高烈度区大悬挑钢结构雨棚设计分析.pdfVIP

钢结构工程研究⑩ 《钢结构》2014增刊 高烈度区大悬挑钢结构雨棚设计分析 吴贤明1郭耀杰2郑翔2 (1．武汉大学土木建筑工程学院，武汉430072；2．中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉430000) 提要：本文以8度区(0．29)某悬挑28m的钢结构雨棚为研究对象，重点分析比较了采用平面桁架结构 形式的雨棚与采用三角形管桁架结构形式的雨棚在自振特性方面的差异。结果发现，三角形管桁架雨棚的 整体刚度要人于平面桁架雨棚，两种结构形式雨棚，要达到规范要求的90％的振型质量参与系数，需要取 较多的振型阶数。同时，研究表明雨棚结构的动力特性比较复杂，不能忽略高阶振型对雨棚结构的影响。 关键词：平面桁架：三角形管桁架；自振特性；SAP2000 1．工程概况 本工程位于拉萨市文成公主实景演出剧场主楼观众席上方，为带拉杆悬挑钢结构雨 棚。拉萨市文成公主演出场主楼层数4层，地下一层，总建筑高度23．70米，地下室相对 标高．3．6米，采用框架剪力墙结构。 计算模型与设计参数 1)计算模型 利用SAP2000对结构进行有限元分析的关键在于建立正确的有限元模型。本文的计算 模型主要有梁单元和杆单元，具体如表1所示： 表1杆件所采用的单元类型 杆件形式 单元类型 桁架的弦杼，腹杆，檩条，支撑等 粱单元 钢管混凝土柱 梁单元 主拉杆 梁单元 根据建筑使用要求，本文分别采用平面桁架结构形式和三角形管桁架结构形式建立了 雨棚的模型。整体计算模型仅包含钢结构雨棚，不包括演出场主楼，雨棚与演出场主楼的 连接设为刚接。演出场主楼对雨棚结构正常使用极限状态下挠度的影响可以通过在雨棚结 构计算出的挠度基础上附加主楼层间位移角与雨棚悬挑长度的乘积来考虑。而演出场主楼 对雨棚结构承载能力极限状态下内力的影响可以忽略。最终建立的结构有限元模型如图l、 图2所示。 钢结构工程研究⑩ 《钢结构》2014增刊 (a)平面桁架雨棚轴侧图 (b)单榀桁架局部示意图 图1平面桁架雨棚有限元计算模型 (a)三角形管桁架雨棚轴侧图 (b)单榀桁架局部示意图 图2三角形管桁架雨棚有限兀计算模型 2)设计参数 (1)荷载作用 按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)Ⅲ的规定，以及建筑使用要求取值如下： a)永久荷载标准值：结构自重由计算程序自动导算。屋面板、管线及吊顶取0．30kN／m2。 载：计算取基本雪压为0．15kN／m2。 c)风荷载：计算取基本风压为0．35kN／m2、地面粗糙度B类。 d)温度作用：本结构由于纵向长度最长处仅为50m，且为悬挑结构，故不考虑温度 作用的影响。 e)地震作用：场地的抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加 速度值为0．209。场地属中硬场地土，II类建筑场地，特征周期值0．45s。 (2)建筑设计分类 50011—2010)和工程设计要求，雨棚的建筑设计分类 根据《建筑抗震设计规范》(GB 见．表2。 钢结构工程研究⑩ 《钢结构》2014增刊 主!星墨丝生2毯 ． 结构设计使用年限 建筑结构安全等级 建筑抗震设防类别 建筑耐火等级 (3)荷载效应组合