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管桁架结构方案确定原则:
1、结构形式和材料选择:结构工程师不能自以为是、一意孤行、自作主张,一定要跟甲方、建筑工程师、设备工程师详尽沟通后再统筹权衡结构形式,同时结构工程师可以建议结构形式,再由甲方和建筑师确定结构形式。
2、建筑专业控制尺寸的退让:因建筑造型控制需要,我们先要确定建筑专业维护材料总的厚度、檩条或龙骨的高度都是控制指标。上下弦杆的高度、上下弦杆的截面尺寸根据《钢结构设计标准》GB50017-2017和《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010 限值确定:
⑴立体桁架上下弦杆的高度可取跨度的1/12~1/16确定;立体拱架的拱架厚度可取1/20~1/30确定,矢高可取跨度的1/3~1/6确定;张弦立体拱架的拱架厚度可取跨度的1/30~1/50,结构矢高可取跨度的1/7~1/10,其中拱架矢 高可取跨度的1/14~1/18,张弦的垂度可取跨度的1/12~1/30。
⑵设备专业设备放置位置和设备重量、管线走向、吊挂设备、建筑师对室内净空要求和检修马道位置都需要统筹权衡确定。
⑶管桁架上下弦杆、腹杆截面根据杆件的节点长度与截面高度(或直径)之比不小于12(主管)和24(支管)的原则确定。
3、支座形式、支座高度,跟下部砼结构的协同配合,支座采用刚接、铰接、滑移、球铰、盆式支座、双向弹性位移支座等形式,砼柱顶部的标高、弹性刚度都要综合权衡评判。支座这块中铁二院的徐起老师会有专题课程,我在这里只做概括性提及。
4、恒荷载的取值:除管桁架自重外的檩条或龙骨、屋面板系统、设备自重、设备管线、马道的自重、下弦的吊挂等荷载一并计入管桁架结构自重以外的恒载。
5、活荷载的取值:施工荷载、检修荷载、雪荷载、还有雪的堆积荷载、超过10°屋面还要考虑积雪滑移荷载、马道的检修荷载、临时吊挂全部按活载施加。补充一点:中大跨度、教育等公共建筑以及重点设防的项目雪荷载要按《建筑结构荷载规范》GB5009-2012中100年一遇取雪荷载值,分项系数要按《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2018。
6、风荷载的取值:风荷载严格执行《建筑结构荷载规范》GB5009-2012项目所在地区荷载值,对中大跨度、教育等公共建筑以及重点设防的项目风荷载要按100年一遇取风荷载值。另外大跨度屋盖的体型系数留在后面案例讲。另外,规模较大项目和重点项目都有做风洞实验,我们只要把风洞实验数据导入软件施加风荷载。
7、温度荷载取值:温度荷载规范很笼统,是需要专项研究的一个课题。钢结构对温度变化比较敏感,宜考虑施工阶段和使用阶段温度作用的影响。简单做法就是项目所在地的年平均基本温度、最高温度、最低温度来确定合理的合龙温度区间。现在的钢结构设计都要求做防火设计计算,温度荷载也是防火设计需要的基础参数。
8、结构设计使用年限调整系数分5年0.9、50年1.0、100年1.1,对中大跨度、教育等公共建筑以及重点设防的项目,即使按设计合理使用年限是50年,结构设计使用年限调整系数仍然要按100年1.1调整系数。
9、管桁架抗震验算的原则:抗震烈度为6、7度的地区,管桁架结构可以仅做水平抗震验算,但中大跨度、教育等公共建筑以及重点设防的项目应进行管桁架结构CQC双向双向地震作用考虑耦联和竖向地震作用,且增加高级动力特性和P-△/二阶效应计算。抗震烈度为8、9度地区,必须做管桁架结构CQC双向地震作用考虑耦联和竖向地震作用,同时增加高级动力特性和P-△/二阶效应计算。这时候尤其要严格控制并执行《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010 各项指标控制限值。 |
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