建筑施工中转换桁架的结构设计（论文）.pdf

建筑与结构设计I ^ ^‘ clur dr “r Designl 建 筑 施 工 中 转 换 桁 架 的 结 构 设 计 Structure Design of Truss Transfer in Building Construction 甄景 新 ，周 强 (天地科技股份有限公司，北京 100013) ZHEN Jing-xin，ZHOU Qiang (TiandiScience&TechnologyCo．Ltd．，Beijing100013，China) 【摘 要】在工程施工过程中，转换层结构所处的位置比较特殊，内力状态相对复杂，是建筑结构中比较关键的一个环节。基于此，论 文对建筑施工中转换桁架的结构设计措施进行探讨。 【Abstract]Intheconstructionprocess，thetransferstoreystructurepositionisspecial，theinternalforcestateisrelativelycomplex，isakeylinkin buildingstructure．Basedonthis，thisarticleonthemeasuresofstructuraldesignoftrusstransferinconstructionarediscussed． 【关键词】建筑施工；转换桁架；结构设计 【Keywords]buildingconstruction；transformingtruss；structuredesign 【中图分类号]TU375．5 【文献标志码IB 【文章编号】1007．9467(．2015)03．0025．03 [DOll 10．13616／j．cnki．gcjsysj．2015．03．001 1 工 程 简 介 某建筑工程的下部需要一个比较大的活动空间，所以建 筑的 l～8层之间使 4根角柱和 8根巨柱作为外框架。在建筑 的第 8层设置了和层高一致的转换桁架，立面收工弯成后 ，将 其作为建筑的避难层。在建筑结构的第 58层 ，沿结构外侧设 8层 、58层立面上分别设置了两道与塔楼层数一样高的环带桁 架(见图 1a、b)。为了全面提升外围框架的抗侧力，利用桁架和 外框架的角柱(4根 )与巨柱(8根)构成了一个抗侧力系统 ，另 外桁架还具有转换层的功用[1】。该塔楼把第 8层桁架上面的外 框柱(48根 )转换成了该桁架下面的巨柱(8根)与角柱(4根)， 基于角部的结构设置，该塔楼上还配置了次转换桁架，且还在 置了桁架 ，并以此来托住楼层上部的柱子，并对结构在侧向荷 下面吊柱的地方垂挂了 3层外框柱。X斜撑式 的转换桁架是 载影响下产生的变形提供刚度需求。建筑结构布置图如图 1 所示。 2 剖 析 转 换 桁 架 的 构 造 为了强化层外简柱，该塔楼使用了环带桁架 ，即在塔楼的 【作者简介】甄景新(1981一)，男，河北承德人，高级工程师，从事结 构工程设计与研究，(电子信箱)543800337@qq．corn。 a第8层转换桁架 b第58层转换桁架 l工程建设与设计 『Conslructlon&DesisnForProject c转换桁架位置示意 图1建筑结构布置示意图 由箱子形状的上、下弦杆及腹杆构成。该塔架的第 8层桁架是 双层桁架，上弦杆与下弦杆的截面参数分别为 1200mmx 900mm~60mmx8Omm 与 1200mmx900mmx60mmXlOOmm， 斜腹杆、竖腹杆的截面参数分别是 900mmx9OOmmx9Ommx 90mm与 900mmx9OOmmx45mmx45mm，最大板的厚度是 lOOmm，最大分段的质量是 27t；第 58层桁架是单层桁架 ，上 弦杆与下弦杆 的截面参数分别是 600mm xSOOmmx3OmmX 30mm与 600mmx5OOmmx3Ommx3Omm，斜腹杆与竖腹杆的 截面参数分别是 500mm x5OOmmx3Ommx3Omm与 500mmx 500mmx3Ommx3Omm，钢管混凝土柱的截面参数是 900mmx 500mmx 14mmx20mm。基于第 8层转换桁架在该塔楼中的重 要性，所以其抗震弹性不仅要满足小震、中震要求，还要达到 大震要求。该次剖析主要是验证转换桁架弹性是否能满足小 震、中震及大震需求。因此，设计桁架时要依据《建筑抗震设计 规 范》中的计算方式来设计桁架 的竖向地震影响 。利用 ETABS软 件 来 剖 析 小 、 中 震 时 桁 架 的 弹 性 ，利 用 PERFORM．3D软件来剖析大震时桁架的弹性。剖析转换桁架 构件时 ，计算楼板时要依据弹性楼板来进行，且转换层的上、 下楼板的膜刚度不在计算范围内，也就是该处楼板的横向力 不在计算范围内，同时还要调节框架、桁架及桁架上、下层楼 板的剪力。为了使第 8层桁架的弹性符合中震需求，个别桁架 的构件要使用强度比较高的高建钢(Q345B)，图 2为高建钢 构件配置图，其中粗线是高建钢杆件 。 2．1 大震 影响 下 的计 算 26 a下弦 b上弦 图 2高建钢构件配置图 在大震(无风)影响下，桁架抗震能力的计算公式为： ． sGE+．s娃+0．4S 融≤RK (1) 式中， 为截面荷载的标准值 ；5伍为重力荷载代表值的反应； Js娃与 s 分别为依据材料强度标准值来核算横向与竖向地 震影响标准值的反应。 由于在大震影响下桁架构件会出现比较大的走形，个别 构件会发生塑性 ，所以构造动力表现出非线 睦闭。核算时要先 检查各个构件的功能状况 ，允许~A,-N架出现轻度损坏，即 10 状态(构件屈服，产生轻度破坏)。经 PEREFORM．3D软件 剖 析，桁架的所有构件都达到 IO的状态。 2．2 中震 影响 下 的计算 在中震(无风)影响下，桁架抗震能力的计算公式为： yosGE+ ．s’毗 ≤Rd／yw (2)