李斌
【摘要】結合工程實際,介紹了在荷載規范下鋼結構雨蓬風荷載的取值計算過程,采用YJK計算軟件進行整體受力分析。
【關鍵詞】風荷載計算;地震與溫度荷載;受力分析
1、工程概況
珠海橫琴口岸某工程某框剪結構屋頂鋼結構雨篷,縱向相鄰鋼柱的最大間距為9m,鋼雨篷最大懸挑距離為6.75m,鋼結構雨篷的結構布置圖如圖1所示。
2、結構計算
2.1計算參數
2.2結構設計
雨篷結構為單層單跨、兩邊柱端部各有懸挑的敞開式有檁體系,懸挑屋面坡度1:10,柱頂標高5m,屋面檁條間距1.1m,懸挑梁與柱剛接,系桿、檁條與主梁均鉸接,柱腳基礎完全剛接。構件截面特性:鋼架柱口550X500X80X30,梁口500X400X35X20,屋面系桿φ299*10,檁條H294X200X8X12。模型假定:(1)各鉸接節點為理想鉸接,各剛接節點為理想剛接;(2)材料為理想彈塑性。
荷載組合考慮如下情況:
(1) 1.35 恒載 + 1.40 x 0.70 活載
(2) 1.20 恒載 + 1.40 活載
(3) 1.20 恒載 + 1.40 風載
(4) 1.00 恒載 + 1.40 風載
(5) 1.20 恒載 + 1.10 溫度荷載
(6) 1.00 恒載 + 1.10 溫度荷載
(7) 1.20 恒載 + 1.40 活載+ 1.40 x 0.60 風載+ 1.10 x 0.70 溫度荷載
(8) 1.20 恒載 + 1.40 x 0.70 活載+ 1.40 x 0.60 風載+ 1.10 溫度荷載
(9) 1.20 恒載 + 1.40 x 0.70 活載+ 1.40 風載+ 1.10 x 0.70 溫度荷載
(10) 1.00 恒載 + 1.40 風載+ 1.10 x 0.70 溫度荷載
(11) 1.20 恒載 + 1.20 x 0.50 雪載 + 1.30 水平地震 + 1.30 x0.5 豎向地震
2.3風荷載計算
由于屋面板與檁條以及板與板之間通過不同的緊固件連接起來,形成了以檁條作為其肋的一系列隔板,這種板在平面內具有相當大的剛度,為了更好的考慮屋面板內的荷載作用,計算考慮蒙皮效應。在YJK軟件中將屋面結構導入空間層,生成蒙皮并進行荷載導荷施加風荷載,蒙皮導荷如圖2所示。
2.4結構分析
(1)柱子最大應力比0.85,鋼梁最大應力比0.68,鋼梁平面內外都有支撐,主要由強度控制,溫度荷載效應作用明顯。同時屋頂雨蓬的地震鞭梢效應遠大于風荷載作用。
(2)鋼梁端部最大豎向位移為36.83mm,按懸挑構件計算長度為高度的2倍,約13.5m。水平位移為計算高度1/366,滿足規范要求,撓度變形圖如圖3所示。
(3)懸挑梁根部與柱剛接,由于懸挑長度過大,根部彎矩較大,梁根部做成異型梁,懸臂梁對根部節點區的剛度有更高的要求,需要對此處節點anys分析,設計荷載下,節點處于彈性狀態,可認為節點安全可靠。
結語:
通過對雨蓬設計的全面敘述,可以得出以下結論:
(1)雨蓬結構為復雜的空間結構,整體模型采用真實截面模擬,同時風荷載蒙皮效應需考慮,保證計算結果準確性。
(2)對于大懸挑鋼結構雨篷設計,挑梁的抗傾覆性能尤為重要,其中薄弱環節為挑梁與柱的連接節點,應通過構造措施加強節點設計。
參考文獻:
[1]GB50017-2017,鋼結構設計規范[s].中國建筑工業出版社,2017.
[2]GB50009-2012,建筑結構荷載規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2012.