上拉杆式钢结构雨篷悬吊位置优化分析.pdf

《上拉杆式钢结构雨篷悬吊位置优化分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、安徽建筑2015年第3期(总203期)DOI：10．16330~．cnki．1007-7359．2015．03．065上拉杆式钢结构雨篷悬虽僮量AnalysisandOptimizationoftheHangingPositionoftheRodTypeSteelAwning鹿翰，戴素娟，钱敏(山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东青岛266590)-_——■●I『I===I=摘要：现今，钢结构雨篷以其自身轻巧、外形美观等优点，被广泛应_l、■·I用为使钢结构悬挑雨篷受力更加合理，文章以上拉杆式钢结构雨篷为研究对象．分析

2、了不同悬挑长度的雨篷的受力情况，得到了常用雨篷的最优悬吊位置，为结构设计时悬吊位置的选择提供了参考。q关键词：钢结构；雨篷；悬吊位置；优化lJ【【J中图分类号：TU311．4文献标识码：AACD文章编号：1007—7359(2015)03—0141一O2ba0前言(a)与主体结构铰接B现代建筑工程中，雨篷是建筑物不可或缺的辅助构件，一般有钢筋混凝土雨篷和钢结构雨篷两种。钢筋混凝土雨篷自重较大，抗弯、抗裂性能较差。钢结构雨篷与钢筋混凝土结构雨篷相比，具有强度高、自重轻、结构形式灵活、抗倾覆能力强等优点【l1。从而备受关注，

3、因此对其受力特性的分析也显得尤为重-【1．【结要。钢结构雨篷为悬挑结构，其上既有风、雪等均布荷载，也存-ACI构在施工荷载、拉杆作用的集中荷载，结构有反弯点，存在正负弯丑设bl，，计矩集中的现象。若在保证其安全、耐久性能的同时，对其进一步LL与进行优化设计，适当调整雨篷的悬吊位置，使正负弯矩相接近，研对钢结构雨篷的实用性、经济性具有重要意义。本文仅就钢结圈1雨篷的计算究构上拉杆式雨篷12]的悬吊位置进行优化分析，使钢结构雨篷受应用力充分合理，更加经济。1优化分析1．1上拉杆式雨篷的组合形式钢结构上拉杆式雨篷的计算简图有以

4、下两种情况：在进行钢结构上拉压杆式雨篷设计，雨篷与主体建筑为铰接时，其计算模型如图1(a)所示；当雨篷与建筑主体刚接时，其计算模型如图1(b)所示。雨篷的悬挑长度为￡，拉杆与主体建筑连接点和M图雨篷与主体建筑连接点的距离AB为h，拉杆与雨篷的角度为，拉杆与雨篷连接点到雨篷端部的距离AC为b-~hJto．not．，拉杆与雨篷连接点到雨篷悬挑端的距离CD为仪：￡一b。0≤<0，M=+q(1)1．2雨篷与建筑主体铰接0≤≤己，M=Nsi凡(一)一．12与建筑主体铰接的雨篷的受力简图如图2所示，其中Ⅳ为一q一(2)拉杆的轴力、q

5、为组合均布荷载、P为施工荷载、，为建筑主体并作弯矩图，由图2可知负弯矩的最大值在=o处，为对雨篷端部的支撑力。对A点取矩，由力矩平衡方程，可得到拉M。=胁g，而正弯矩的最大值，对式(2)求导可得，位于：杆轴力Ⅳo’’~-qL-+PL安N=一学12处，：一lqL2+PL父1"2一。6。眦徽以悬臂端D点为原点，列出雨篷的弯矩表达式。建(学)一122筑作者简介：鹿翰(1992一)，女。山东菏泽人，山东科技大学在读硕士，研究方向：结构工程。这两处的弯矩较大，通过调整雨篷的悬吊位置，使正负弯_2015年第3期(总203期】安徽建筑

6、詈N娃nbM图M图bbb一Millc(a)(b)(C)图4图乘法计算图矩相近．从而使钢材用料最省，可达到优化目的。可计算出N的大小：Ⅳ=A~g％3L4-4aL3)+4Pb2,4(a+2L8(3LrI+A6nd1．3雨篷与建筑主体刚接以雨篷悬臂端D点为原点，列出雨篷弯矩的表达式。0≤<以争qx2+Px(3)0≤≤厶M=Nsincz(x-a)-—1qxLPx(4)并作弯矩图，由图3可知负弯矩的最大值在x=a和x=L处，分别为M1=胁g，M3=~-qL2+pL—Nsin0【×b；正弯矩的最M图大值，对式(4)求导可得，位于：N

7、sinc~-P图3雨篷与主体刚接时受力分析，为=Nsinq结与建筑主体刚接的雨篷的受力简图如图3，在外力作用下(Nsinet-P一一_(Nsinct-P)‘NPsinoz-P~一———一。这三处的弯矩较大，构_=_雨篷拉杆在铰接点产生的位移量在垂直方向上的矢量代数和qzgq设等于拉杆在轴力作用下产生的位移量在垂直方向上的矢量。同样，通过调整雨篷的悬吊位置，使正负弯矩近似，也可达到优计与1．3．1外力作用下雨篷拉杆在铰接点产生的位移量在垂直方向化目的。研1．4常用雨篷的最优悬吊位置上的量究当雨篷与建筑主体铰接时，其上作用的

8、均布荷载有风荷应①均布荷载作用下铰接点垂直方向的位移量6-。载、雪荷载、雨篷面活荷载以及雨篷面恒荷载，根据荷载规范计用均布荷载作用下的M图与在C点虚设单位荷载作用下的算常用雨篷上的组合均布荷载为q=7．36N／mm。另外，施工荷载图，如图4(a)所示。为P=-980N，悬吊高度为h=1500mm，当雨篷悬挑长度分别为