博物館屋蓋的鋼結構選型與設計
發布時間:2014-06-03
摘 要 shandongzhusuanbowuguanzhutigangjiegoucaiyonghunningtugangjiegou。wugaijibolimuqiangzhichengtixicaiyongtonggangjiegou。youyubowuguangongnengshangdeteshuyaoqiu,zaochengqidutedelimianjianzhuzaoxing,gei
鋼結構設計帶來很多困難。簡要闡述該工程鋼鋼結構部分的設計,包括屋蓋的鋼結構選型、荷載取值、主要構件的計算等方麵的內容。
l 工程概況
山東珠算博物館位於江蘇省山東市濠河4A級風景區西北側,單體建築麵積約2 664 m。。整個丁程建築方案由上海興田建築工程設計事務所完成,施工圖設計由江蘇省紡織T業設計研究院有限公司完成。鋼結構形式卜部為
鋼筋混凝土鋼結構,屋蓋采用鋼鋼結構。整個工程於2【)(]5年3月竣工,對外開放,整個工程建築效果見圖l。
山東珠算博物館為一類建築,建築
抗震設防類別為乙類。基本設防烈度為6度,
抗震措施按設防烈度為7度設計。建築鋼結構安全等級為一級。
以山東珠算博物館鋼屋蓋及玻璃幕牆設計為背景,對該丁程的鋼結構體係、整體受力特性進行研究,並以此為基礎,對各種鋼結構型式進行比較分析與探討。
2荷載取值
1)靜荷載
靜荷載包括屋麵鋁合金板自重;隔熱保溫棉;H型鋼梁自重;暖通設備懸掛荷載;玻璃幕牆自重等。
2)屋荷載
整體計算時,按不上人輕鋼屋麵取O.3 kNjm。均布荷載。對局部構件進行計算時,屋麵H型鋼梁及檁條驗算時廊考慮施T和檢修集中荷載,取l~2個1 kN的集中力作用於最不利位置。
3)風荷載
依據《建築鋼結構荷載規範》(GB 5()(]09―2()()1)換算成百年一遇風壓時乘以1.19的重現期換算係數,因此設計時基本風壓取叫。===0.50 kN/m。。
3鋼結構體係
主體下部為
鋼筋混凝土鋼結構,犀蓋采用鋼鋼結構,犀蓋鋼梁平麵布置見圖2。為滿足博物館作為特殊建築使用功能的要求,設計中屋蓋采用H型鋼梁與鋼檁條共同為承重構件,周邊局部設方管或圓管支撐以增強其平麵穩定性,同時根據采光要求,在屋脊處設玻璃采光通風頂。
鋼屋蓋H型鋼梁鉸接支撐於
鋼筋混凝土柱頂,根據支撐柱的最大組合內力計算在柱頂的預埋件預埋件大樣見圖3。屋wu蓋gai兩liang側ce設she水shui平ping支zhi撐cheng以yi減jian少shao柱zhu頂ding部bu在zai水shui平ping荷he載zai作zuo用yong下xia的de位wei移yi,也ye約yue束shu了le在zai溫wen度du作zuo用yong下xia相xiang鄰lin單dan元yuan的de自zi由you伸shen縮suo。同tong時shi在zai兩liang側ce設she圓yuan管guan支zhi撐cheng,承cheng受shou和he傳chuan遞di玻bo璃li幕mu牆qiang傳chuan來lai的de水shui平ping荷he載zai,在zai玻bo璃li天tian窗chuang處chu設she方fang管guan支zhi撐cheng,形xing成cheng抗kang力li體ti係xi,承cheng受shou天tian窗chuang頂ding荷he載zai,整zheng個ge屋wu蓋gai體ti係xi外wai觀guan顯xian得de較jiao為wei簡jian潔jie。
4計算模型與基本假定
鋼結構的計算模型一般是根據鋼結構形式及構造特點選取,本文采用杆係模型進行彈塑性時程分析計算,並作以下基本假定:
1)樓蓋在其自身平麵內的抗彎剛度無限大,並忽略橫梁的軸向變形,質量集中於各樓層的節點上。
2)鋼結構的剛度中心與作用在鋼結構上的水平力合力中心相重合,即不考慮扭轉。
3)將耗能斜撐框架鋼結構視為增設了斜撐的框架.即橫梁與柱為剛接,仍當作框架計算,而斜撐視為兩端鉸接於框架上的軸心受力構件。
4)作用在樓層上的水平荷載由設置耗能器的斜撐框架與由梁柱組成的框架共同承擔,它們各自承擔水
平荷載的多少主要取決於其自身抗側剛度的大小。
鋼梁整體鋼結構計算現以鋼梁(GI。一6)為例,采用SAP 2000(7.44)版,該鋼梁(GI。一6)杆件規格見圖4,鋼梁(GI。一6)為連續組合鋼梁,算得:鋼梁跨中撓度為95.26 mm,跨中上弦軸力為一8.265 kN,跨中上弦彎矩為1 593.26 kN・m,跨中下弦軸力為7 593.26 kN,鋼梁(GI.6)杆件應力比