浅议钢网架屋盖和混凝土支承框架的分析设计

评论・规划・鉴赏　Ｐｉｎｇｌｕｎ　ｇｕｉｈｕａ　ｉｉａｎｓｈａｎｇ　建筑与发展　Ｊｉａｎ　ＺｈｕＹｕ　Ｆａ　Ｚｈａｎ　・７１・　浅议钢网架屋盖和混凝土支承框架的分析设计　李锁山　上海经纬建筑规划设计研究院有限公司　２０００９０　【摘要】网架结构具有受力合理，体型优美，空间体积利用率高等优点，广泛应用于体育馆、学校风雨操场、影剧院、会展中心等公共建筑中。　平板网架一般为混合结构体系，即屋盖为网架体系，下部支承结构为混凝土框架或剪力墙结构。本文针对这种结构模式，分析了二种计算方法的结　果。探讨了二种计算方法的合理性，提出了自己的建议。　【关键词】网架结构混凝土框架支承整体工作　１．建筑的基本情况　笔者最近做了几个风雨操场的设计，风雨操场这类结构有一个共　同点就是底部是混凝土框架结构，屋面为网架结构　该类建筑结构设　计的一种算法就是：上部网架由专业网架设计与施工单位完成，网架　与框架柱顶铰接连接，计算时网架的刚度用刚性杆模拟，刚性杆与框　架柱顶铰接连接，网架的支座反力反作用于柱顶，再对底部砼结构进　行计算。第二种算法就是混凝土框架与屋面网架整体建模，网架和混　凝土柱顶处为铰接连接，然后整体计算。针对上面二种计算方法，笔　者用自己正在做的一个工程做一个分析比较，谈谈自己的体会。　本工程为地上三层局部四层的框架结构，屋面为网架结构。由于　建筑超长，共ｌ　２０米，所以结构每隔４０米设置一道伸缩缝兼抗震缝，　将本工程分为３个单元，缝宽１　６０ｍｍ。本工程抗震设防类别为丙类建　筑，抗震设防烈度为七度，设计地震分组第一组，抗震等级二级，　场地土类别Ⅳ类。由于３个单元体量几乎相等，所以以左单元为例分　析比较。　左单元三层建筑平面图如下所示：　８　　：：　Ｉ　Ⅲｍ　…　　Ｉ　Ｉ９　Ｉ　　｝ｌ　砩饕厂　ｉ　—　毕　左单元三层建筑剖图如下所示：　左单元无网架屋顶的三维轴侧图如下：　单独网架屋顶的三维轴侧图如下　左单元有网架屋顶的三维轴侧图如下　２．结构计算　第一种算法，屋面网架采用ＳＦＣＡＤ２００２软件进行计算并设计，计　算时上弦杆受力恒载按０．５０Ｋｎ／ｍｚ，活载按０．５０Ｋｎ／ｍｚ考虑，局部加灯　道荷载０．５ＫＮ／ｍ。下弦杆受力恒载按０．２０Ｋｎ／ｍｚ考虑。风荷载为５Ｏ年　的基本风压值：０．５５Ｋｎ／ｍ　ｚ。温度作用：３０。Ｃ～一３Ｏ。ｃ。所有荷载　均手工输入作用于节点，程序自动计算杆件自重，网架的支座反力反　作用于柱项。算位移时采用刚性楼板假定，支承部分混凝土框架采用　ＳＡＴＷＥ程序进行计算。第二种算法，采用ＳＰＡＳＣＡＤ整体建模计算，网　架的材料与断面根据专业公司提供的数据建模，网架和混凝土柱顶用　２０Ｏｍｍ高刚性杆连接，刚性杆顶部设置通用支座。通用支座根据网架　计算铰假定，ｘ、Ｙ方向支座局部系刚度Ｋ１１、Ｋ２２取３００ＫＮ／ｍ，ｚ方　向支座局部系刚度Ｋ３３取２　ｅ＋００６ＫＮ／ｉｎ，支座局部系阻尼系数Ｃ１１、　ｃ２２、Ｃ３３取０ＫＮ＊Ｓ／ｍ［１　３。这二种方法计算时均考虑偶然偏心与双向　地震作用。计算振型数的取值保证振型有效质量系数大于９Ｏ％［　，控　制层间位移，使之在规范允许范围内；减少建筑物的扭转效应，使　第一、第二周期的平动成分大于０．８５，使扭转周期与平动周期之比小　于Ｏ．９５（因为是多层建筑，所以按０．９５控制），以下是二种计算结　果的对比情况。　第一、二、三振型所对应的周期表１　＼　撼型　瑚期（￥）　平劫　扭转　ｌ　吼８　３　Ｏ．　９　０．Ｏｌ　掉｝盏一　０　０　Ｏ．０ｌ　３　吼７９８７　Ｏ．０３　０．９７　１　０＿舶ｄ　Ｏ．Ｂ９　簿撮＝　２　ｍ　ｇ１８８　０．０９　０．０ｌ　０　皿　ｌ哇ｉ　０．０２　０．９８　建筑与发展　・７２・　Ｊｉａｎ　ＺｈｕＹｕ　Ｆａ　Ｚｈａｎ　评论・规划－鉴赏　Ｐｉｎｇ｜ｕｎ　ｇｕｉｈｕａ　ｉｉａｎｓｈａｎｇ　扭转周期与平动周期之比表２　法二、真实网架建模计算，由于考虑网架支座ｘ、Ｙ方向相当于弹簧　＼　扭转胤期ｒ３（ｓ）　帮一平动墒ｊ蠛Ｔ】ＣＳ）　算法一　簟涟二　匕僵Ｔ　Ｔ】　０．９２。９　０　８８７０　支座，与框架柱顶存在一定的位移释放，所以算出的结果偏柔。风　荷载及地震作用下的弹性位移角均比算法二的结果偏大。所以算法一　比真实建模的算法二偏不安全。　３．２、从表２可以看出，由于楼板开大洞，结构平面不规则，二　种算法的扭转位移比均较大，算法一更为不利。　３．３、从表４可以看出，算法二由于考虑网架也参与地震作用，　所以底部Ｘ、Ｙ方向总地震剪力比算法一要大，相应的单个框架柱底　剪力也有所增加。　３．４、从表５可以看出，框架柱１底层剪力及弯矩相差不大，竖　向力相差较多，比较其余框架柱也能得出相同结果，总的来说本工程　ｏ－栉ｇ下　０．９ｌ叠ｌ　０．８时３　１．０ｌ弼目　风荷载和地震作用下的弹性位移角　表３　＼　随旖Ｒ藏方作向　Ｙ用下角　韵弹性方位向　ｘ穆　地震斋作向用　Ｙ下角构　闻弹性方幢向穆　ｘ　最大位方羼穆向的闯　方佼比懂　＃　茸乎均向层　　算法一　掉法：　１／３竹０　ｌ／３衢９　ｌ搴３２　Ｉ，ｌ５Ｕ　１／７８５　ｌ／５６５　ｌ／８３０　ｌ，礴２　１．０８　１．ｉ７　１．。Ｂ　１．０６　各单根框架柱竖向力，算法二比算法一大约增加１　５％左右。所以算基　础时算法一偏不安全。　底层地震剪力与其上各层总重力荷载比值表４　结束语　通过以上分析，对于钢网架屋盖和混凝土支承框架结构，笔者给　出以下建议供大家参考：１、采用刚性杆模拟网架刚度，在计算位移时，　＼　赢Ｘ部方　向电　Ｔ震剪力（　方）向　　Ｘ肯南　Ｙ剪重比　有方向　Ｘ育向效　Ｙ蕊熏幕歉方　ｌ皇ｊ　算法一　算法＝　所计算的整栋楼的刚度比真实模型要大，相应的位移要比真实模型要　小。２、采用刚性杆模拟网架刚度，在地震力作用下，所计算的底部地　震剪力与底层轴向力均偏小。所以采用刚性杆模拟网架刚度去计算，结　果偏不安全，要求按实际模型整体建模，整体计算比较合理。本文仅仅　３麓乞５　４　觏吐　３ｌ锶．７５　３８挝．２　下．鲫‘　瑚　Ｔ－∞＊　＆　９　ｇ．２８嚣　９吼　９氛０ｌ＊　９钒∞鬻　框架柱１底层轴力、剪力、弯矩比较表５　针对一个特定的平板网架实例进行了分析，而空间网架的跨度、体型、　支承方式各不相同，从一个特定的实例中得出的结论不一定适用于所有　的网架结构，所以具体的项目还要具体分析。本文不足之处，希望广大　设计人员批评指正。　＼　藤磨轴力‘媾’　ｘ　赢羼自Ｉ蒋力ｌ　（ｋ冒协）　　ｘ鹿育屉　ｌ岢薹臣Ｉ　（埔糯肯）　期　尊涟一　舶２０．７　一ｌ１．３　ｌ　—ｌ氍。　２或９　Ｉ　一３２．。　尊谴＝　弱瓤．６　ｔｔ　ｅ　１　．ｓ　ｓ．一　ｌ。　．　参考文献：　［１］ＳＰＡＳ　ＣＡＤ空间结构建模软件用户手册，中国建筑科学研究　院ＰＫＰＭ，２０１０　３．计算结果分析对比　３．１、从表１、３可以看出，屋面网架参与计算，对结构的周期　和位移均有一定的影响。算法一、网架用刚性杆模拟，算出的结果　偏刚，风荷载及地震作用下的弹性位移角均比算法二的结果偏小。算　［２］ＰＭ　ＳｈＰ复杂多、高层建筑结构分析与设计软件用户手册，　中国建筑科学研究院ＰＫＰＭ，２０１０　旦　鱼　ｉ　鱼莹　ｄ　ｄ　皇　（上接第８５页）　如何把装饰装修分部工程质量监控工作做细做实是监理工作的关　键。国标规范，北京市地标也未细化到分项工程这一级。在实践中　根据工程特点、地产开发商要求监理部做到细化、具体化，以便于　缝剂一定要选用高级材料，其做法不同于普通装修做法，具体为先将　面砖缝处划３ｍｍ以上深度，塞填勾缝剂，塞实压紧，视室温、湿度，　一般８　ｈ以上，勾缝剂固化，用金属条压缝，达到圆润光滑的效果，　考核监理工作。我们与施工单位合编，统一了质量控制的要点，也　可以做为监理实施控制程序的细化。　（１）厨卫防水是质量把控的极其重要环节，因为公司承诺卫生　间１００％不渗漏，为此，必须ｌ００％检查。防水材料检查要符合设计要　求，特别是防水涂膜（聚氨酯类）要查涂刷遍数、总厚度；高分　子卷材遍数必须达到要求。蓄水时间＞２４ｈ，特别是门口挡水台，防　不得采用表面涂料，用棉纱擦拭的淘汰作法，其后果是塞填不实，造　成粘贴不牢，无压缝容易脱落，且表面无压光的效果。　（５）木踢脚板处理：高级装修在墙基层上固定背板（细木工板　或胶合板）先固定好背板，平整度、高度符合要求后再做粘贴，一　般采用木板胶粘贴，如没有背板也可做，但是水泥砂浆墙面粘贴木地　板踢脚，极易开裂、脱落。　（６）内外窗台高差处理：由于内外墙一般由两家施工单位处　理，施工程序是先外后内。由于外部洞口、墙面处理考虑外观效果，　可能过高、抬起，外窗台使里窗台变低。我们在外窗淋水时（或下　大雨、淋雨时）发现局部水风压过大造成外高内窗台有渗水现象。为　此，在处理内窗台时，一定要求内窗台板要高于外窗台５ｍｍ～ｌＯｍｍ左　右，防止出现渗压透水现象。另如果窗台板下打水泥砂灰不实、不　严时也可能造成窗台板下进雨水，为此过程验收时尤其要注意。　止蓄水不足或溢出走道，造成下层渗漏，地砖成活后二次蓄水合格后　方可通知施工单位在下层进行吊顶作业，防止渗水浸泡下层封板。　（２）吊顶前的隐检、联检，该部位在做龙骨之前各专业如强电　管线已穿，弱电、烟感、网线、喷淋、燃气、信号、抽排风、　电话、呼叫系统等均已穿线，必须办理相关手续，我们采用精装牵　头，相关方配合，监理部监督见证联合会签，最后由精装见单后进　行吊顶、封板，防止返工拆板、扯皮。　（３）木制品的防火防潮检查，规范规定木制品安装前必须做防　火防潮处理，一般刷防火、防腐涂料，俗称见白。吊顶周边木方，　木饰面背部、木门框背面与有潮气接触的部位均需做特殊处理。　（４）地墙砖的勾缝，地墙砖勾缝材料，如果是高级装修，勾　结束语　住宅精装修交房是房地产发展的趋势，对监理工作提出了更高的　要求。监理工程师应通过施工事前质量控制，做好精装修施工工作面　交接工作，把握装饰装修施工质量控制要点，创造精装修精品工程。