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1、第39卷第1期建筑结构2009年1月钢筋混凝土坡屋面有限元分析112张伟,刘俊,梁兴文(1香港华艺设计顾问(深圳)有限公司,深圳518031;2西安建筑科技大学,西安710055)[摘要]以目前实际工程中应用较多的钢筋混凝土坡屋面作为研究对象,将组成这种屋面的基本单元分类,分别对基本单元和工程实例进行对比计算。指出坡屋面的屋脊线能起到类似梁分割楼板的作用,屋脊线相互支撑,整个楼盖共同工作作用明显;分析了坡度变化对坡屋面内力的影响。在不影响建筑功能的前提下,针对坡屋面斜向推力的水平分量会对柱顶产生较大弯矩的问题,提出解决办法。总结了坡屋面受力特点和实际工程设计中应注意的问题。
2、[关键词]钢筋混凝土;坡屋面;有限元分析;屋脊线FiniteelementanalysisofRCpitchedroof112ZhangWei,LiuJun,LiangXingwen(1HongKongHuayiDesign&ConsultantCo.,Ltd.,Shenzhen518031,China;2XipanUniv.ofArch.andTech.,Xipan710055,China)Abstract:TheRCpitchedroofwhichisoftenappliedinpracticeisanalyzed.Thebendedlineofslabcanopera
3、teasbeam,andfastigiumcansupportoneanother.Thecooperationisobviousinwholefloor.Meanwhile,theeffectontheinternalforceinpitchedroofdiffersfromgradient.Onconditionthatthebuildingpsfunctionisnoteffected,thesolutiononthatthehorizontalprojectionofthrustinRCpitchedroofcancausebiggishbendingmomenti
4、ntopofcolumnisbroughtout.Thecharacteristicofthemechanicsinpitchedroofandtheproblemshouldbepaidattentiontoinpracticearesummarized.Keywords:RC;pitchedroof;finiteelementanalysis;fastigium1前言随着现代建筑立面多样化的市场需求,钢筋混凝土坡屋面的应用越来越多。坡屋面的梁、板和柱顶面标高均随屋面坡度的变化而变化,其受力性能与平面楼盖相比有较大差异。目前对此类问题的研究较少,有必要对其承载能力和抗震性
5、能做较为深入的探讨和研究。下面根据工程的具体应用情况,对各类典型的图1四坡屋面透视图图2多坡屋面透视图坡屋面的受力性能进行对比计算,指出该结构体系的平梁,且在大多数情况下,边梁均处于同一个标高。另受力特性和设计改进措施,供同类工程设计参考。外,现代建筑的屋面坡度一般做成直线坡,为防止由于[1]2坡屋面分类坡度过大,屋面瓦片容易脱落,一般坡度不大于30b。实际工程坡屋面构成比较复杂,一般由数个不同3计算模型分析方向、不同跨度和高度的基本单元通过相贯线连接组选取典型的四坡和多坡屋面作为研究对象,从实成。工程常用的坡屋面组成单元大致分为两类:四坡际工程中各抽取一个结构单元,采用E
6、TABS(v81418)程(图1)及四坡以下、多坡屋面(图2)。前者有单坡、两序进行分析。梁柱采用杆单元,楼板采用壳单元,壳单坡和四坡屋面,平面布置以矩形为主。后者有6~8坡元可考虑平面内、外刚度。不等,平面形式为多边形。两坡和四坡屋面应用最广311四坡屋面泛。多坡屋面较多应用于中厅等面积较大的房间,且屋面坡度均为25b,板厚取120mm,框架柱截面为2为满足建筑功能的需求,一般整个楼盖均由一整块楼400@400。仅考虑正常使用工况,坡屋面恒载8kNPm,2板弯折构成,板内不设置梁。当然还有一些特殊造型活载2kNPm。分三种计算模型:1)坡屋面内不设置梁的坡屋面不在讨论范围
7、之内,但一般均由以上两类衍分隔楼板,仅通过楼板的弯折构成坡屋面;2)坡屋面内设梁分隔楼板;3)坡屋面内设梁,且在中间跨(轴»)柱生而来。不论哪种类型坡屋面,除特殊情况外均有一个共同特点:无论坡屋面的坡度和起坡位置如何变化,其作者简介:张伟,硕士,高级工程师,一级注册结构工程师,Email:zw-周边檐口线均为水平,无坡度,相应檐口处边梁也为水huayi@1261com。62顶增加水平梁。具体平面布置及梁截面尺寸见图3。是对于相同跨度的水平楼板,最小板厚取150mm,且楼板的配筋要大于前者。可见,坡屋面楼板板厚取值不
