摘 要:以實(shí)際工程為例對超長鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度分析,個(gè)別框架梁柱及樓板受溫度影響較大,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮溫度作用,需按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì),避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫從而使結(jié)構(gòu)的安全性得到更大保障。
關(guān)鍵詞:鋼框架;結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu)
中圖分類號:TU323.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-3362(2013)12-0059-01
1 工程概況
某體育訓(xùn)練中心位場館于遼寧省沈陽市。其中B館的高度均為18.05m,共三層,一層、二層和三層的層高分別為5.0m、5.0m和8.05m。B館的建筑面積分別為13169m2。采用鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系;樓板系統(tǒng)為在框架梁間設(shè)置鋼次梁,次梁與壓型鋼板—混凝土組合樓板形成組合梁;屋面系統(tǒng)為在屋面框架梁適當(dāng)位置設(shè)置水平支撐,支撐間設(shè)置剛性系桿,檁條上鋪設(shè)輕質(zhì)屋面板。B單元的長度為178.3m。
2 溫差取值
施工階段采取措施,不考慮溫度應(yīng)力,具體做法為:沿結(jié)構(gòu)長度方向的鋼梁每隔40m左右設(shè)置可滑動(dòng)節(jié)點(diǎn),同時(shí)該跨度范圍內(nèi)的樓板混凝土后澆,主體結(jié)構(gòu)在今年10月初竣工,此時(shí)環(huán)境溫度為10℃左右,再將鋼梁與鋼柱剛接,澆筑混凝土樓板后澆帶。使用階段考慮溫差引起的內(nèi)力,考慮到冬季不采暖的可能性,由于鋼構(gòu)件對溫度變化比較敏感,取周平均最低氣溫-19℃為計(jì)算的最低溫度;對混凝土樓板取月平均最低氣溫-11.5℃為計(jì)算的最低溫度,混凝土收縮的當(dāng)量溫度取為-8℃*,混凝土樓板總的最低計(jì)算溫度為-19.5℃。最高計(jì)算溫度取30℃,比最高月平均氣溫高5.5℃。結(jié)構(gòu)閉合時(shí)的環(huán)境溫度為10℃,所以正溫差為20℃,負(fù)溫差為-30℃,作為計(jì)算溫差。
考慮混凝土的徐變和松弛等的影響將混凝土樓板彈性分析的溫差乘以系數(shù)0.3,鋼梁的溫差不折減,則升溫時(shí)混凝土樓板的溫差為+6℃,鋼梁的溫差仍為+20℃;降溫時(shí)混凝土樓板的溫差為-9℃,鋼梁的溫差仍為-30℃。
3 框架柱內(nèi)力分析結(jié)果
在溫差效應(yīng)下受影響最大的柱位于首層的邊角柱,其中角柱將受到兩個(gè)方向的水平剪力作用。選取如圖1所示的6個(gè)邊角柱,將溫差效應(yīng)的內(nèi)力與重力荷載的內(nèi)力進(jìn)行組合,并與基本組合及考慮地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)內(nèi)力最大值的比較見表1。
T1為溫差+20℃的效應(yīng),T2為溫差-30℃的效應(yīng)。帶*者表示考慮溫差效應(yīng)組合的內(nèi)力大于荷載效應(yīng)基本組合及考慮地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)內(nèi)力的較大值。經(jīng)驗(yàn)算原柱設(shè)計(jì)截面滿足承載力要求。
4 框架梁溫差應(yīng)力結(jié)果
一層中部和支撐附近的框架梁承受的溫差應(yīng)力較大,如圖所示位置的梁為溫差應(yīng)力較大的梁,對應(yīng)的溫差應(yīng)力見表2。
由于樓板的約束作用,溫差在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力沿縱向比較均勻,端部小中間稍大,溫差應(yīng)力在強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的12%~29%之間。設(shè)計(jì)梁時(shí),應(yīng)按照第三節(jié)的荷載組合驗(yàn)算梁截面。
5 結(jié)語
個(gè)別框架梁柱及樓板受溫度影響較大,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮溫度作用,需按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì),多數(shù)梁柱經(jīng)驗(yàn)算小于基本組合受力,可按照規(guī)范采取構(gòu)造措施。