1、1屋盖为大跨度网架的钢筋混凝土框架结构设计摘 要：随着人们对生活、工作空间的要求逐渐增高，为满足建筑上大空间要求，笔者结合实例介绍一下钢筋混凝土框架结构顶层屋盖为大跨度的网架的处理方法。 关键词：大跨度网架；框架结构；屋盖 中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号： 前言 随着我国经济的迅速发展，人们对生活、工作空间的要求越来越高，结构设计人员面临的挑战也越来越大。结构设计人员经常会遇到这样的工程：为了满足建筑上大空间的要求，钢筋混凝土框架结构顶层屋盖为大跨度的网架，如职工文化体育活动中心、燃气锅炉房等大型工业与民用建筑。下面笔者结合某锅炉房煤改气工程的结构设计，介绍一下自己的处理方法。
2、1 工程概况 该煤改气锅炉房抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为0.2g，属高地震烈度区，占地面积 1600m2，建筑总高度为 13.2 米，为单层的框架结构，屋盖为大跨度网架，网架支撑在周边的框架柱上，网架的平面尺寸为：30m53 米，网架厚度约为 2.5m。 2 PMCAD 中建模（网架层） 22.1 相关规范的规定 现行的 建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）第 3.6.6 条第一款规定：计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况。 2.2 现行的网架结构设计与施工规程 （JGJ7-91）第 3.3.1 条规定：由平面桁架系组成的网架结构和正防四角
3、锥网架结构，经过惯性矩的折算，可简化为相应的交叉梁系，用差分法进行内力、位移计算。梁的折算惯性矩 I 可按下式计算： 式中：At、Ab分别为网架上、下弦杆截面面积 h网架高度 因此，在进行框架结构计算时，可将网架简化为等惯性矩的交叉梁系。 3 模型的简化处理 根据以上相关规范的规定，PMCAD 中模型的建立应符合以下两个条件：1） 、应保证模型中网架平面内的刚度与实际情况基本一致。 2） 、应保证网架的荷载能按实际受力情况传递到相应的框架梁、柱上。 3图 PMCAD 中网架简化示意图 基于以上两点的要求，顶层网架屋盖在 PMCAD 中模型处理方法为：按网架按等惯性矩的原则换算成交叉工字型钢梁（
4、或等代虚梁，梁材料类别为刚性杆）输入，并且输入网架对框架产生的荷载。网架部分则单独采用专业的网架设计软件（建研院的网架设计软件 MSGS 或 3D3S）计算。网架部分荷载的输入，这里考虑以下两种方法。 1） 、在 PMCAD 中按面荷载输入网架恒荷载标准值及活荷载标准值，软件自动倒算到 各受力杆件。 2） 、直接读取 MSGS 计算出网架各支承点的反力（轴力、剪力、及弯矩） ，然后在 PMCAD 中按集中荷载输入到框架梁、柱上。 当实际的工程中，为了提高结构设计人员的效率，结构设计人员可先用第 1）种荷载输入方法初步确定框架梁、柱的截面大小，待网架设计完后，再用地 2）种荷载输入方法，进行精确
5、的配筋计算。 4 用 SATWE 计算时应注意的问题 1、由于网架自身的荷载在 PMCAD 中已经按面荷载或集中荷载输入，这里就不应考虑工字形钢梁的自重(本工程跨度较大，工字形钢梁产生的自重占网架恒荷载的比重较大，造成较大的浪费)。因此，在 SATWE 分析与设计参数补充定义中将钢材容重改为 0.001。这样就可以忽略钢梁自重产生的荷载。 2、由于支承网架的框架柱较高，网架的跨度较大，为了防止网架对框架柱产生较大的弯矩，将网架与框架柱的支承条件设为铰接（用 MSGS4计算时，网架支承条件应与 PKPM 模型保持一致） ；并且网架结构设计与施工规程第 3.1.4 条规定：网架结构的支承条件，可根
6、据支承结构的刚度、支座节点的构造情况，分别假定为二向可侧移、一向可侧移、无侧移的铰接支座或弹性支座。因此，在 SATWE 特殊构件补充定义里，将工字形钢梁与框架柱的连接改为铰接，如下图所示（局部） ，这样使计算结果更加真实合理。另外对于跨层柱，应按实际高度确定计算长度，复核柱计算长度系数。 3、为了确保结构的安全，在进行 PKPM 抗震计算时，笔者建议分别采用按集中荷载（板厚为 0）输入和按面荷载（板厚为 200）输入两种计算模型进行，两种模型除了网架荷载的输入方法不一样， ，其它各参数及梁柱截面均相同。在两种计算模型结果（地震力、周期、位移等）都满足相关规范时，框架梁、柱实配钢筋应取两模型计算结果的较大值。 以上是笔者在设计相关工程的经验之谈，如有错误之处，还望大家批评指正。 参考文献： 1建筑抗震设计规范 （GB50011-2010） 2网架结构设计与施工规程 （JGJ7-91） 3SATWE 用户手册及技术条件2010 版
