亚汌国产一区二区三区,久久精品亚洲一区二区三区, 精品无码一区二区三区

<p id="ykkws"></p>

    <track id="ykkws"><strike id="ykkws"><menu id="ykkws"></menu></strike></track>
  1. <big id="ykkws"></big>
  2. <p id="ykkws"><strong id="ykkws"></strong></p>
    <tr id="ykkws"></tr>
  3. <track id="ykkws"></track><object id="ykkws"><strong id="ykkws"></strong></object>
      基于SAP2000的預應力鋼結構懸挑雨棚工程設計-項目案例-污水池加蓋-反吊膜|膜加蓋-除臭加蓋-膜結構公司-上海華喜膜結構工程有限公司
      網站首頁 解決方案 項目案例 新聞動態 膜材介紹 關于華喜 聯系方式 EN
      首頁 > 新聞動態 > 行業動態

      基于SAP2000的預應力鋼結構懸挑雨棚工程設計

      發布時間:2022年1月19日 點擊數:64

      某看臺雨棚位于江蘇省揚州市體育公園,北靠平山堂路,南鄰小金山,西鄰瘦西湖,覆蓋面積達410 m2,內設1 000人看臺。該雨棚縱向長28.8 m,柱距7.2 m,由四根懸臂柱支撐。屋面沿縱向兩側各懸挑出3.6 m,橫向長15.35 m,起始端設置拉索與支撐柱頂相連,共計8條[1]。該結構平立面布置見圖1~2。

      圖1 結構平面布置

      圖1 結構平面布置  下載原圖


      圖2 結構立面布置

      圖2 結構立面布置  下載原圖


      1 預應力鋼結構懸挑雨棚工程設計

      1.1 結構設計基本條件

      工程抗震設防烈度為7度,基本地震加速度為0.15 g,設防類別為乙類,地震分組為第三組,場地類別為II類,鋼結構阻尼比取0.05,場地特征周期為0.45 s,按柱底固結考慮。

      1.2 結構荷載

      結構屋面恒載包含主體及圍護結構自重,其中主體結構自重由程序自動考慮,圍護結構自重按0.4 kN/m2考慮。檁條跨度為2.7 m,則對應的線荷載DL:0.4×2.7=1.1 kN/m(見圖3)。屋面活載按0.5 kN/m2考慮,對應線荷載LL:0.5×2.7=1.35 kN/m(見圖4)。

      圖3 恒載布置

      圖3 恒載布置  下載原圖


      圖4 活載布置

      圖4 活載布置  下載原圖


      圖5 風吸力布置

      圖5 風吸力布置  下載原圖


      圖6 風壓力布置

      圖6 風壓力布置  下載原圖


      圖7 初始預應力布置

      圖7 初始預應力布置  下載原圖


      基本風壓ω0=0.5 kN/m2,按照A類地面粗糙度,取屋頂最高點15 m計算風壓高度系數μz=1.14,風振系數取βz=1.9,體型系數取μs=1.14,基本風壓ωk=βzμsμzω0=1.9×1.3×1.14×0.5=1.41 kN/m2。對應的線荷載為:1.41×2.7=3.8 kN/m,考慮風壓和風吸兩種工況,風吸力布置見圖5,風壓力布置見圖6。

      為保證控制風吸力作用下拉索不會退出工作[2],經過迭代試算后,統一施加初始預拉力1 150 kN,采用框架單元模擬拉索,降溫法施加預應力。索材料為TB-fpk1670,E=1.95×108 kN/m2,α=1.17×10-5,最終降溫為Δt=N/αEA=131℃。初始預應力布置見圖7。

      1.3截面與材料

      本結構所有桿件均采用Q355B材質,各桿件截面見表1。

      表1 鋼管截面及材質選用 導出到EXCEL



      構件號 截面規格 材質 備注
      1 P180×12 Q335B 弦桿1
      2 P95×5 Q335B 弦桿2
      3 P76×5 Q335B 腹桿1
      4 P60×4 Q335B 腹桿2
      5 P700×20 Q335B 立柱
      6 P121×5 Q335B 封口梁



      1.4 荷載組合

      考慮恒載、活載、風載、預應力及地震作用,承載能力極限狀態的荷載可形成如下組合(見表2)。

      表2 荷載組合 導出到EXCEL



      序號 荷載組合 序號 荷載組合
      1 1.3DL+1.5LL+1.OPS 6 1.ODL+1.5LL+0.9WL+1.0PS
      2 1.ODL+1.5LL+1.OPS 7 1.3DL+1.05LL+1.5WL+1.OPS
      3 1.3DL+1.5WL+1.OPS 8 1.ODL+1.05LL+1.5WL+1.0PS
      4 1.0DL+1.5WL+1.OPS 9 1.2DL+0.6LL+1.3E+1.OPS
      5 1.3DL+1.5LL+0.9WL+1.OPS 10 1.0DL+0.5LL+1.3E+1.0PS

      注:DL-恒載;LL-活載;WL-風載;PS-預應力;E-地震作用


      2 預應力鋼結構懸挑雨棚建模分析

      2.1 幾何線性分析與非線性分析

      根據索結構技術規程(JGJ257-2012)5.1.2條[3],索結構應分別進行初始預拉力及荷載作用下的計算分析,計算中均應考慮幾何非線性影響。但對于較為剛性的索結構,如斜拉結構和張弦結構,在大部分工況下可以不考慮幾何非線性的影響。本結構在大部分情況下屬于較為剛性索結構,可通過以下兩個工況的計算結果來驗證。以1.3DL+1.5LL-0.9WY+1.0PS為例,運用降溫法,利用框架單元模擬索,分別采用線性分析(結構剛度繼承非線性工況的終止剛度)、非線性分析(直接接力非線性工況)兩種方式來分析。其中,線性分析不會繼承非線性工況PS中施加的荷載,只會繼承PS工況的終止結構剛度,因此在施加荷載中需要添加PS荷載;非線性分析會繼承前置工況中施加的荷載,因此在施加荷載中不需要再添加PS荷載。經計算,相同的荷載組合作用下結構的軸力見圖8~9。

      圖8 典型索的軸力(線性分析)

      圖8 典型索的軸力(線性分析)  下載原圖


      圖9 典型索的軸力(非線性分析)

      圖9 典型索的軸力(非線性分析)  下載原圖


      圖10 典型索的軸力(線性分析)

      圖10 典型索的軸力(線性分析)  下載原圖


      對比圖8、圖9可知,線性分析和非線性分析結果非常接近,這說明對于該類剛性較大的結構,采用線性分析是可行的。但需指出的是,索在某些荷載工況作用下(例如風吸力工況)張拉力可能較小,這時索的大變形效應會較為明顯,設計時不宜忽略。

      取風吸力工況(1.0DL+1.5WX+1.0PS)進行建模分析。典型索的軸力線性及非線性分析見圖10~11。桁架弦桿的軸力線性及非線性分析見圖12~13。

      對比圖10、圖11可知:同一根索、同樣的風吸力工況,采用線性與非線性分析的結果差異很大。究其原因,可能是當索的張拉力偏小時,索在自重作用下,其大變形效應會很顯著,從而導致分析結果差異。值得注意的是,為了捕捉索的大位移效應,需將拉索對應的框架單元進行足夠細的剖分,本結構拉索對應的框架單元按1 m間距剖分。而且對于此類結構,風吸力作用下的工況是主桁架的根部上下弦桿的最不利設計工況。

      圖11 典型索的軸力(非線性分析)

      圖11 典型索的軸力(非線性分析)  下載原圖


      圖12 桁架弦桿的軸力(線性分析)

      圖12 桁架弦桿的軸力(線性分析)  下載原圖


      圖13 桁架弦桿的軸力(非線性分析)

      圖13 桁架弦桿的軸力(非線性分析)  下載原圖


      對比圖12、圖13可知:同一上弦桿、同樣的風吸力工況,采用線性分析與非線性分析的結果相差15%,進而導致相應設計內力下,應力比相差15%。此時若采用線性分析,可能低估結構受力,使得截面設計偏不安全。如需減小這種大變形效應,可繼續增大索的初拉力,使得風吸力作用下索的剛度足夠強,但會使結構的桿件截面進一步加大,不一定符合經濟性。綜上所述,對于此類結構,風吸力工況的處理要慎重,必要時需通過非線性分析來考慮索的大位移效應。

      2.2風吸力作用下索的工作狀態

      預應力索的屋蓋結構常采用輕質屋面,此時預應力索對風荷載敏感,在風吸力作用下,預應力索可能會受壓而退出工作,這會使得預應力結構的整體受力狀態發生實質性變化,從而影響結構安全[4]。因此工程中往往需要保證在風吸力作用下拉索不退出工作,本結構設計需保證在各種荷載組合作用下,預應力索均不退出工作。但如前所述,本結構在風吸力工況下,索的大變形效應會開始體現,考慮大變形效應,索在自重作用下其軸力將始終為拉力,簡單地通過索力是否小于零并不能準確判斷拉索是否退出工作,這時可將拉索重量指定為零,避免索自重的干擾。

      2.3初始態

      根據預應力結構的施工及受力特點,將其結構形態定義為:(1)零狀態。拉索張拉前的狀態,即構件的加工放樣狀態。當索張拉完畢后結構形狀會發生變化,從而不能滿足建筑要求,因此預應力結構在加工放樣中要考慮張拉后帶來的變形影響。(2)初始態。拉索張拉完后安裝就位的形態,即施工圖中的結構外形。(3)荷載態。外荷載作用在初始態結構上,發生變形后的平衡形態[5]。一般初始態按照1.0DL+1.0PS作用下,結構變形接近0來控制。結構變形見圖14。

      圖14 結構變形

      圖14 結構變形  下載原圖


      圖15 典型索1軸力

      圖15 典型索1軸力  下載原圖


      圖16 典型索2軸力

      圖16 典型索2軸力  下載原圖


      由圖15可知,本結構在1.0DL+1.0PS作用下,豎向變形很小,為8.9 mm,無需確定零狀態,直接采用建筑的初始形態放樣并進行施工張拉即可。

      預應力張拉過程中,隨著張拉的進行結構會產生變形,因此程序分析時施加的初始張拉力并不是施工的控制張拉力。本結構程序分析時施加的初始張拉力統一為1 150 kN,在1.0DL+1.0PS作用下典型索1和索2的軸力分別見圖15、16。

      由兩圖可知,經過計算分析,在1.0DL+1.0PS荷載組合作用下,典型索1、索2的軸力分別為265 kN、187 kN。因此可把265 kN、187 kN分別作為施工的控制張拉力。

      3 結論

      本文利用SAP2000軟件的框架單元和索單元對預應力索進行數值模擬,采用降溫法施加預應力,對預應力鋼結構懸臂雨棚進行設計和建模分析。通過分析不同工況條件可知:該類剛性索結構采用此建模分析方法具有合理性和便捷性;對于此類結構可采用降溫法來模擬拉索,并通過線性分析進行結構設計;需注意風吸力作用下拉索的大變形效應,必要時可僅針對風吸力工況補充非線性分析來考慮索的大位移效應。

      專題報道             more...
      • 軌道交通中膜結構的應
        ...

        查看更多

      • 膜結構建筑保溫內襯技
        剛查縣為青海省海北藏族自治州轄縣,青海省措溫波高原海濱藏城演藝中心,作為剛查縣的標志性建筑,演藝中心為直徑50米的圓形建...

        查看更多

      • 膜結構幕墻的應用
        膜結構幕墻是膜結構在建筑外圍護結構的應用,具有膜結構的共同特性和優點:膜結構是一種非傳統的全新結構方式。...

        查看更多

      • 膜結構屋面的應用
        屋蓋是房屋最上部的圍護結構,應滿足相應的使用功能的要求,為建筑提供適宜的內部空間環境。屋蓋也是房屋頂部的承重結構,受到材...

        查看更多

      • 膜結構應用于環保工程
        隨著我國國民經濟飛速發展和市政基礎設施建設全面展開,特別是污水處理廠等環保項目日益增多,其中有相當數量的污水處理廠的厭氧...

        查看更多

      • 膜結構在污水處理廠中
        相當數量的污水處理廠的厭氧池、污泥濃縮池、生物絮凝池等建于居民區、廠區的周邊,污水池的環境、風貌及污水臭味等直接影響人們...

        查看更多

      關于華喜

      硬件實力 質量控制 發展歷程 公司簡介

      軟件實力 經營理念  解決方案 聯系方式

      中國華喜建筑網站

      +021-59198545 400-176-6885 dshx@hxmjg99.com www.pajonhd.com 滬ICP備08009856號 使用條款

      亚汌国产一区二区三区,久久精品亚洲一区二区三区, 精品无码一区二区三区