双圆弧雨蓬的结构设计.pdfVIP

维普资讯 第 25卷 第 6期 河 南 科 技 大 学 学 报 (自然 科 学 版 ) V01．25 No．6 2004年 12月 JourealofHenanUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience) Dec． 2Oo4 文章编号 ：1672—6871(2004)06—0074—04 双圆弧雨蓬的结构设计 贺学民 (洛 阳有色金属加工设计研究院 ，河南 洛阳471003) 摘要 ：海 口市万国商城建筑群体，设计 中为减轻大悬臂挑梁构件的 自重 ，采用 了双圆弧雨蓬拱形结构设计 ，此 雨棚经8年的质量跟踪表明：该设计合理，施工质量高，经5．2级地震考验，相关的结构平衡构件均没有出现 开裂形象。 关键词 ：雨蓬；悬壁梁；结构设计 中图分类号 ：TU226 文献标识码：A O 引言 海 1：3市万国商城工程为一综合性建筑群体，座落在市中心，总建筑面积 18．63万 m2，建筑设计正立 面宽度为 70m，正面地下第二层是2200m2中巴车站，地下第一层 1500m2为下沉式前广场，±0．00层为 1000m~小汽车停车场 ，是游人和行人非常集 中的地方。建筑设计采用半径 R =52154mm 的平面圆弧 曲线组成整个正立面 来达到汇聚游人的目的，为和正立面协调 ，设计了悬挑梁长度为6．9m的连续三 跨拱弧雨蓬，并要求对称设计 。其立面如 图 1所示 。 图 1 拱 弧雨逐 的立 面图 拱弧雨蓬的结构设计属于特种结构 [1．2]，为减轻大悬挑构件的 自重 ，设计时应用拱形结构理论进行 了分析计算。 1 结构体系 从正立面 1一D、1一E、1一F、1一G轴线柱往外设计悬挑跨度为 6．9m的挑梁，其根部弯距 由通过挑 梁结点的上、下柱和标高9．0m的梁平衡，以保证悬挑梁的固端约束。以悬挑梁为支点设置现浇钢筋混 凝土顶板 ，因雨蓬为大跨度的悬挑构件，且为8度抗震设防，按规范须考虑 10％的竖向地震荷载，结构 设计结合建筑要求的立面拱弧效果 ，按圆拱板配置受力体系和起拱效应 ，可减小拱板的厚度 ，从而大幅 度地降低 自重，减小悬挑梁的受荷和挠度 ，实现合理的经济指标及抗震效果L3．4]。 2 结构的几何设计与受力分析 主体专业的基本要求为正立面的圆弧平面曲线和雨蓬外边缘的圆弧平面 曲线为同心圆见图2，几 何计算时以E、F两柱的中心为圆心、半径 R=52154mm画弧，两弧的交点必为正立面圆弧平面的圆心 “O”，通过 “O”和柱 E、F中心连线的中点 A作直线，直线 OA必垂直于EF，并连接圆心 “O”和柱 D、E、F、G 作者简介：贺学民(1957一)，男 ，河南洛宁人，高级工程师 收稿 日期~2004—05—20 维普资讯 第 6期 贺学 民：双 圆弧雨蓬的结构设计 ·75 · 中心的连线，再以 “O”为圆心、以R1=52154—6900=45254mm为半径画圆，此圆和 OD、OE、OF、OG线 的交点即为悬挑雨蓬梁 的端点，而弧 DG即为雨蓬的外边缘线 ，通过几何关系可求 出 EOF=8．79。， DOE= FOG=8．9。，进而求得 E—F=6936mm，DE=FG=7022mm，即拱弧雨蓬端部两边跨的跨度 大于中跨跨度 86mm。为保证建筑专业立面的审美要求和施工时模板尺寸统一，拱弧雨蓬的端部跨度应 相 同，因此 ，将悬挑梁 L—DD及 L—FF分别 向边跨调整一个角度 ，来满足三跨拱弧雨蓬端部跨度相同的 要求 ，即De：ef=fG =(2×7022+6936)／3=6993mm，调整的角度为： EEe= FFf=arcsin(6993 — 6936)／(2×6900)=0．237。。根据圆拱雨蓬端部跨度 (L=6993mm)可以确定拱弧半径，考虑梁的截 面宽度及拱板在支座梁顶平面 的净距为 100—200mm，可求得挑梁根部拱