大跨单坡钢屋架的静力分析.pdf

《大跨单坡钢屋架的静力分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．04．036大跨单坡钢屋架的静力分析沈泉，卓正(青岛龙湖置业拓展有限公司，山东青岛266109)摘要：本文针对天津某公司120t转炉炼钢工程30In单坡钢屋架设计，利用结构设计软件SAP2000对钢屋架分别采用平面框架建模和空间框架建模方法进行了静力分析，计算结果表明，两种模型钢屋架的上、下弦杆内力相差较大。为提高结构安全可靠性能和结构设计精度，有必要采用空间框架建模方法对钢屋架进行内力分析和计算。研究内容可为大跨度单坡钢屋架的工程应用提供参考。关键词：大跨度；单坡钢屋架；平面框架；空间框架中图分类号：TU39

2、3．3文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)04—0084一020前言钢屋架具有承载力高、制作简便、安装快捷、施工周期短等特点，在工业建筑中得到了广泛应用。本文结合天津天重江天重工有限公司120t转炉炼钢工程30111单坡屋面的钢屋架设计，利用结构设计软件SAP2000对钢屋架进行了静力分析。1屋架形式为满足屋面排水及工艺要求，厂房结构的屋面需要采用单坡钢屋架。单坡钢屋架跨度为30In，屋架端部高度为2．5nl，坡度为1／15，屋架节间距为3．0Ill，上下弦杆及斜腹杆均采用双角钢组合截面，直腹杆采用十字形双角钢组合截面。由于柱距为12In，檩条间距与屋架节间尺

3、寸相同，取3．0m。2荷载及杆件内力(1)永久荷载。屋面采用彩钢屋面，自重为O．3kN／m2；檩条采用热轧H型钢，自重为0．15kN／m2；屋架跨度为30m，故屋架及支撑自重o．12+O．011×30=0．45kN／m2。永久荷载标准值为0．90kN／m2。(2)可变荷载。①不上人屋面均布可变荷载：0．5kN／m2；②基本雪压(天津地区)：0．4kN／m2；③积灰荷载：O．3kN／m2；④由于屋架对风吸力不敏感，可不考虑。屋面可变荷载与雪荷载不同时考虑，设计时取其中较大值与积灰荷载组合，可变荷载标准值为：0．8kN／m2。(3)荷载组合。屋架杆件最不利荷载组合：①1．2全跨永久

4、荷载+1．4全跨可变荷载；②1．2全跨永久荷载+1．4半跨屋面雪荷载+1．4半跨积灰荷载。(4)分析中按平面框架和空间框架两种计算单元分别进行内力分析。荷载布置如图1所示，P为{+篦模型1上弦集中荷载设计值，q为计算模型2檩条均布荷载设计值。1)模型1集中荷载P：两屋架间距为12m，节间距离为3m。P=1．2P永久+1．4P可变=1．2X3×12×0．9+1．4X3×12×0．8=79．2kN燃pP褰熹麟辫25003000，蜘⋯⋯【．14,00图1模型1荷栽计算简图2)模型2均布荷载q：檩条间距离为3m。q=1．2q永久+1．4q可变=1．2×3×0．9+1．4×3×0．8=6

5、．6kN(5)杆件内力计算。①计算模型：一般情况下钢屋架设计按平面模型计算，分析中由于忽略屋盖结构的空间贡献，不考虑屋面板和屋架结构的空间连接刚度。本文通过建立有限元计算模型，分别给出两组计算模型：模型1为平面计算模型，模型2为空间计算模型；②计算结果：分别选取上弦、下弦、直腹杆、斜腹杆中内力较大的杆件，对比其应力比，具体数值如表1所示，杆件编号见图1。表l模型1与模型2主要杆件的应力比计算编号模型1模型2％计算杆件编号模型1模型2％30．79O．8710．1下弦杆20O．870．808．O4O．79O．868．921oJ690．69—1．O50．920．996．923O．77

6、0．76—1．2—L疆Tl60．920．997．O斜腹杆25O．800．78—2．57O．80O．878．8270．74O．7l3．48O．800．881o．O29o．020．02o．O110．870．79—9．222O．65O．O下弦杆150．58O．6l6．1直腹杆260．74O．O160．58O．626．0300．84O．84O．0注：％栏中数据对应堡等铲×100％从表l的数据可以看出，两个模型在同一位置采用相同截面，但杆件的轴力却并不相同。首先，上弦杆中的3、4、5、6、7、8号杆，内力分别提高了10．1％、8．9％、6．9％、7．O％、8．8％、10．0％，下弦杆中的

7、15、16号杆，内力也分别提高了6．1％、6．o％，因此，平面结构计算中低估了这些杆件的内力，在设计中应适当加大杆件的截面以保证承载力满足要求；其次，下弦杆11、20号杆的内(下转第87页)3结构动力特性参数测定当桥梁结构元车辆通过时，桥梁实际上也仍处于环境激励之下。环境激振具有各种频率成分，环境的振动在比较宽的频带上，其功率谱比较平坦。但它输入到结构上后，结构如同抑振器和放大器，由于共振效应结构将自振频率相差较远的振动衰减，而把与结构自振频率相同的放大，在传感器上测得较强信号的频率，就反映