某采光顶及幕墙支承结构设计

第２８卷第“期２０１２年１１月建筑科学

ＢＵＩＬＤｌＮＧＳＣＩＥＮＣＥ

Ｖ０１．２８．Ｎｏ．１１

Ｎｏｖ．２０１２

［文章编号］１００２—８５２８（２０１２）１ｌ＿００８８一０３

某采光顶及幕墙支承结构设计

朱礼敏，赵～爽，汤荣伟，宋涛（中国建筑科学研究院建筑结构研究所，北京ｌｏ００１３）

［摘要］对某工程人口采光顶及幕墙支承结构的设计进行了深入探讨。由于建筑造型的要求，该采光顶张弦桁架与一般张弦桁架有很大区别，为了保证桁架的整体稳定，需要在上弦杆设置面外撑杆、竖腹杆与上弦杆刚接且要求竖腹杆截面的面外抗弯刚度大于面内刚度。此外，由于人口幕墙风荷载主要由采光顶边梁来承担，且该梁跨度达到３６ｍ，采用箱型宽扁梁截面可以满足其强度和变形要求。最后，由于下弦杆张拉力较大且竖腹杆与上弦杆刚接，必须设计合理的张拉施工方案，以保证结构安全。

［关键词】张弦桁架；整体稳定；张拉方案

［中图分类号］Ｔｕ３９１；Ｔｕ３２３．４［文献标识码］Ａ

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１工程概况

某工程入口位置设有采光顶及幕墙，采用钢结构支承体系。其中采光顶建筑面积约１７２８ｍ２，采用平面张弦桁架，桁架间距分别为９．０ｍ和１０．５ｍ，两端通过钢立柱支承在下部混凝土结构上。入口幕墙建筑面积约７７５ｍ２，采用问距２．２５ｍ的钢柱支承，人口位置上方设有悬挑雨棚。图１为采光顶支承结构平面布置图及相应剖面，人口幕墙位于ｃ轴线以下；图２为幕墙支承结构立面布置图及相应剖面。

２设计难点

首先，由于建筑师要求采光顶造型简洁，张弦桁

［收稿日期］２０１２＿０４－１６

［作者简介］朱礼敏（１９７７一）女，副研究员，博士，国家一级注册结构工程师

［联系方式］ｚｈｕｌｉｍｉｎ＠ｃａｂｒｔｅｃｈ．ｃｏｍ架的上弦被设计成水平杆（参见图１ｃ），并且下弦没有设置面外拉索（参见图１ｂ），这与一般的张弦桁架有很大区别。对一般张弦桁架而言，为了保持桁架的整体稳定，上弦杆件通常需要做成正高斯曲率，即形成拱来受压，下弦需要设有面外拉索。所以在本工程中，如何保证张弦桁架的面外稳定是一个设计难点。为此，我们对上弦杆每隔一定距离设置一道面外撑杆（参见图１ａ），同时将竖腹杆与上弦的连接由一般的铰接做法改为刚接，并且保证竖腹杆截面的面外抗弯刚度要大于面内刚度，相当于将竖腹杆和上弦杆形成钢框架来抗弯。

其次，从图１可以看出，由于ｃ轴线与Ｈ轴线距离较远，达到４８ｍ，且建筑师不希望在采光顶平面设置面内斜撑，故Ｃ轴的入口幕墙风荷载主要由ｃ轴采光顶钢梁来承担，而该梁跨度达３６ｍ，所以该梁的设计也是一个难点。

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