大跨钢结构空腹夹层板楼盖设计

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大跨钢结构空腹夹层板楼盖设计王越栾焕强于连秋杨再烨王海张锴中铁十哈尔滨生活汇长富房地产开发有限公司摘要：钢结构空腹夹层板楼盖是基于多层大跨钢结构的一种新型空间网格结构体系。这种新型空间网格结构体系是由上肋、下肋和上下肋之间设置的剪力键组成。木文通过哈尔滨武源小区商业广场屋面大跨钢结构空腹夹层板楼盖结构的设计和分析，介绍丫钢结构空腹夹层板楼盖的实用计算方法，以及主要构件和节点的设计要点。设计同时采用MIDAS/Gcn有限元分析软件进行建模分析，验证了采用实用计算方法进行钢结构空腹夹层板厘盖设计的可靠性。本文还对钢结构空腹夹层板楼盖结构的自振特性和舒适度进行了分析。分析结果表明大跨钢结构空腹夹层板楼盖体系安全、可靠，满足舒适性要求。关键词：窄腹夹层板;大跨钢结构;结构分析勾设计;舒适度;新型窄间网格结构;作者简介：王越，硕士，高级工程师，总工程师，加拿大注册工程师APEGA,Email:yuew2013@163.comoStructuraldesignforlarge-spansteelopen-websandwichslabWangYueLuanHuanqiangYuLianqiuYangZaiyeWangHaiZhangKai HCGCBuilding^esign&ResearchJEnstituteCo^,Ltd.;ChinaRailway15BureauGroupCo.，Ltd.;HarbinSHHCHANGFURealEstateCo.，Ltd.;Abstract：Steelopen-websandwichslabstructureisanewspacegridingstructuresystembasedonlarge-spansteelstructures.Thestructuralsystemiscomposedoftopandbottomchordsandshearkeysbetweenthem.Throughtheanalysisanddesignofthesteelopen-websandwichslabstructureadoptedintherooffortheCommercialPlazainHarbinWUYUANResidenceCommunity,apracticaldesignmethodforthesteelopen-websandwichslabandmaincomponentsanddetailswasintroduced.ModelingandanalysiswasperformedbyMIDAS/Gcntoverifythepracticaldesignmethod.Naturalvibrationcharacteristicsandcomfortablenessofsteelopen-websandwichslabstructurewereanalyzedusingMIDAs/Genfiniteelementanalysissoftware.Theanalysisresultsshowthatsteelopen-websandwichslabstructuresmeettherequirementswithsafety,reliabilityandcomfortableness.Keyword：open-websandwichslab;large-spansteelstructure;structuralanalysisanddesign;comfortableness;newspacegridingstructure;1工程概况本工程为哈尔滨生活汇长富房地产开发有限公司开发的哈尔滨道外武源小区棚改项目C区商业广场。项目位于哈尔滨市宏图街、南直路、大有坊街、武源街合围区域。商业广场共五层，地上二层，地下三层。其中地下二、三层为停车场，地下一层、地上一、二层为商业广场。建筑面积72000m,建筑地上一层高度为5.4m，二层高度为3.2m。主体为钢筋混凝土框架结构，顶层屋面采用钢结构空腹夹层板楼盖，最大柱距15m。结构使用年限为50年，抗震设防烈度为6度，结构重要性系数为1.0。场地类别为III类，地面粗糙度B类，耐火等级为一级。图1为建筑效果图，图2为建筑平面图，图3、图4为建筑剖面图。阁1建筑效果阁下载原阁 图2建筑平面图下载原图图3建筑剖面下载原图图4建筑剖面下载原图2结构分析与设计2.1结构设计方案的确定商业广场顶层屋面为上人屋面（步行街）。屋面结构不仅跨度大、荷载大、楼层浄高要求高、施工工期短，而II平面布置椭圆形共享空间、连廊造型复杂。采用钢筋混凝土结构梁截面高，施工难度大。传统钢结构施工方便，但实腹钢梁梁高依然较大，有管道、风道通过腹板时，腹板需耍开洞。针对上述存在的问题，本设计选用钢结构空腹夹层板楼盖体系。贵州大学马克俭院士在1998年提出的新型空间网格结构体系钢筋混凝土空腹夹层板楼盖体系多年来得到了广泛的应用尤其是多层大跨结构。钢筋混凝土空腹夹层板结构将网架结构高度降低，加大竖杆截面尺寸，使竖杆高度与宽度之比hfl/b