关于钢混斜坡屋面结构设计要点研究.docVIP

关于钢混斜坡屋面结构设计要点研究 　　摘要：本文结合多年工作实际，主要对对钢筋混凝土斜坡屋面的结构设计进行相关分析，以供参考！ 关键字：斜坡屋面折板荷载构造 中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号： 城市新建住宅小区建筑多采用斜坡屋面，将原有的“火柴盒”式的单调屋面外形改变为多样化的立体形式，造型美观大方，具有欧式风格，既丰富了小区的景观及街景，又美化协调了城市气氛。尤其是采用了带阁楼形式的坡面屋顶，使屋内采光通风良好，空间利用率高，深受使用者的青睐。但对斜构件的设计及构造做法，规范、手册里所提较少，需设计人员自行处理。下面谈谈钢筋混凝土斜坡屋面的结构设计。 1、设计方法概述 对于一般常见的跨度，可以取消屋脊梁，基本不加腋。但在周边屋檐下要设框架梁或圈梁兼窗过梁。对于平面为长矩形的多开间、多柱情况，在建筑专业布置有横隔墙的每对中间柱之间在进深方向设置宽度同墙厚，可藏砌在墙里的拉梁。除跨度较小的情况外，拉梁上方有双坡贴板屋面斜梁。对于住宅，如果建筑专业需要，可争取实现在每户范围内顶棚无梁外露。类似桁架理论，本方法强调利用构件轴向力效应，但与桁架的区别在于内力分布不仅沿杆单根轴线而且还沿板平面。一般每块板都具有折板的受力特征，在承受屋面重力、风力、地震荷载，造成顺沿板平面的内力分量时，每块板都相当于有加强翼缘的薄壁梁。纵向支座之间由拱壳效应产生的板的横推力就是靠薄壁梁的抗弯反力水平分量平衡的。在 板承受上述荷载的垂直分量时，每块板就相当于有嵌固边的多边支承板。本方法的设计要点，就是有意识地建立、完善坡屋顶的拱、折板体系，在屋檐标高处用尽可能少的水平拉梁平衡斜板的水平推力。其计算方法可分为手算法和计算机法,本文重点讨论手算法。手算方法取坡屋顶的单坡板作为隔离体，通过近似地整体分析，简化确定板的边界条件，求解顺沿平面、垂直平面两种荷载效应，在直法线假定下对各种内力线性叠加，检验稳定，综合配筋。 2、坡屋面板作为薄壁梁，对顺沿平面荷载的效应进行分析和设计 当钢筋混凝土坡屋顶由长向梯形板组成的折板在承受屋面荷载、风荷载、地震荷载作用时，造成顺沿板平面的内力分量时，每块板相当于深梁。对其中一对长向梯形板的进行分析，取沿长向为一单位宽度的窄条结构作为模型，把它假定为一个虚拟静定刚架。右支座的虚拟反力合力Ng，其效应来源于作用在两块坡板上的荷载，作为支座反力它是由板2提供的，其数值也可以看为单独作用于板2的顺平面内的荷载效应。作为深梁所承受的单位长度线均布值，简称为顺沿平面荷载。因为包含着本深梁（即板）的荷载效应，它的作用位置不全在构件的上边缘而一部分在其内部。一种情况表示竖向重力荷载情况下，在两坡的水平长度、角度不同的情况下，深梁上所承受顺沿平面荷载见式（1）。m1、m2表示斜板单位面积的质量集度；ma、mb表示集中物质量；g为重力加速度。当双坡坡度相同时，所受顺沿平面荷载就是式（2） （1） （2） 第二种情况表示风荷载作用情况。Nw表示板表面风压在板2引起的顺沿平面荷载效应，Wk表示风压的标准值。其表达式，两坡不同时为式（3），两坡相同时为式（4）。 （3） （4） 地震作用情况。式（5）、（6）分别为两坡不同、相同时的板2的顺沿平面荷载，式中a为屋顶处的地震加速度设计值。 （5） （6） 当按抗震设计规范要求进行竖向地震力计算时，其计算公式大体同重力作用公式(1)至(2)，只要把重力加速度g换成竖向地震加速度av计算即可。上述公式适用于右支座，当将两板数据对调时也适用于左支座。 对于多坡屋顶的端部三角板，作为简化近似计算，我们假定两种线均分布荷载仅由本板屋面的几种荷载、效应产生。假定结构大致对称，取结构的一半建立模型，见图1。因为与其相连的端部三角形板3平面内抗侧移刚度很大，因此假定模型左支点即构件中央沿左右方向不能移动。板中央竖向刚度小，在一般重力荷载大致对称的情况仅可能发生中点上下移动，因此模型中间采用上下平行的双连杆连接。风荷载、地震作用一般在两坡呈近似反对称，因此在板模型中央采取不动铰支座，允许转动并把侧向力传给板3的边梁。 图1a重力荷载作用 图1b风荷载作用图1c地震水平作用 对于风荷载及地震作用效应，简图可近似取图1b、1c,用结构力学方法求解，但过程繁琐且合理程度有限。与重力荷载效应相比，风、地震效应显然是次要的。加之三角板面积小，作为近似计算，如直接采用双坡矩形板的计算结果，比较方便且不会明显浪费。 图2a长向梯形板 图2b屋脊三角板 图2屋顶斜板承受的顺沿平面荷载 图2为屋顶斜板的直立展开平面图，及承受组合值荷载（其作用的真实位置应是分布在板内而不是集中在上