当地的工程习惯和人文情怀,以确保在后续设计中达到业主的要求。