柱采用混凝土柱,屋面為輕型屋面體系,屋面梁采用實(shí)腹鋼梁,這類結(jié)構(gòu)體系在近幾年國內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用中較為常見。由于混凝土柱與鋼梁的連接處理難以達(dá)到剛接連接,因此梁柱的連接一般采用鉸接連接形式,而一般門式剛架結(jié)構(gòu)邊剛架柱與梁的連接均采用剛接連接形式,由于連接形式的不同,致使這種體系單榀剛架的受力截然不同于一般的門式剛架,設(shè)計(jì)時(shí)不能簡單的把門式剛架的鋼柱替換為混凝土柱,應(yīng)根據(jù)這類結(jié)構(gòu)體系的特殊性有針對的進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)用STS軟件,進(jìn)行這類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),需要注意一下問題:
1) 建議的連接形式:混凝土柱與鋼梁采用鉸接連接,混凝土柱底采用剛接,多跨情況下的中間混凝土柱與鋼梁的連接采用鋼梁連續(xù),混凝土柱鉸撐于鋼梁底面;
2) 這類結(jié)構(gòu)已經(jīng)超出門規(guī)的使用范圍,結(jié)構(gòu)類型應(yīng)選擇“單層鋼結(jié)構(gòu)廠房”,如果為抗震地區(qū)且選擇了地震作用計(jì)算,程序會(huì)自動(dòng)按照抗震規(guī)范第九章關(guān)于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的規(guī)定進(jìn)行控制;混凝土柱應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相應(yīng)要求,鋼梁應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)要求,當(dāng)采用工形變截面梁時(shí),建議梁構(gòu)件承載力的校核采用按門式剛架規(guī)程進(jìn)行校核,以考慮軸力的影響與變截面梁的穩(wěn)定計(jì)算,但局部穩(wěn)定應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、抗震規(guī)范的要求;撓度控制,考慮到所采用的輕型屋面體系對鋼梁撓度不是非常敏感,在有經(jīng)驗(yàn)的情況下可較鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的撓度控制指標(biāo)(L/400)適當(dāng)放寬;
3) 單榀的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用混凝土柱與鋼梁整體建模分析。鋼梁對混凝土柱的約束反力與混凝土柱本身的剛度是直接相關(guān)的,為反映真實(shí)的內(nèi)力情況,應(yīng)該進(jìn)行整體分析,并以整體分析的結(jié)果來設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、混凝土柱的配筋與鋼梁。把它們割裂開來分別進(jìn)行設(shè)計(jì),往往使設(shè)計(jì)結(jié)果帶來不安全的隱患:如果在柱與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),沒有考慮屋面斜鋼梁對柱的推力,會(huì)導(dǎo)致柱配筋與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)嚴(yán)重偏小,按這種方式設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在安裝過程中就有可能出現(xiàn)基礎(chǔ)被翹起、混凝土柱頂位移過大、柱身出現(xiàn)裂縫、鋼梁撓度過大等問題。而在分析鋼梁時(shí),把鋼梁兩端視為固定鉸支座或建兩根很短的下端剛接柱作為支座都會(huì)夸大混凝土柱對鋼梁的約束作用,導(dǎo)致鋼梁軸力增大、跨中彎矩減小、撓度減小等不真實(shí)情況,這時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)安裝后的鋼梁的撓度要大于計(jì)算撓度、鋼梁有可能整體屈服失穩(wěn)、局部壓屈等不安全問題;
整體分析時(shí),分析模型要與連接構(gòu)造處理相對應(yīng);炷林c鋼梁的鉸接連接處理一般存在三種連接構(gòu)造處理:
① 完全抗剪連接構(gòu)造,這種連接構(gòu)造能夠把梁端的推力以剪力的方式完全傳遞給混凝土柱;
② 完全滑移連接構(gòu)造,這種連接構(gòu)造容許梁端相對混凝土柱頂自由滑移,梁端的推力由于相對的滑移而釋放,作用力不傳遞給混凝土柱;
③ 介于以上二者之間的部分滑移連接構(gòu)造,這種連接構(gòu)造容許梁端相對混凝土柱頂有一定的滑移量,梁端的推力由于相對的滑移而部分釋放,剩余作用力以剪力的方式傳遞給混凝土柱。
在STS軟件中,可以設(shè)置以上三類混凝土柱托梁的連接形式,并可以繪制對應(yīng)的施工圖處理。
注:混凝土柱上輕鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中已較為常見,但對于此類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)依據(jù)、結(jié)構(gòu)體系、施工要點(diǎn)、應(yīng)用范圍及受力性能,學(xué)術(shù)界和工程界尚無定論,國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程也沒有明確規(guī)定。
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