索拱组合门架结构的设计与分析

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1、索拱组合门架结构的设计与分析摘要：结合一开发区入口处的景观工程，介绍一索拱组合门架工程的结构体系特点、结构分析和设计及节点构造，可供类似设计参考。关键词：索拱结构节点构造设计与分析中图分类号：s611文献标识码：a文章编号：abstract:combinedwithadevelopmentzoneentrancelandscapeproject,introducesthestructuresystem,analysisanddesignandnodestructureofacable-archcompositedoorframestructure.k

2、eywords:cable-archstructurenodstructuredesignandanalysis1、工程概况某开发区入口处的门架（门楼）工程是新区的门户，地理位置较为显著，建成后应体现门户应有的形象，成为新区的一张名片。这就决定了该工程为一景观建筑，建筑视觉效果是第一位的，结构的合理性只能屈从于建筑要求。经过反复比选论证，决定采用索拱组合结构体系。主体结构由三部分组成，分别为拱、拉索、塔柱，如图1所示。（1）透视图（2）总平面图图1透视图及总平面图主拱横跨国道，采用三角形立体钢管桁架结构，跨度为82.8m。拱所在的平面向地面倾斜，主拱

3、刚接于地面。塔柱位于拱的一侧，拱通过拉索锚固于混凝土塔柱上。索在提供给拱向上提升力以平衡重力的同时对拱施加一个横向分力，这就要求拱本身具有一定的横向刚度来抵抗该横向力。拱采用由三弦组成的三角形立体钢管桁架结构,该结构能很好地提供拱所需的横向刚度，同时又具有立体感，不失美观。各弦两两组成平面，各弦杆和腹杆位置相互关系如图2所示。图2弦杆、腹杆平面位置图弦1、弦2、弦3弦长均为82.8m，矢高分别为21.4m、20.9m、16.9m。弦杆采用的钢管规格为450x10；腹杆除在拱脚位置处采用245x16钢管外，其余位置处均采用245x8钢管。拉索采用ovm

4、预应力钢丝束，规格为15-4，根数为8根。在该结构体系中，拉索并不是额外增加体系刚度的附属构件，而是不可缺少的主体构件。塔柱全高49.9m,锚固点高34m.塔柱作为整个结构体系的抗力构件，要求其刚度大，并具有视觉上的厚重感。经过综合考虑，塔柱采用钢筋混凝土变截面结构，柱底截面边长4.2m、柱顶截面边长2.3m。混凝土塔柱顶设置一焊接球壳装饰结构，直径5.6m.2、结构计算该结构为空间受力体系，整个结构跨度大、高度较高，结构受力体系较复杂，结构计算采用空间结构分析设计软件midas。2.1荷载取值恒载：包括结构自重和上部膜结构重量，考虑节点和防腐材料等

5、。活载：考虑到雪以及结冰等，取0.5kn/m2。风荷载：基本风压，0.45kn/m2，类别：a类，风振系数2.0，体系系数1.4。温度：考虑正负25°c。地震：6度（0.05g），设计分组为第一组，分别考虑水平和竖向地震。2.2荷载组合共考虑18种荷载组合：1)恒载(1.200)+活载(1.400)2)恒载(0.500)+风荷载(左)(1.400)3)恒载(1.200)+风荷载(左)(-1.400)4)恒载(1.200)+活载(1.260)+风荷载(左)(-1.260)5)恒载(1.200)+活载(1.260)+风荷载(横)(1.260)6)恒载(1

6、.200)+活载(1.260)+风荷载(横)(-1.260)7)恒载(1.200)+活载(1.260)+温度(1.260)8)恒载(1.200)+活载(1.260)+温度(-1.260)9)恒载(1.200)+风荷载(横)(1.400)10)恒载(1.200)+风荷载(横)(-1.400)11)恒载(1.200)+温度(1.400)12)恒载(1.200)+温度(-1.400)13)恒载(1.200)+活载(0.500)+地震（水平）(1.300)+地震（竖向）(0.500)14)恒载(1.200)+活载(0.500)+地震（水平）(-1.300)+

7、地震（竖向）(-0.500)15)恒载(1.200)+活载(0.500)+0.9（地震（水平）(1.300)+地震（竖向）(0.500)+温度(1.400)）16)恒载(1.200)+活载(0.500)+0.9（地震（水平）(-1.300)+地震（竖向）(-0.500)+温度(1.400)）17)恒载(1.200)+活载(0.500)+0.9（地震（水平）(1.300)+地震（竖向）(0.500)+温度(-1.400)）18恒载(1.200)+活载(0.500)+0.9（地震（水平）(-1.300)+地震（竖向）(-0.500)+温度(-1.400)

8、）2.3主要计算结果2.3.1挠度验算经过反复调索，采用8根拉索，预拉力控制在120kn，各个索的预拉力相同