斜屋面结构的计算
300x800坡屋面斜梁模板钢管支撑架计算书

300x800坡屋面斜梁模板钢管支撑架计算书坡屋面支模荷载计算说明:该坡屋面坡度i=0.283,tanα=0.283 水平面夹角α=15.8°荷载增大系数k=1/cos15.8°=1.04。
以下利用专业软件计算坡屋面结构支模中,大梁及楼板截面高度、模板自重、砼内钢筋含量、每平方米施工荷载等,均乘以1.04后再进行计算。
模板支架搭设高度为17.20米,基本尺寸为:梁截面 B×D=300mm×830mm,梁两侧楼板厚度125mm,梁支撑立杆的横距(跨度方向) l=0.45米,立杆的步距 h=1.50米,梁底布置3道龙骨,梁底小横杆间距0.450m,梁底增加2道承重立杆。
梁顶托采用单钢管: 48×3.0。
立杆上端伸出至模板支撑点长度:0.30米。
采用的钢管类型为48×3.0,采用扣件连接方式。
梁模板支撑架立面简图一、模板面板计算使用模板类型为:胶合板。
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。
模板面板按照多跨连续梁计算。
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m):q11 = 26.500×0.830×0.450=9.898kN/m(2)模板的自重线荷载(kN/m):q12 = 0.520×0.450×(2×0.830+0.300)/0.300=1.529kN/m(3)活荷载为施工荷载标准值(kN/m):q13 = 2.600×0.450=1.170kN/m均布线荷载标准值为:q = 26.500×0.830×0.450+0.520×0.450×(2×0.830+0.300)/0.300=11.427kN/m均布线荷载设计值为:q1 = 1.0×[1.35×(9.898+1.529)+1.4×0.9×1.170]=16.900kN/m 面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:本算例中,截面抵抗矩W和截面惯性矩I分别为:W = 45.00×1.50×1.50/6 = 16.88cm3;I = 45.00×1.50×1.50×1.50/12 = 12.66cm4;施工荷载为均布线荷载:计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN.m)经过计算得到从左到右各支座力分别为N1=0.951kNN2=3.169kNN3=0.951kN最大弯矩 M1 = 0.048kN.m(1)抗弯强度计算经计算得到面板抗弯强度计算值 f = 0.048×1000×1000/16875=2.817N/mm2面板的抗弯强度设计值 [f],取12.00N/mm2;面板的抗弯强度验算 f < [f],满足要求!(2)挠度计算验算挠度时不考虑可变荷载值,仅考虑永久荷载标准值,故采用均布线荷载标准值q = 11.43kN/m为设计值。
斜屋面水平推力计算

斜屋面水平推力计算
摘要:
1.斜屋面水平推力计算的背景和重要性
2.斜屋面水平推力的计算方法
3.计算中需要考虑的因素
4.斜屋面水平推力计算的实际应用
5.总结
正文:
斜屋面水平推力计算在建筑设计和结构分析中具有重要的意义。
通过计算斜屋面水平推力,可以评估建筑物的稳定性和安全性,为建筑结构设计提供依据。
本文将详细介绍斜屋面水平推力的计算方法及应注意的因素。
首先,我们需要了解斜屋面水平推力的计算方法。
一般来说,斜屋面水平推力的计算公式为:F = P × sin(a),其中F为水平推力,P为屋面荷载,a为屋面与水平面的夹角。
在实际计算中,还需要考虑风荷载、雪荷载等因素,对公式进行修正。
在计算斜屋面水平推力时,需要考虑以下因素:
1.屋面材料:不同材料对水平推力的影响不同,需要查阅相应的材料参数。
2.屋面倾角:屋面倾角的大小直接影响水平推力的数值。
3.荷载类型:不同类型的荷载(如恒载、活载)对水平推力的影响也不同。
4.风荷载和雪荷载:根据设计地区的气象资料,考虑风荷载和雪荷载对水平推力的影响。
斜屋面水平推力计算在实际工程中有广泛应用。
例如,在高层建筑、大型跨度建筑和特殊造型建筑中,斜屋面水平推力的计算结果对结构设计和施工至关重要。
通过精确计算斜屋面水平推力,可以确保建筑物在各种自然条件下的稳定性。
总之,斜屋面水平推力计算在建筑设计和结构分析中具有重要意义。
准确地计算斜屋面水平推力,需要掌握计算方法,并充分考虑各种影响因素。
屋面建筑面积计算规则

屋面建筑面积计算规则在建筑设计和施工中,屋面建筑面积是一个非常重要的参数,它直接关系到建筑的结构设计、材料使用和施工成本。
因此,准确计算屋面建筑面积对于建筑项目的顺利进行至关重要。
下面将介绍屋面建筑面积的计算规则。
首先,屋面建筑面积是指建筑物顶部的水平投影面积,通常是指建筑物外墙顶部的面积。
在计算屋面建筑面积时,需要考虑建筑物的形状、倾斜度和屋面结构的复杂程度。
一般来说,屋面建筑面积可以分为以下几种类型进行计算:1. 平屋面建筑面积计算。
对于平屋面建筑,其建筑面积即为其水平投影面积,即长乘以宽。
在实际计算中,需要考虑到建筑物外墙的凸出部分和凹进部分,一般采用建筑物外墙的最大投影面积作为平屋面建筑面积。
2. 斜屋面建筑面积计算。
对于斜屋面建筑,其建筑面积可以通过以下公式进行计算:A = L × W + 1/2 × H × W。
其中,A为建筑面积,L为屋面的水平投影长度,W为屋面的宽度,H为屋面的倾斜度。
需要注意的是,斜屋面建筑面积的计算需要考虑到屋面的倾斜度对建筑面积的影响,因此需要进行相应的修正计算。
3. 复杂屋面建筑面积计算。
对于复杂形状的屋面建筑,其建筑面积的计算需要根据具体情况进行分析和计算。
一般来说,可以将复杂屋面建筑分割成多个简单形状,然后分别计算每个简单形状的建筑面积,最后将各个部分的建筑面积相加得到总的建筑面积。
在实际工程中,为了准确计算屋面建筑面积,通常需要借助测量仪器和计算软件进行辅助。
测量仪器可以用来测量建筑物外墙的凸出部分和凹进部分的尺寸,计算软件可以用来进行复杂形状建筑面积的计算和修正计算。
除了上述的基本计算规则外,还需要注意以下几点:1. 考虑到建筑物外墙的材料和厚度对建筑面积的影响,需要进行相应的修正计算。
2. 考虑到屋面的附属设施(如天窗、风机等)对建筑面积的影响,需要进行相应的修正计算。
3. 考虑到建筑物外墙的高度对建筑面积的影响,需要进行相应的修正计算。
斜屋面荷载折算

结构设计中的各类荷载取值1.楼板厚度:1.1 最小楼板厚度:1)梁板式阳台板(外挑式): h=90mm,2)挑板式阳台板:h=100mm,3)楼梯梯段及中间平台: h=90mm,4)楼梯间楼层平台:h=120mm5)户内楼板:h=100mm,6)大屋面板(平):h=120mm7)坡屋面板:h=100mm8)凸窗挑板及空调板:h=80mm,9)阳台栏板及上人屋面女儿墙: h=100mm。
1.2 楼板厚度取值:1)悬挑板h≥L/12;2) a/b>2时,h≥b/30;3)1<a/b≤2时,h≥b/38,2. 楼板荷载标准值:2.1 面层恒载取值:1)楼层面层荷载: 1.2 KN/M2。
板底抹灰或吊顶:0.4 KN/M2。
2)上人屋面及露台(板顶+板底):3.5 KN/M2。
3)坡屋面恒载(板顶+板底、斜向)2.5 KN/M2。
坡屋面恒载换算成水平投影面时,应按坡度计算,如:屋面起坡30°时,q恒=2.5/cos30°=2.9 KN/M2屋面起坡45°时,q恒=2.5/cos45°=3.5 KN/M24)楼梯面层荷载:0.6 KN/M2楼梯板底抹灰:0.4 KN/M22.2活荷载取值:1)厅、卧室、户内走廊2.0 KN/M22)厨房、卫生间:2.0 KN/M23)阳台:2.5 KN/M24)公共楼梯(含平台)3.5 KN/M25)户内楼梯(含平台)2.0 KN/M26)上人屋面及露台:2.0 KN/M27)不上人屋面:0.7KN/M23.隔墙面荷载标准值:3.1外墙面荷载:墙厚190,空心率:35%(KM1型非承重空心砖)0.19×65%×19×1.1=2.60 KN/M2内侧粉刷:0.4 KN/M2外墙瓷砖+保温:1.1 KN/M2q恒=2.60+0.40 +1.1=4.1 KN/M23.2楼梯间隔墙及分户墙(含阁楼分户墙)面荷载:墙厚190,空心率:35%(KM1型非承重空心砖)0.19×65%×19×1.1=2.60 KN/M2双面粉刷:2×0.4 KN/M2q恒=2.6+0.40 +0.4=3.4 KN/M23.3 120厚厨房、卫生间墙面荷载:墙厚115,空心率:15%(KP1型承重多孔砖)0.115×85%×19=1.90 KN/M2单面粉刷:0.4 KN/M2单面瓷砖:0.5 KN/Mq恒=1.90+0.40 +0.5=2.8 KN/M23.4 100厚内墙面荷载:墙厚90,空心率:35%(KM1型非承重空心砖)0.09×65%×19×1.1=1.20 KN/M2双面粉刷:2×0.4 KN/M2q恒=1.2+0.40 +0.4=2.0 KN/M24.按跨度确定板厚及面荷载标准值选用表:(kN/M2)双向板短向跨度板厚楼层上人屋面及露台≤3300 h=90 q恒=3.9 不用300<L≤3800 h=100 q恒=4.1 6.03800<L≤4200 h=110 q恒=4.4 6.34200<L≤4500 h=120 q恒=4.6 6.54500<L≤4900 h=130 q恒=4.9 6.84900<L≤5300 h=140 q恒=5.1 7.05300<L≤5700 h=150 q恒=5.4 7.35700<L≤6000 h=160 q恒=5.6 7.5注:单向板及坡屋面板应另行计算。
几种坡屋面板结构计算方法

几种坡屋面板结构计算方法作者:张四军来源:《科技创新与应用》2020年第16期摘; 要:坡屋面是民用建筑中常见的屋面形式,具有美观、节能、排水顺畅、充分利用空间的优点。
但是坡屋面板结构计算比平屋面板复杂,文章将结合具体工程案例对几种不同的坡屋面板结构计算方法进行探讨。
关键词:坡屋面板;结构计算;计算方法中图分类号:TU318; ; ; ; 文献标志码:A; ; ; ; ;文章编号:2095-2945(2020)16-0122-02Abstract: Sloping roof is a common form of roof in civil buildings, which has the advantages of beauty, energy saving, smooth drainage and making full use of space. However, the calculation of sloping roof panel structure is more complex than that of bungalow panel. In this paper, several different calculation methods of sloping roof panel structure are discussed in combination with specific engineering cases.Keywords: sloping roof panel; structural calculation; calculation method1 概述坡屋面是民用建筑中一种常见的屋面形式,具有造型美观、节能性好、排水顺畅不积水、顶层可设阁楼等优点,已经越来越被人们认可和采用。
但是和平屋面相比,坡屋面属于空间结构形式,结构计算分析比平屋面更复杂,设计实践中常见的计算形式有:按整体平屋面板计算的近似算法、按整体坡屋面板计算的近似算法、按整体坡屋面板计算的有限元法。
斜屋面水平推力计算

斜屋面水平推力计算
斜屋面水平推力计算是指计算斜屋面在水平方向上受到的推力大小。
推力是指
屋面受到外部压力或重力作用时所产生的力,它会对建筑物的结构产生影响。
斜屋面水平推力的计算是为了确定建筑物的结构是否能够承受该推力,从而保证建筑物的稳定性和安全性。
要计算斜屋面的水平推力,需要考虑屋面的坡度角以及受力情况。
下面是一般
的计算步骤:
1. 确定屋面的坡度角度(α):坡度角度是指屋面与水平面之间的夹角。
可以
通过测量或根据建筑设计文件获得。
2. 确定屋面的重量(W):屋面的重量是指屋面自身的重量以及上面施加的任
何附加负荷,如雪或风压力。
这个重量可以通过建筑设计文件或结构分析计算得到。
3. 计算水平推力(P):水平推力是指斜屋面在水平方向上受到的压力。
可以
使用以下公式计算:
P = W * tan(α)
其中,P为水平推力,W为屋面的重量,α为坡度角度的正切值。
4. 根据计算结果评估结构安全性:将计算得到的水平推力与建筑物的结构能力
进行比较,以确保结构的稳定性和安全性。
需要注意的是,在实际工程中,因为屋面可能会受到多个方向的力的作用,可
能还需要考虑一些其他的因素和计算方法。
因此,在进行斜屋面水平推力计算时,建议咨询专业工程师或使用相关的结构分析软件进行精确计算。
通过准确计算斜屋面的水平推力,我们可以评估建筑结构的安全性,并采取必
要的措施来确保建筑物的稳定性。
这对于建筑工程的设计和施工至关重要,以保障人员和财产的安全。
谈坡屋面结构计算

谈坡屋面结构计算文章摘要:由于现版的许多结构计算软件对坡屋面计算的局限性,加上手算的复杂性,结构师在对坡屋面进行计算时,一般都简化为平屋面来计算,当坡度较小时,计算结果与实际情况的误差是在可接受范围内;但当坡度较大时,简化计算就对结构设计带来了很大的安全隐患。
对于较大坡度的坡屋面在进行整体计算后,还应该进行单榀框架的验算,从而得出准确的计算结果。
文章主题:坡屋面坡度简化计算弯矩剪力配筋文章内容:谈坡屋面结构计算余海洋摘要由于现版的许多结构计算软件对坡屋面计算的局限性,/3::-算的复杂性,结构师在对坡屋面进行计算时,〜般都简化为平屋面来计算,当坡度较小时,计算结果与实际情况的误差是在可接受范围内;但当坡度较大时•简化计算就对结构设计带来了很大的安全隐患•对于较大坡度的坡屋面在进行整体计算后,还应该进行单榀框架的验算•从而得出准确的计算结果•关键词:坡屋面坡度简化计算弯矩剪力配筋1前言由于建筑造型,建筑物保温隔热及大面积屋面排水功能等方面的需要,坡屋面设计广泛应用于民用建筑以及工业厂房中•然而现版结构计算软件在整体计算过程中,很难体现坡度的影响,结构师一般把坡屋面简化为平屋面来计算,但这些处理未经验证,给结构留下了一定的安全隐患,因此坡屋面的合理设计应引起结构师的重视.2坡屋面在结构计算中的两个误区2.1把坡面的荷载叠加到下一层进行计算在计算过程中,坡屋面不参与建模计算,仅把这层的荷载导算到下一层的梁板上,这种计算,对于竖向荷载的导算是正确的,但是计算模型的计算高度要比建筑物的实际高度小,因此建筑物受到的水平荷载(风荷载以及地震荷载)要比实际情况小,计算出的水平位移就将比实际情况小,这样就存在安全隐患.2.2把坡屋面作为平屋面计算一般把山墙高度的一半处作为建筑物的屋面标高进行建模计算,这样计算,对地震和风荷载的导算基本是正确的•由于坡屋面的斜梁和框架柱形成了一个拱,斜梁会给框架柱一水平推力,这样框架柱受力状态与平屋面的框架柱受力状态不完全一致,但是模型是按照普通平屋面结构进行计算的,因此这样简化计算也存在安全隐患.?36?3工程实例分析3.1自然条件地震设防烈度:8度,设计地震基本加速度取0.2,设计地震分组为第一组.结构构件安全等级:二级重要性系数:1.0框架抗震等级:2级建筑场地类别:ii类地基土类别:中软土基本风压:0.452地面粗糙度:类基本雪压:0.4/2标准冻深:0.83.2计算数据计算跨度:12单跨迎风面的宽度:12 坡屋面柱顶的标高为=6.000坡屋面恒载标准值60/坡屋面活载标准值:0.5/23.3计算模型方案(一)!方案(一)方案(二)方案(二)第67期余海洋:谈坡屋面结构计算 3.4计算过程当斜屋面角度为30.时,=(刀/)8=[(0+0.5) X 1.03.455] X 0.4512=9.330当斜屋面角度为20.时,=(刀/)=[-0.4+0.5)1.02.178]0.452=1.176 当斜屋面角度为 5.时,=(刀)=[一0.6+0.5)1.01.602]0.4512= 一0.865当斜屋面角度为0.时,=(刀=I(-.6+0.5)1.01.053] 0.452X一0.569当斜屋面角度为5.时,=(刀)(日=[(一0.6+0.5)1..521] 0.452=-0.281 当斜屋面角度为 3.时,:(刀/)日=[( 一0.6+0.5)1..309] 0.45X=-0.167 柱迎风面的=/=1..81..452--4.32()柱背风面的=/=1.00.51.00.4512=2.70(/)3.5计算结果4结论通过上列的数据比较分析可知:(1)把坡屋面简化成平屋面计算,屋面坡度越大,拱的作用就越大,梁拱对框架柱的水平推力就越大,相对于简化为平屋面的方案,引起的柱顶弯矩和剪力的变化越大,尤其当坡屋面的角度较大时,这样的计算是不可靠的.只有当角度小于3.弯矩和剪力误差均小于5%时,简化计算基本可靠.(2) 当角度小于30.时,按坡屋面计算得出的钢筋用量和按简化成平屋面计算得出的钢筋用量基本是吻合的,这两种计算对工程造价没有太大的影响,但配筋方案有着很大的差别.(3)坡屋面中框架梁和柱形成的结构拱使得柱受到较大的水平推力,这样简化计算所得出的结果就小于柱的实际配筋,同时简化计算出的梁的钢筋量大于实际配筋量.参考文献[1]建筑结构荷载规范(50009 —2001)[2] 一,二级注册结构工程师专业考应试指南.施岚清角度()302051053()345521781602105352309/2()1727108985272655 • +/2()7727708968016527左66盘5盘盘.8.8 盘左风-0.4-0.6-0.6-0.6-0.6 左风-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5 左风-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5 右风-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5 右风-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5-0.5 右风-0.4-0.6-0.6-0.6-0.6 右风盘盘盘盘()(杜顶集中力)9.3301.176-0.865-0.569-0-28-0.167?37?核工程研究与设计2007年9月梁柱弯矩及剪力(.;)角度()302015153 方案(一)柱顶805.9755.8735.5718.2703.3697.9 弯矩1/ 剪力1246.0226.5218.221.8203.9201.3 方案(二)柱顶499.2639.5652.1664.7677.4682.7 弯矩2/ 剪力2105.6155164.7174.8185.7190.3(2--1)/21/(2--1)/2-61%/ 一133% 〜18%/—46%一13%/一33%一8%/一21% 一4%/ 一9% 一2%_/ 一5% 方案(一)柱底670603574546.8520.559.9 弯矩掳力3246226.5218.2210.8203.9201.3 方案(二)柱底317459468.1476485.3488 弯矩4 剪力4109.7155164.7174.8185.719-3(4-3)/41/(4-3),4 一11%/一124%一31%/一46%-23%/一32%一15%/一2%一7%_/一1%一4%/一5%方案(一)梁负弯矩5805.9755.8735.5718.2703.3698 方案(二)梁负弯矩6499.2639.5652.1664.7677.4682.7(6 一55-61%一18%一13%一8%一4%一2%方案(一)梁917.11052斜坡屋面的设计构造(1)摘要:斜坡屋面结构,首先应选用合理的结构方案,在结构设计时,应建立合理的结构模型,尤其是在采用pkpm结构软件设计时,荷载输入时一定要输入倾斜构件沿水平或垂直方向的荷载分布集度,而并不是倾斜构件沿斜长方向的荷载分布(单位面积、单位长度内的荷载)。
论砌体结构房屋斜屋面结构设计

论砌体结构房屋斜屋面结构设计摘要:砌体结构,特别是多层砌体结构是目前我国应用较广的结构形式,在我国黄土高原地区,由于黄土资源丰富,粘土分布广泛,因此以粘土砖为主要承重构件的砌体结构得以推广,在许多住宅、办公等民用建筑方面大多是采用的砖砌体结构。
然而,由于砌体结构本身的特殊性,砌体结构的抗震性能一般,而且墙体容易出现开裂的现象,因此本文对当前砌体结构设计方面进行探讨,不足之处,敬请指正。
关键词:砌体结构;斜屋面;结构设计一、砌体结构的组成砌体结构包括上部结构和基础。
上部结构由竖向承重构件和水平承重构件组成,竖向承重构件包括砌体墙和砌体独立柱。
砌体房屋中一般布置有圈梁和构造柱,此外,根据需要还有过梁、挑梁和墙梁等构件。
为了增强砌体结构的整体性,防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响,在房屋的檐口、基础顶面和适当的楼层处布置有钢筋混凝土圈梁。
为提高房屋的延性,地震设防区的砌体结构,在外墙四角、内外墙交接处等部位设有钢筋混凝土构造柱或芯柱(对砌块砌体),构造柱要求先砌墙后浇柱。
为了将门窗洞上方的荷载传递给洞口侧边的墙体,需要设置过梁,过梁分钢筋混凝土过梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁。
挑梁是指嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁,一般有阳台挑梁、雨篷挑梁和外走廊挑梁。
当悬挑梁与混凝土圈梁连成一体时,不称其为挑梁。
当房屋因底部大空间的需要,部分墙体不能落地时,需设置钢筋混凝土托梁,钢筋混凝土托梁和托梁上的墙体共同组成墙梁。
另外,单层工业厂房围护结构中的基础梁与墙体、连系梁与墙体也构成墙梁。
墙梁分简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。
二、斜屋面结构方案设计斜屋面结构设计方案一般有两种:第一种是顶部直接做成斜面板,该斜面板兼作屋面板。
第二种是斜屋面先做一层水平板,斜面部分按造型做。
对比两种方案,方案一结构造价相对较低,但屋面保温、隔热及防水施工较为困难。
方案二结构造价相对较高,但屋面防水、保温、隔热易于施工;同时砖混结构在地震区结构层数达到规范规定的上限、总高度超过规范的规定时,应采用此方案,但超出屋面部分的面积不得超过顶层的30%,且高度不应过高。
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斜屋面结构的计算
(一)斜屋面的建模
⑴通过设置“梁两端标高”或者“改上节点高”等方式形成屋面斜板。
⑵在PMCAD建模时,屋面斜梁不能直接落在下层柱的柱项,斜梁下应输入100mm高的短柱(如图1所示,图略)。
短柱通常只传递荷载和内力,而没有设计意义。
⑶当采用TAT和SATWE软件计算时,顶部倾斜的剪力墙程序不能计算,PMSAP可以计算,但要在“复杂结构空间建模”冲将其定义为弹性板6。
(二)软件对屋面斜板的处理
⑴TAT和SATWE软件只能计算斜粱,对斜屋面的刚度不予考虑。
⑵PMSAP软件可以计算屋面斜板的刚度对整体结构的影响。
(三)斜屋面结构的计算
⑴简化模型1:忽略斜屋面刚度对整体结构的影响,将屋面斜板的荷载导到斜梁上,用TAT或SATWE软件计算。
⑵简化模型2:将斜屋面刚度用斜撑代替,屋面斜板的荷载导到斜梁上,用TAT或SATWE软件计算。
斜撑的主要目的是为了模拟斜屋面的传力,其本身的内力计算没有意义,但在计算屋面荷载时,应适当考虑斜撑自重。
⑶真实模型:考虑斜屋面刚度对整体结构的影响,用PMSAP软件计算。
(四)工程实例
⑴工程概况:某工程为框架结构的仿古建筑,共4层,第二层的两端和第四层的中间部分布置了较多的斜屋面,该结构斜屋面组成比较复杂(如图1所示,图略),板厚为180mm,地震设防烈度为8度,地震基本加速度为0.2g,周期折减系数0.7,考虑偶然偏心的影响,并用总刚模型计算。
该结构的三维轴测图、首层平面图和第四层斜梁线框图如图1所示(图略)。
⑵斜屋面结构的计算
为了能够有效地体现屋面斜板对结构设计的影响,现分别采用三种计算模型对结构进行计算,第一种模型为考虑斜屋面,按真实模型进行计算;第二种模型为忽略斜屋面,将斜屋面引起的荷载传递给斜梁,按简化模型1计算;第三种模型为将斜屋面用斜撑代替,斜屋面引起的荷载传递给斜梁,按简化模型2计算。
这三种计算模型中结构周期和位移的计算如表1所示,某根构件的内力计算如表2、表3和表4所示。
表1三种计算模型中结构周期和位移的计算
周期/真实模型/简化模型1/简化模型2/
T1/0.997(Y)/1.119(Y)/1.027(Y)/
T2/0.964(X)/1.018(X)/0.981(X)/
T3/0.801(T)/0.891(T)/0.826(T)/
最大层间位移角(X向)/1/363/1/338/1/354/
最大层间位移角(Y向)/1/366/1/298/1/326/
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表2三种模型中梁1的弯矩计算
①恒载下真实模型的弯矩标准值:110(左端)/-77.3(跨中)/86.2(右端)
②恒载下简化模型1的弯矩标准值:106.5(左端)/-77.8(跨中)/89.8(右端)
③恒载下简化模型2的弯矩标准值:107.1(左端)/-77.9(跨中)/89.2(右端)
④X向地震下真实模型的弯矩标准值:-204(左端)/-42.7(跨中)/199.5(右端)
⑤X向地震下简化模型1的弯矩标准值:-178.9(左端)/-36.6(跨中)/174.5(右端)
⑥X向地震下简化模型2的弯矩标准值:-202(左端)/-42.2(跨中)/197.8(右端)
⑦真实模型的弯矩设计值:-399.5(左端)/193.9(跨中)/-366(右端)
⑧简化模型1的弯矩设计值:-403.6(左端)/193.2(跨中)/-376(右端)
⑨简化模型2的弯矩设计值:-394(左端)/185(跨中)/-367(右端)
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表3三种模型中梁2的弯矩计算
①恒载下真实模型的弯矩标准值:57.5(左端)/-43.4(跨中)/7.2(右端)
②恒载下简化模型1的弯矩标准值:126.9(左端)/-62(跨中)/109.7(右端)
③恒载下简化模型2的弯矩标准值:127.1(左端)/-62.0(跨中)/109.5(右端)
④X向地震下真实模型的弯矩标准值:-5.2(左端)/-0.5(跨中)/8.0(右端)
⑤X向地震下简化模型1的弯矩标准值:-7.6(左端)/-3.0(跨中)/-1.7(右端)
⑥X向地震下简化模型2的弯矩标准值:-6.0(左端)/-2.1(跨中)/1.7(右端)
⑦真实模型的弯矩设计值:-98(左端)/69.6(跨中)/-95(右端)
⑧简化模型1的弯矩设计值:-155.9(左端)/111.5(跨中)/-135.5(右端)
⑨简化模型2的弯矩设计值:-156(左端)/115(跨中)/-135(右端)
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表4三种模型中柱1的弯矩(My)计算
①恒载下真实模型的弯矩标准值:-9.7(上端)/3.5(下端)
②恒载下简化模型1的弯矩标准值:-10.9(上端)/4.7(下端)
③恒载下简化模型2的弯矩标准值:-11.0(上端)/4.7(下端)
④X向地震下真实模型的弯矩标准值:-296.8(上端)/334.4(下端)
⑤X向地震下简化模型1的弯矩标准值:-258.7(上端)/291.5(下端)
⑥X向地震下简化模型2的弯矩标准值:-292.8(上端)/330.1(下端)
⑦真实模型的弯矩设计值:456.7(上端)/528.7(下端)
⑧简化模型1的弯矩设计值:467.7(上端)/541.6(下端)
⑨简化模型2的弯矩设计值:423.2(上端)/528.4(下端)
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梁1是一根首层的边框架梁;梁2是四层与柱1相连的斜梁;柱1是一根框架边柱,梁1一端与之相连。
⑶结果分析
①从表1可以看出,屋面斜板对结构的周期和位移均有一定影响。
采用简化模型1计算,由于忽略了斜屋面的面内刚度和面外刚度,计算结果偏柔;采用简化模型2计算,由于斜撑起到了一定的楼板刚度的作用,因此其计算结果介于简化模型1和真实模型之间;
②表2和表4主要反映的是屋面斜板对其他楼层的水平和竖向构件内力的影响。
从中可以看出,在竖向荷载作用下(如恒载),三种计算模型算出的构件内力相差很小,几乎可以认为相等;在水平荷载作用下(如地震力),简化模型1与真实模型和简化模型2计算出的构件内力有一定差别,但差别也不是很大。
真实模型和简化模型2计算出的构件内力则相差很小;
③表3主要反映的是屋面斜板对屋面斜梁内力的影响。
从中可以看出,由于屋面斜板定义了弹性板6,从而使采用简化模型计算的梁内力值明显大于采用真实模型计算的梁内力值。