摘 要:以實際工程為例對超長鋼框架—支撐結構進行溫度分析,個別框架梁柱及樓板受溫度影響較大,設計時應考慮溫度作用,需按計算結果進行設計,避免結構出現(xiàn)裂縫從而使結構的安全性得到更大保障。
關鍵詞:鋼框架;結構;框架結構
中圖分類號:TU323.5 文獻標識碼:A 文章編號:1671-3362(2013)12-0059-01
1 工程概況
某體育訓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—支撐結構體系;樓板系統(tǒng)為在框架梁間設置鋼次梁,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位置設置水平支撐,支撐間設置剛性系桿,檁條上鋪設輕質屋面板。B單元的長度為178.3m。
2 溫差取值
施工階段采取措施,不考慮溫度應力,具體做法為:沿結構長度方向的鋼梁每隔40m左右設置可滑動節(jié)點,同時該跨度范圍內的樓板混凝土后澆,主體結構在今年10月初竣工,此時環(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力,考慮到冬季不采暖的可能性,由于鋼構件對溫度變化比較敏感,取周平均最低氣溫-19℃為計算的最低溫度;對混凝土樓板取月平均最低氣溫-11.5℃為計算的最低溫度,混凝土收縮的當量溫度取為-8℃*,混凝土樓板總的最低計算溫度為-19.5℃。最高計算溫度取30℃,比最高月平均氣溫高5.5℃。結構閉合時的環(huán)境溫度為10℃,所以正溫差為20℃,負溫差為-30℃,作為計算溫差。
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,則升溫時混凝土樓板的溫差為+6℃,鋼梁的溫差仍為+20℃;降溫時混凝土樓板的溫差為-9℃,鋼梁的溫差仍為-30℃。
3 框架柱內力分析結果
在溫差效應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方向的水平剪力作用。選取如圖1所示的6個邊角柱,將溫差效應的內力與重力荷載的內力進行組合,并與基本組合及考慮地震作用效應組合的設計內力最大值的比較見表1。
T1為溫差+20℃的效應,T2為溫差-30℃的效應。帶*者表示考慮溫差效應組合的內力大于荷載效應基本組合及考慮地震作用效應組合的設計內力的較大值。經驗算原柱設計截面滿足承載力要求。
4 框架梁溫差應力結果
一層中部和支撐附近的框架梁承受的溫差應力較大,如圖所示位置的梁為溫差應力較大的梁,對應的溫差應力見表2。
由于樓板的約束作用,溫差在梁內產生的應力沿縱向比較均勻,端部小中間稍大,溫差應力在強度設計值的12%~29%之間。設計梁時,應按照第三節(jié)的荷載組合驗算梁截面。
5 結語
個別框架梁柱及樓板受溫度影響較大,設計時應考慮溫度作用,需按計算結果進行設計,多數(shù)梁柱經驗算小于基本組合受力,可按照規(guī)范采取構造措施。