公共建筑大跨悬挑屋盖设计（论文）.pdf

·68· 网架结构是高次超静定空间结构，其空间刚度和整体性 均很好，在具有不均匀沉降的工况下，还能利用自身的刚度 和整体性克服由此产生的不利影响。与此同时，网架结构的 自重轻，用钢量少 ；结构可直接体现造型的美学需求，能更 好体现理性设计思想，特别适用于大跨度的公共建筑。以北 苑北综合交通枢纽工程为例，采用本结构形式，很好地契合 了建筑师与结构工程师设计的理念与思路，实现了建筑与结 构的完美结合。 对于结构设计者而言，设计大跨度悬挑钢网架需注意很 多问题。 1 大跨度悬挑网架的合理结构布置 结构布置既要满足结构的受力要求，又要满足经济合理 要求，还要满足建筑专业对于其使用方面的要求。 网架有很多种类。按照大类来分，可分为交叉桁架、四角 锥体系、三角锥体系。交叉桁架又可分为：两向正交正放网架、 两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向网架和单向折 线形网架 5种。四角锥体系则可细分为 ：正方四角锥网架、正 放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、斜放四角锥网架和 星形四角锥网架。三角锥体系的细分种类则相对较少，主要有： 三角锥网架、抽空三角锥网架和蜂窝三角锥网架。网架还可 按照弦杆的层数来进行分类。一般的工程项目采用单层网架， 有重载和其他特殊要求时，则可增加网架的层数，可采用 3层 甚至多层网架。但是这种网架由于杆件层数较多，节点构造 也相当复杂，造价也较高。 北苑北综合交通枢纽工程屋面中间跨度 26.1 m，两侧各 悬挑13.1 m，纵向柱间距 26.1 m。首先根据跨度、荷载以及交 通枢纽换乘大厅柱子分布的特点选定其平面形式。柱的排布 方式以及空间要求决定了其点支撑的形式。由于 2个方向桁架 跨度接近， 2个方向桁架受力比较均匀。在此条件下，两向正 方四角锥能发生整体空间作用，具有良好的受力特性。因此， 该工程选用下弦点支撑两向正交正放四角锥网架。 接下来确定其剖面形式，根据网架的支撑条件绘制其弯 矩，如图 1所示。 图1 网架剖面整体弯矩示意 根据弯矩图调整网架结构不同位置的高度，以达到最佳 受力与经济效果。网架的平均高跨比取 1/10~1/8，在弯矩较大 的支座部位加厚网架高度。结合建筑专业造型以及给排水专 业对于屋顶排水的要求，网架表面呈现支座部位低。两侧高 的曲线形式。结构布置初选剖面如图2所示。 图2 初步布置的网架剖面示意 根据选定的模型进行建模计算，发现选择如图 2剖面后， 两端挠度不满足规范 1/125 L的要求。分析其原因，虽然截面 形式与弯矩大小契合，但结构中部高度较小使得其刚度较小， 因而结构两端产生了较大挠度。据此对结构中部进行加厚， 优化后剖面如图3所示。 图3 最终确定的网架剖面示意 2 网架与支撑排架柱体系的整体分析 当前结构设计软件较多，但目前尚缺乏一种能够综合对钢 网架及下部混凝土或型钢混凝土结构进行整体分析并得到理想 求解结果的软件，一般需要采用多种手段联合进行分析。 然而，整体分析钢网架与下部混凝土结构或型钢混凝土 结构，对于确定其支座做法以及结构的整体安全是非常重要 的。若没有合理有效的整体分析往往会导致整体结构不安全 或构件过于粗大造成浪费。 一般公共建筑，上部屋盖采用钢网架屋面结构而下部采 用混凝土或型钢混凝土的情况较为多见。因此，在设计和分 ［摘 要］ dk???????对 ，?]?  pdk?]?刀 hrX ，??仔亦?g'坷 ?丞t?c? ? 8 ?姚*r?? 。?? ，??dk??亦?'坷1 ?v ，?? tc? O坛? ，<D??9 ???  ? ，? ???亦?g'坷 ??仔 7? 。?zZz??? ?? ?0P亦 ?亦?g'坷 ? ， ??s?侃 、]Q<r???  f ??堵， ? ? t??修??r/$9 ?，坤之 t??s?_???。? + ]Q??坤b??。 ［关键词］  ? ；'坷 ；亦?g ；1g? O ［中图分类号］ TU 318bbbbb ［文献标志码］ Abbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2021）23–0068–02 Design of Large -span Cantilevered Roof for Public Buildings Wen Ya-ge，Liao Wen-huan ［Abstract ］Due to limitation of public space, architects often want to have as few columns as possible, which makes the large-span cantilevered space truss become an preferred structural form in accordance with their design concept. However, the design of large-span cantilevered space truss in public space is relatively complex, so it is particularly important to understand its mechanical characteristics, grasp the design ideas of key issues, and correctly design large-span cantilevered space truss. Through the engineering experience , related codes summary and numerical simulation analysis, some problems in the design of the large-span cantilevered space truss f