浅析大跨度建筑钢结构设计

韩克双+杜瑞刚

摘 要：伴随着我国经济的快速发展，在我国大型建筑业逐渐增多，其中大跨度建筑钢结构也是我国近些年来发展较为迅速的建筑类型之一。因此从这一角度出发，主要从结构设计过程中介绍了大跨度楼板隔墙均摊荷载的取值及楼板板端弯矩引起边梁弹性扭矩的计算方法。

关键词：大跨度；楼板；结构设计

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）11-0117-01

随着社会不断发展，人们对于建筑功能提出越来越高的要求。在这要求的推动之下，大跨度楼板应运而生。这一大跨度楼板，解决了许多楼面设计十分复杂，房间间隔小的问题，不需要墙的地方可以使用设梁的方式，这样能够保证整个结构十分明确的船里情况，并且因为上下层建筑的布置不同给整个建筑物的结构设计带去了极大地便利性，同时也为各住户在自己的房间布置之中创造了必要的空间。经过经验研究分析发现，大跨度板可以采取一些手段和措施来改善结构设计构造手段。

1 隔墙荷载的取值

根据《建筑结构静力计算手册》中对于具体数值的规定，我们可以选取楼板局部作用线荷载时内力系数值来进行计算，我们可以得出整个隔墙荷载楼板的计算规律[1]。我们要设整个楼板短跨边的长度为Lx，长跨边为Ly。（1）如果隔墙荷载平行于短跨边，并且长短跨边的比大于1.0时，如果荷载距离支座的长度控制在（0～0.25）Ly，那就可以取放大系数0.5～10。如果整个荷载的作用维持在（0.25～0.5）Ly之内，那么需要放大系数为1.0～4.74。（2）如果何在平行于长跨边对于整个楼层结构的内力影响小，那么具体的长度在（0～0.25）Lx，荷载的放大系数为0～1.0，如何长度距离控制在（0.25～0.3）Lx，荷载放大系数为1.1，距离长度为（0.3 ～0.5）Lx时，整个荷载放大系数为1.1～2.45。

上述各种数值都是理想化的数值，并没有考虑整个实际过程中隔墙自身对于强度的抵抗能力，并且整个隔墙荷载都作用在具体的楼板之上，从而使得整个楼板产生了向下的一种力度，并且在楼板上向四周的边传递力度，这对于计算整个楼板的具体承载力十分有利。因此在实际的工程之中，具体的放大系数并不会选择如此大的数值进行计算。分析比较，结论如下：取荷载放大系数γ=1.2计算：对于支座内力，手算结果折减10%仍然比按有限元计算分析结果大；对于跨中内力，若不考虑支座调幅则手算结果略小于有限元计算，若考虑支座调幅10%则略大于有限元计算结果。

2 边梁弹性扭矩的具体计算

2.1 楼板边缘弯矩引起了边梁扭矩计算

一般是将整个带变量作为主要的计算模型，并且根据具体结果分析，我们通过计算软件的到的变量扭矩与整个楼板的边梁扭矩的比例为β，α是固定楼板的支撑弯矩系数。而L0是楼板的跨度，L是α对应的梁长，那么整个梁扭矩的计算公式为M1=βαqL0L，在整个公示之中，我们需要确定β值的大小。我们可以按照有限元的理论来应对宽敞之间的比例为0.5、0.75和1.0三个类型的竖版进行计算，所以为了方便计算来加设横载为1.0KN/m2，使用专门的计算软件进行计算得到木板顶端距离的弯矩，也就是整个木板对于边梁的扭矩，这个值是整个边梁具体的分布扭矩。需要在这个数值的基础之上进行叠加得到最终的梁端扭矩M1，计算这一个数值的工作量极大，我们可以根据具体的数据情况来对于整个梁的扭矩情况进行简化，从而确保计算过程的简单化，我们可以将四边都固定板的弯矩系数乘以系数β来求梁的具体扭矩。我们可以假设木板的边梁四周都是固定的，不能发生任何位移，这样的板在竖向的方向上出现位移，并且中间的位置跨度最大，一旦整个梁端的位移长度为0，我们就可以得到模板顶端的弯矩呈现出一种抛物线的情形展开分布，我们可以在此基础之上进行抛物线的面积计算，我们可以得出整个梁端的扭距M2。

2.2 弹性假定

当建筑处于一般风力的或者垂直荷载的作用下时，建筑结构设计常常处于弹性的工作阶段，特殊的情况除外，但是这一假定与实际的工作情况存在的差异不大。当遭遇地震或者强烈的台风天气时，建筑产生的位置移动会比较大，然后才会转入弹塑性的工作阶段。在这个时候就应当按照弹塑性动力分析方法进行设计，而不能按照弹性的方法对内力和位移进行计算，不然就不能将结构的真实工作状态反映出来[2]。

2.3 小变形假定

小变形假定方法是除了弹性假定之外另一种比较常用的方法，但也有学者对几何非线性问题进行研究。除了弹性假定，小变形假定方法也常被采用。但有不少学者对几何非线性问题（P-Δ效应）做了一些研究。一般情况下，当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时，P-Δ效应的影响就不能被忽视了。

3 结语

总之，在新时代的发展背景下，人民日益增长的社会需求对现代城市道路的设计工作提出了更高的要求，同时也给设计从事者们带来了更加严峻的考验。只有不断研究，不断创新，立足于设计任务的标准化与多元化发展方向，才能确保我国现代城市高层建筑建设的可持续发展。

参考文献

[1]姜春宝.高層建筑钢结构设计中应注意的问题分析[J].科学中国人，2015（6Z）：247.

[2]王冰兄.大跨度房屋钢结构设计浅析[J].科技创新导报，2012（9）：53.