淺談屋面鋼結(jié)構(gòu)支座的設(shè)置

申 允

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都 610031)

營山站站房為綜合性站房，建設(shè)地點(diǎn)位于既有營山站站房舊址。站房為地上一層，建筑高度14.00 m。站房主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，屋面采用鋼結(jié)構(gòu)桁架支撐輕型屋面板結(jié)構(gòu)型式，站房總建筑面積2634.2 m2，建筑基底面積2634.2 m2。

1 站房結(jié)構(gòu)型式

營山站站房屋面鋼結(jié)構(gòu)由縱橫交叉的桁架梁組成(圖1)，整個(gè)屋面造型為縱向波浪型(圖2)。桁架梁與下部混凝土柱采用支座連接。橫向主桁架跨度為33.9 m，縱向投影長度為89.3 m。每榀鋼管桁架梁均采用截面為倒三角的三肢格構(gòu)式構(gòu)件。

本工程恒載0.80 kN/m2，活載0.50 kN/m2，基本風(fēng)壓0.30 kN/m2，地面粗糙度B 類，抗震設(shè)防烈度6 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05 g，地震分組第一組，場地類別Ⅱ類。溫度作用按+40 ℃、－20 ℃考慮。主體采用Q345B 無縫鋼管及高頻焊接鋼管。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠度。以下就幾種常見的布置方式作比較，以找到最優(yōu)化方案(見表1)。

圖1 屋面鋼結(jié)構(gòu)

圖2 屋面造型

圖3 屋面結(jié)構(gòu)支座

由于屋面鋼結(jié)構(gòu)整體造型的原因，該屋面結(jié)構(gòu)在溫度荷載作用下會(huì)產(chǎn)生很大水平推力，故屋面結(jié)構(gòu)支座需考慮釋放水平推力，而采用一般的支座形式和布置方式不能合理的解決問題。

2 力學(xué)模型分析

采用同濟(jì)大學(xué)3d3s10.0 進(jìn)行分析計(jì)算，本屋面結(jié)構(gòu)支座位置見圖3。支座形式及設(shè)置原則:在下部混凝土框架結(jié)構(gòu)所容許的水平推力范圍下，盡量多設(shè)置固定鉸支座，增加

由表1可以看出，混合結(jié)構(gòu)中支座的選取應(yīng)以經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠為原則。由于鋼和混凝土的膨脹系數(shù)不同，在溫度的作用下兩者會(huì)產(chǎn)生較大變形差，此時(shí)屋面不能采用純混凝土結(jié)構(gòu)的剛接形式，否則屋面對(duì)下部混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的彎矩和剪力。若簡單采用一般的鉸支座，只能在一定程度上釋放內(nèi)力，如方案1，支座水平力達(dá)到－1558 kN，此時(shí)會(huì)造成下部混凝土框架截面加大，大大增加了結(jié)構(gòu)工程量，這顯然不是好的方案。所以我們可以考慮釋放一部分平動(dòng)約束來減小上部屋面的水平力。通過對(duì)不同部位進(jìn)行釋放約束可以得到很多種方案，表1 中方案3～方案6 僅列舉集中較為常見的部分采用固定鉸支座、部分采用滑動(dòng)支座形式?？梢钥闯鏊搅臀灰贫荚诒容^理想的范圍，此時(shí)需要注意:在水平力和位移在可接受的情況下盡量增加結(jié)構(gòu)的約束，增加可靠性。

表1 支座布置方式比較

3 結(jié)束語

通過以上方案1～方案3可以看出，營山站站房屋面鋼結(jié)構(gòu)支座應(yīng)在盡量提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，通過合理的選型和布置，最大限度的降低支座對(duì)下部混凝土結(jié)構(gòu)的水平推力;同時(shí)為了使支座構(gòu)造更加簡單與可靠，盡量減小支座的水平位移。通過表1可以看出，為了在水平推力和水平位移滿足要求的前提下，使用單向滑動(dòng)鉸支座可以在不增加水平推力及位移的情況下增加結(jié)構(gòu)的約束，從而增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

［1］GB 500017－2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［2］GB 50009－2001(2006年版)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］

［3］紹力群，黃振民，余志詳.目前網(wǎng)架支座及支承框架設(shè)計(jì)存在的幾個(gè)問題［J］.四川建筑，2009，29(3)