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摘 要:以实际工程为例对超长钢框架—支撑结构进行温度分析,个别框架梁柱及楼板受温度影响较大,设计时应考虑温度作用,需按计算结果进行设计,避免结构出现裂缝从而使结构的安全性得到更大保障。
关键词:钢框架;结构;框架结构
中图分类号:TU323.5 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)12-0059-01
1 工程概况
某体育训练中心位场馆于辽宁省沈阳市。其中B馆的高度均为18.05m,共三层,一层、二层和三层的层高分别为5.0m、5.0m和8.05m。B馆的建筑面积分别为13169m2。采用钢框架—支撑结构体系;楼板系统为在框架梁间设置钢次梁,次梁与压型钢板—混凝土组合楼板形成组合梁;屋面系统为在屋面框架梁適当位置设置水平支撑,支撑间设置刚性系杆,檩条上铺设轻质屋面板。B单元的长度为178.3m。
2 温差取值
施工阶段采取措施,不考虑温度应力,具体做法为:沿结构长度方向的钢梁每隔40m左右设置可滑动节点,同时该跨度范围内的楼板混凝土后浇,主体结构在今年10月初竣工,此时环境温度为10℃左右,再将钢梁与钢柱刚接,浇筑混凝土楼板后浇带。使用阶段考虑温差引起的内力,考虑到冬季不采暖的可能性,由于钢构件对温度变化比较敏感,取周平均最低气温-19℃为计算的最低温度;对混凝土楼板取月平均最低气温-11.5℃为计算的最低温度,混凝土收缩的当量温度取为-8℃*,混凝土楼板总的最低计算温度为-19.5℃。最高计算温度取30℃,比最高月平均气温高5.5℃。结构闭合时的环境温度为10℃,所以正温差为20℃,负温差为-30℃,作为计算温差。
考虑混凝土的徐变和松弛等的影响将混凝土楼板弹性分析的温差乘以系数0.3,钢梁的温差不折减,则升温时混凝土楼板的温差为+6℃,钢梁的温差仍为+20℃;降温时混凝土楼板的温差为-9℃,钢梁的温差仍为-30℃。
3 框架柱内力分析结果
在温差效应下受影响最大的柱位于首层的边角柱,其中角柱将受到两个方向的水平剪力作用。选取如图1所示的6个边角柱,将温差效应的内力与重力荷载的内力进行组合,并与基本组合及考虑地震作用效应组合的设计内力最大值的比较见表1。
T1为温差+20℃的效应,T2为温差-30℃的效应。带*者表示考虑温差效应组合的内力大于荷载效应基本组合及考虑地震作用效应组合的设计内力的较大值。经验算原柱设计截面满足承载力要求。
4 框架梁温差应力结果
一层中部和支撑附近的框架梁承受的温差应力较大,如图所示位置的梁为温差应力较大的梁,对应的温差应力见表2。
由于楼板的约束作用,温差在梁内产生的应力沿纵向比较均匀,端部小中间稍大,温差应力在强度设计值的12%~29%之间。设计梁时,应按照第三节的荷载组合验算梁截面。
5 结语
个别框架梁柱及楼板受温度影响较大,设计时应考虑温度作用,需按计算结果进行设计,多数梁柱经验算小于基本组合受力,可按照规范采取构造措施。
关键词:钢框架;结构;框架结构
中图分类号:TU323.5 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)12-0059-01
1 工程概况
某体育训练中心位场馆于辽宁省沈阳市。其中B馆的高度均为18.05m,共三层,一层、二层和三层的层高分别为5.0m、5.0m和8.05m。B馆的建筑面积分别为13169m2。采用钢框架—支撑结构体系;楼板系统为在框架梁间设置钢次梁,次梁与压型钢板—混凝土组合楼板形成组合梁;屋面系统为在屋面框架梁適当位置设置水平支撑,支撑间设置刚性系杆,檩条上铺设轻质屋面板。B单元的长度为178.3m。
2 温差取值
施工阶段采取措施,不考虑温度应力,具体做法为:沿结构长度方向的钢梁每隔40m左右设置可滑动节点,同时该跨度范围内的楼板混凝土后浇,主体结构在今年10月初竣工,此时环境温度为10℃左右,再将钢梁与钢柱刚接,浇筑混凝土楼板后浇带。使用阶段考虑温差引起的内力,考虑到冬季不采暖的可能性,由于钢构件对温度变化比较敏感,取周平均最低气温-19℃为计算的最低温度;对混凝土楼板取月平均最低气温-11.5℃为计算的最低温度,混凝土收缩的当量温度取为-8℃*,混凝土楼板总的最低计算温度为-19.5℃。最高计算温度取30℃,比最高月平均气温高5.5℃。结构闭合时的环境温度为10℃,所以正温差为20℃,负温差为-30℃,作为计算温差。
考虑混凝土的徐变和松弛等的影响将混凝土楼板弹性分析的温差乘以系数0.3,钢梁的温差不折减,则升温时混凝土楼板的温差为+6℃,钢梁的温差仍为+20℃;降温时混凝土楼板的温差为-9℃,钢梁的温差仍为-30℃。
3 框架柱内力分析结果
在温差效应下受影响最大的柱位于首层的边角柱,其中角柱将受到两个方向的水平剪力作用。选取如图1所示的6个边角柱,将温差效应的内力与重力荷载的内力进行组合,并与基本组合及考虑地震作用效应组合的设计内力最大值的比较见表1。
T1为温差+20℃的效应,T2为温差-30℃的效应。带*者表示考虑温差效应组合的内力大于荷载效应基本组合及考虑地震作用效应组合的设计内力的较大值。经验算原柱设计截面满足承载力要求。
4 框架梁温差应力结果
一层中部和支撑附近的框架梁承受的温差应力较大,如图所示位置的梁为温差应力较大的梁,对应的温差应力见表2。
由于楼板的约束作用,温差在梁内产生的应力沿纵向比较均匀,端部小中间稍大,温差应力在强度设计值的12%~29%之间。设计梁时,应按照第三节的荷载组合验算梁截面。
5 结语
个别框架梁柱及楼板受温度影响较大,设计时应考虑温度作用,需按计算结果进行设计,多数梁柱经验算小于基本组合受力,可按照规范采取构造措施。