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                                                  大跨度鋼結構抗震設計要點
                                                  瀏覽: 發布日期:2018-02-06

                                                  大跨度鋼結構抗震設計要點

                                                  當進入20世紀后,一些大型公共建筑的出現,又促使大跨度結構向前探索,此時并由于各種高強、輕質新材料的出現,以及結構理論的進步,都為大跨度結構的發展創造了充分的條件,并在探索大跨度結構體系方面,積累了不少經驗。其發展及變革狀況如下:

                                                  ① 梁肋體系

                                                   是一種傳統的方法,是比較簡易、原始的系統,中小型建筑中,跨度限度很小,很多不超過十幾米。

                                                   ② 桁架與拱結構體系

                                                    由實心梁發展到空腹梁,從而減輕了梁的自重、節約了材料,并可以加大跨度。在此基礎上又發展出衍架體系,衍架的型式很多,如三角形、拱形、半圓形、拋物線形、梯形、平行弦形等等。衍架比空腹梁又進了一步,對于鋼筋混凝土組合梁架可達20米跨度,預應力鋼筋混凝土拱形屋架可達60米.鋼屋架如拋物線形鋼屋架可達70米。

                                                  ③ 薄壁空間結構體系

                                                    薄壁空間結構主要是以殼體結構為主。根據動物的卯殼、蚌殼仿生發展而來,真正能從理論上得到發展,也只是從現代才開始的,這主要還是由于彈性力學的發展才得以實現。上面所介紹的梁、衍架、拱架等均屬平面結構,而薄壁空間結構的壁厚與跨度相比,小得多,是屬于一種空間受力狀態。它能用很少的材料,獲得很大的效果,可以充分發揮材料的力學性能,由于其空間作用和極大的剛度,所以對于幾十米或百米以上跨度的屋蓋,殼厚僅需幾厘米即可。目前在世界上薄殼結構已廣泛地應用于大型屋蓋中,如展覽大廳、飛機庫、大型工業廠房等。

                                                  ④ 空間網架結構體系

                                                    空間網架結構,是近些年發展起來的一種較先進的空間結構體系,也是現代大跨度結構的一大進展。很近20年來世界范圍內發展很快,各國都大力進行研究,并已廣泛應用。這種空間網架結構,是用許多桿件(一般多用鋼管或角鋼)組成的網狀結構。它屬于高次超靜定空間結構。這種結構體系的優點很多,如重量輕、整體性強,空間剛度大、抗震性能好。網架的各個桿件主要承受軸向力,所以它能充分發揮材料的強度。其跨度可達200米,大量節約鋼材,此外所有桿件,都可以在工廠定型加工生產,施工時可在現場拼裝,然后整體吊裝。這種網架結構適應性也很廣,可應用于各種形狀的建筑平面中,如圓形、方形、多邊形、矩形等平面。

                                                   ⑤ 懸索結構

                                                    “懸索”就是懸掛的繩索,簡單地說,懸索結構就是把繩索的兩端加以錨固,然后用此懸掛的繩索來承受荷載。懸索的概念形成歷史悠久,可追溯到公元5世紀,我國在大渡河滬定橋上就使用了懸索橋,該橋的跨度為104米,是有名的懸索鐵橋。再如帳蓬也是懸索結構的雛形。一千多年來,人們一直在不斷的探索與改進。用懸索作為屋差結構是從19世紀末葉開始的,直到本世紀50年代,各國對懸索結構的研究已趨向更為成熟階段。目前多用于60米一100米以上的大跨度建筑物中。

                                                  ⑥ 懸掛結構

                                                   目前國外(主要是美國)又出現了一種懸掛式結構,用來建造大跨度建筑。該體系的基本原理與懸索橋相同。目前采用這種體系已能建造27層的建筑。

                                                  ⑦ 張力結構

                                                   張力結構(亦稱張網結構)是現代在懸索結構的基礎上,并結合帳篷的概念形成和發展起來的。它是一種特大型,超輕結構體系。用鋼索或玻璃纖維織品作為張力結構部件,或將二者結合使用,其覆蓋面積之大是任何一種結構體系所不及的,它可以跨越一個山谷,或一個地域。其造型完全是取自原始帳篷的形式。

                                                   

                                                  一 大跨度結構

                                                    對于平板型網架屋蓋和跨度大于24m屋架的豎向地震作用標準值,可取其重力荷載代表值與豎向地震作用系數的乘積。豎向地震作用系數可按表7-3選用。

                                                                     表7—3  豎向地震作用系數

                                                  結構類型

                                                  烈度

                                                  場地類別

                                                  Ⅲ  Ⅳ

                                                  平板型網架,鋼屋架

                                                  8

                                                  不考慮

                                                  0.08

                                                  0.10

                                                  9

                                                  0.15

                                                  0.15

                                                  0.20

                                                  鋼筋混凝土屋架

                                                  8

                                                  0.10

                                                  0.13

                                                  0.13

                                                  9

                                                  0.20

                                                  0.25

                                                  0.25

                                                   

                                                  用反應譜法、時程分析法等進行過的豎向地震反應分析表明,對平板型網架和大跨度屋架的各主要桿件,豎向地震內力和重力荷載下的內力比,彼此相差一般不太大,并隨烈度和場地條件而異。而且,當結構自振周期大于場地反應譜特征周期時,隨跨度的增大,比值反而有所下降。為了簡化,在表7—3中略去了跨度的影響。

                                                  長懸臂和其他大跨度結構的豎向地震作用標準值,烈度8度和9度時分別取該結構、構件的重力荷載代表值的10%和20%。



                                                  轉載聲明:本文由鋼結構設計公司-三維鋼構整理發布
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