CN102737149A

CN102737149A - 利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法

Info

Publication number: CN102737149A
Application number: CN2012102190177A
Authority: CN
Inventors: 张伟
Original assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Current assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明属于建筑结构的分析技术，具体涉及一种利用跨高比对门式刚架轻型房屋风荷载影响规律简化分析得到梁柱节点组合弯矩的方法。该方法根据跨高比的比值确定计算风荷载的方式，通过风荷载与屋面恒荷载大小比较，确定合理的梁柱节点组合弯矩取值。采用本发明的方法可以较准确的在滨海场址风荷载较大情况下取得并计算出最为安全的风荷载取值及梁柱节点组合弯矩值，且取值分析结果具有安全可靠性。

Description

利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法

技术领域

本发明属于建筑结构的分析技术，具体涉及一种利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法。

背景技术

废液储存罐厂房是用于核电厂运行生产过程中储存处理及排放低放射性废液的子项。岭澳电站废液储存罐厂房在滞留池中有三台580吨废液储罐。为防止废液储罐露天放置并防止雨水进入滞留池，需要采用门式刚架轻型钢结构维护滞留池上部。而轻型钢结构对风荷载敏感，风荷载体型系数等有多种取值规定及方法，特别是在滨海场址风荷载较大情况，造成设计时情况复杂。

由于风荷载取值计算复杂，因此要找出一种方法，使结构计算易于完成，又能满足各种工况组合的合理的计算结果，以达到设计目的。

发明内容

本发明的目的是针对现有实际问题的复杂性，提供一种实用的在滨海场址风荷载较大情况门式刚架轻型房屋风荷载影响分析方法。

本发明的技术方案如下：一种利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，包括如下步骤：

（1）计算门式刚架的跨高比；

（2）计算屋面恒荷载数值；

（3）根据跨高比的比值确定计算风荷载的方式；

（4）确定门式刚架结构的荷载效应组合形式；

（5）计算合理的梁柱节点组合弯矩值。

进一步，如上所述的利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，步骤（3）中，当跨高比L/H≥4时，采用《门式刚架技术规程》CECS102规定的风荷载系数进行计算；当跨高比L/H<4时，采用《荷载规范》GB50009规定的风荷载系数进行计算。

进一步，如上所述的利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，步骤（4）中，对于以风荷载为主的情况，在进行截面荷载效应的最不利组合时，与风荷载效应符号相反的其它活荷载效应不参与组合；对于以其它活荷载为主的情况，在进行截面荷载效应的最不利组合时，当截面上的风荷载效应与其它活荷载效应符号相反时，风荷载效应不参与组合。

进一步，如上所述的利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，步骤（5）中，在计算节点组合弯矩值时，不采用组合系数为0.9的简化规则，而是直接采用《荷载规范》GB50009第3.2.3公式计算合理的节点组合弯矩值。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的利用跨高比对门式刚架轻型房屋风荷载影响规律简化分析得到梁柱节点组合弯矩的方法简单易行，采用本发明的方法可以较准确的在滨海场址风荷载较大情况下取得并计算出最为安全的风荷载取值，且取值分析结果具有安全可靠性。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为刚架立面结构示意图（L/H=1.23）；

图3为刚架立面结构示意图（L/H=1.47）；

图4为刚架立面结构示意图（L/H=4）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

门式刚架是一个梁与柱刚性连接，柱与基础可采用铰接的平面结构体系。本发明通过分析门式刚架结构本身的结构特性，寻找与风荷载计算有关的结构信息，建立以跨高比及风荷载体形系数为变量的多个计算模型进行计算分析对比。

目前，关于风荷载体型系数的取值计算规范主要包括《荷载规范》（GB50009-20012006年版）和《门式刚架技术规程》（CECS102:2002），本发明通过分析各规范的不同之处，分析对比各个规范中其它与风荷载取值计算有关的系数对计算的影响，通过分析选取规范中没能规定的门式刚架跨高比（L/H）这一对计算至关重要的因素，总结得出在滨海场址风荷载较大情况下门式刚架轻型房屋风荷载取值方法。

如图1所示，采用风荷载取值分析方法选取计算风荷载的系数及计算，具体包括以下步骤：

（1）计算门式刚架的跨高比（L/H）。

如图2-图4所示，三个不同的门式刚架模型的跨高比分别为：

L/H=1600/1300=1.23，

L/H=2200/1500=1.47，

L/H=20/5=4。

另有5组其它跨高比取值范例详见表1。

（2）计算屋面恒荷载数值。

可根据《荷载规范》（GB50009-20012006年版）相关规定计算，属于本领域的公知技术。

（3）根据跨高比的比值确定计算风荷载的方式。

当跨高比L/H≥4时，采用《门式刚架技术规程》CECS102规定的风荷载系数进行计算；当跨高比L/H<4时，采用《荷载规范》GB50009规定的风荷载系数进行计算；当基本风压大且屋面恒荷载较小时，采用上述两种规定的风荷载系数分别进行计算并互为校核。

比较按两种规范计算出的风荷载效应，不能单从两者风荷载项进行比较，应将两者的弯矩设计值综合进行比较才能得出合乎情理的正确结论。

（4）确定门式刚架结构的荷载效应组合形式。

在门式刚架屋盖上由于屋盖上风荷载的作用方向朝上，其它竖向活荷载的作用方向朝下，从而在门式刚架结构中两者产生的内力符号相反。因此，对于以风荷载为主的地区，在进行截面荷载效应的最不利组合时，与风荷载效应符号相反的其它活荷载效应不应参与组合。同样，对于以其它活荷载为主的情况，当截面上的风荷载效应与其它活荷载效应符号相反时，风荷载效应也不参与组合。

（5）计算合理的梁柱节点组合弯矩值。

在标准规范中规定了两种梁柱节点组合弯矩值的计算方法，一种为简化规则，一种为非简化规则。通过研究发现，在设定的滨海厂址风荷载较大的条件下，可以认为风荷载与恒荷载的大小接近，在计算节点组合弯矩时不应采用组合系数为0.9的简化规则(

式中S荷载效应组合的设计值；γ_G--永久荷载的分项系数；S_GK--按永久荷载标准值计算的荷载效应值；γ_Qi--第i个可变荷载的分项系数；S_Qik--按可变荷载标准值计算的荷载效应值)，而是采用非简化规则计算。本发明所提供的方法直接采用非简化规则《荷载规范》GB50009第3.2.3公式计算合理的节点组合弯矩值。

下面结合一些具体的门式刚架模型实例，按CECS102规程和GB50009规范取值计算刚架弯矩值，具体比较分析如表1所示：

表1μs按CECS102规程和GB50006规范取值计算刚架弯矩值比较(单位;kN.m)

通过多组建模计算结果（详见表1）进行了分析证明了，这种风荷载取值计算方法能够确定出合理的风荷载取值，能保证风荷载作用下门式刚架的安全性，以达到计算滨海场址风荷载较大情况门式刚架的可实施性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，包括如下步骤：

（1）计算门式刚架的跨高比；

（2）计算屋面恒荷载数值；

（3）根据跨高比的比值确定计算风荷载的方式；

（4）确定门式刚架结构的荷载效应组合形式；

（5）计算合理的梁柱节点组合弯矩值。

2.如权利要求1所述的利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，其特征在于：步骤（3）中，当跨高比L/H≥4时，采用《门式刚架技术规程》CECS 102规定的风荷载系数进行计算；当跨高比L/H<4时，采用《荷载规范》GB50009规定的风荷载系数进行计算。

3.如权利要求1所述的利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，其特征在于：步骤（4）中，对于以风荷载为主的情况，在进行截面荷载效应的最不利组合时，与风荷载效应符号相反的其它活荷载效应不参与组合；对于以其它活荷载为主的情况，在进行截面荷载效应的最不利组合时，当截面上的风荷载效应与其它活荷载效应符号相反时，风荷载效应不参与组合。

4.如权利要求1所述的利用跨高比计算门式刚架轻型房屋梁柱节点组合弯矩的方法，其特征在于：步骤（5）中，在计算节点组合弯矩值时，不采用组合系数为0.9的简化规则，而是直接采用《荷载规范》GB50009第3.2.3公式计算合理的节点组合弯矩值。