关于底框架上门式刚架结构设计分析.docVIP

关于底框架上门式刚架结构设计分析 　　摘要:根据底框架上门式刚架的结构特点，介绍了在实际工程中如何利用PKPM软件对该结构进行设计的过程，并提出该结构的整体设计方法。 　　关键词: 框架，门式刚架，整体设计，PKPM 　　Abstract: according to the bottom frame the door frame structure characteristics, this paper introduces how to use in a practical project of the structure of software PKPM design process, and puts forward the structure of the whole design method. 　　Keywords: framework, door frame, overall design, PKPM 　　中图分类号：TU323.5 文献标识码：A 文章编号： 　　 1工程概况 　　 随着工业经济的快速发展，越来越多的建筑采用下部为框架结构，而顶层为门式刚架轻的结构类型。本工程实例为天津同安实业1#标准厂房，三层结构，下部为两层钢筋混凝土框架结构，柱距6m；顶层为轻型门式刚架结构，钢架跨度24m，焊接工字型钢柱、钢梁，以及压型钢板轻型屋面。 　　 2结构特点及设计计算 　　 该工程结构特点是框架结构和门式刚架结构的结合，下部结构由于功能需要，按钢筋混凝土框架结构进行设计，楼盖的刚度较大，上部结构只承担屋面的荷载，跨度大，荷载轻，为节省材料，按门式刚架的要求进行布置，采用支撑系统来满足结构的整体刚度，并采用压型钢板、檩条等作为屋面系统，屋盖的刚度相对较小。 　　 对于这种结构，既要对下部框架与上部门式刚架的设计区别对待，又要考虑它们之间的相互作用，相互影响，需作为一个整体来分析计算。 　　 2.1三维模型输入 　　 按实际模型，真实地输入设计结构的梁、柱、支撑构件等所有受力构件，建立下部框架以及上部门式刚架的整体模型。除了梁、柱外，支撑构件(柱间支撑、屋面支撑)也需要准确输入，这样整体分析时才能够准确计算结构的刚度，支撑可按照单拉杆件设计，对结构楼面布置信息，下部框架的楼板输入，按框架方式输入，顶层轻型门式刚架屋面，其刚度有刚架梁、屋面支撑系统、檩条、屋面板等共同组成，其平面内的刚度很难准确考虑，可以偏安全地忽略屋面板的刚度，把楼板厚度取为0，不考虑楼板的作用，将节点视为弹性节点，仅考虑刚架梁、屋面支撑系统的作??。 　　 2.2结构设计依据的规范和规程 　　 因是钢筋混凝土和钢结构的组合形式，设计中需要考虑的主要规范和规程包括：GB50009-2001（06年版）建筑结构荷载规范、GB50010-2010混凝土结构设计规范、GB50017-2003钢结构设计规范、GB50011-2010建筑抗震设计规范、GB5007-2002建筑地基基础设计规范、CECS102:2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程。 　　 2.3结构分析计算 　　 对于“框架+门式刚架”这种特殊的结构，用PKPM软件进行结构分析输入时，要注意下列一些问题： 　　 1）屋面压型钢板轻型屋面为非刚性楼面，门式刚架梁要按压弯构件设计，不能采用对所有楼层强制采用刚性楼板假定，否则屋面刚架梁将不能计算出轴力。 　　 2）在特殊构件中定义门式刚架梁、铰接柱等信息，被定义的构件将按照门规进行验算。 　　 3）风荷载定义和组合：顶层门式刚架要考虑屋面的风吸力的影响，按门式刚架计算时，要考虑顶层门式刚架的特殊风荷载分布，风荷载体型系数的选取，对顶层门式刚架部分的风荷载根据门式刚架规程的要求进行特殊定义，否则按荷载规范选取。 　　 对门式刚架结构一般用4种风荷载：+X，-X，+Y，-Y方向风荷载，依次称为特殊风荷载1~4。每一组中输入相应的节点风荷载、梁风荷载和柱风荷载。屋面梁的风吸力(或压力)按梁间均布荷载输入，向上为负。 　　 定义门式刚架特殊风荷载以后，将此特殊风荷载与下面框架程序自动计算的风荷载组合，采用“自定义组合及工况”，考虑底部框架与上部门式刚架风荷载的共同作用，修改特殊风与“X向风” “Y向风”的同时组合，即要手工修改组合为(以特殊风1为例）： 　　 Ⅰ:1.2恒+1.4X向风+1.4特殊风1 　　 Ⅱ:1.2恒+1.4活+0.6*1.4X向风+0.6*1.4特殊风 1 　　 Ⅲ:1.2恒+0.7*1.4活+1.4X向风+1.4特殊风1 　　 Ⅳ:1.0恒+1.4X向风+1.4特殊风1 　　 Ⅴ:1.0恒+1.4活+0.6*1.4X向风+0.6*1.4特殊风1 　　 Ⅵ:1.0恒+0.7*1