某异形钢结构售房部的设计分析

张国印　何凯　刘志凌　来武清　包洪余

【摘 要】某异形售房部为达到室内视觉通透无遮挡的建筑效果，要求采用大开间布局设计，南北侧面采用无落地结构柱形式，综合考虑结构受力及建筑立面效果，项目采用钢框架加大跨桁架结构形式，双桁架间采用钢次梁连接，南侧主桁架跨度27 m，东北侧面主桁架最大跨度为36 m，经过结构计算分析，钢构件局部稳定性和结构整体稳定性均满足规范要求，满足了建筑功能需求，文章对后续钢结构施工安装提供了几点建议及注意事项，供同类工程进行设计参考。

【关键词】异形; 大跨桁架; 计算分析; 参考

【中图分类号】TU311.41【文献标志码】A

1 工程概况

本工程位于重庆市内，地下1层，地上2层，檐口标高8.300 m，总建筑面积2 704 m2。建筑工程抗震设防分类为标准设防类（丙类），抗震设防烈度为6度，建筑场地类别Ⅱ类，基本风压0.40 kN/m2。结构嵌固位置为基顶，基础持力层为中风化泥岩，基础采用人工挖孔灌注桩基础，结构抗震等级为四级，结构计算软件采用中国建筑科学研究院编制的PKPM、STS、SATWE软件（PKPM2010V4.2版）。主体结构模型采用空间三维模型和平面门式刚架模型。为达到室内通透的建筑效果，要求南北侧面采用无落地结构柱形式，综合考虑结构受力及建筑立面效果，项目采用钢框架加大跨桁架结构形式，南侧面主桁架跨度为27 m，东北侧面主桁架最大跨度为36 m。

2 结构体系布置

本工程采用钢框架加大跨桁架结构形式，南北两侧面采用大跨钢桁架结构形式，为保证钢桁架整体稳定性，双桁架之间采用钢次梁支撑，楼板采用钢筋桁架楼承板。建筑二层结构开洞采用通高中庭设计，屋面层采用梁上起柱支撑屋面天井结构。钢框梁及次梁采用箱形及H型钢断面，钢柱主要采用圆形钢管断面（内灌C40自密实混凝土），地下室部分考虑与挡墙连接，采用矩形钢筋混凝土（内嵌钢管柱）（圖2～图4）。

3 整体计算结果分析

本工程主要采用PKPM2010 V4.2整体计算分析及结构设计，主体结构模型采用空间三维模型和平面门式刚架模型。按照GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》、GB 50017-2017《钢结构设计标准》 等相关条文内容控制和调整的整体计算指标，整体计算结果如图5、图6、表1～表4所示。

根据上述表格可以看出，构件稳定及结构整体稳定均满足规范要求，大跨钢桁架之间采用次梁支撑及钢筋桁架楼承板，对于结构整体稳定性起到有利作用。

4 钢结构施工及安装建议

本工程钢结构分散，造型复杂，节点形式多样，主钢架梁跨度大、重量重，转运、钢梁拼接后才能进行安装。现对钢结构施工过程的重点难点进行分析，并提出如下建议：

（1）结构安装前应对构件和连接材料的质量进行复检。构件的变形或缺陷超出允许偏差时，应在安装前进行处理，油漆破损等要及时修复补漆。

（2）基础混凝土等级达到100 %设计等级后才能进行钢柱的吊装。钢柱或刚架在安装过程中应及时安装支撑，并应增设缆风绳充分固定。应根据场地和起重设备条件，最大限度地将扩大拼装工作在地面完成。

（3）安装顺序应先从靠近山墙的有柱间支撑的两榀刚架开始。在刚架安装完毕后应将其间的檩条、支撑、隅撑等全部装好，并检查其垂直度和方正度，然后以这两榀刚架为起点，向房屋另一端安装。支撑系统、檩条、隅撑及檩间拉条等次结构均是保证刚架平面外稳定性的构件，每榀刚架需待次结构安装完毕后方可放松吊车缆绳。除最初安装的两榀刚架外，其余刚架间螺栓、墙梁、檩条等的螺栓应在校对后再行拧紧。刚架调整完毕后，所有高强螺栓应终拧完毕。

（4）刚架安装应先立钢柱，然后将在地面组装好的斜梁吊起就位，并与柱连接。钢柱的安装要注意控制温差对构件垂直度的影响，调整测量以首先确定的标准柱的垂直度为准，门式刚架钢结构体系安装后，应对所有配有张紧装置的支撑进行张紧，支撑的张紧程度以不将构件拉弯为原则。

（5）钢结构单元及逐次安装过程中，应及时调整消除累计偏差，使总安装偏差最小。

（6）施工单位应编制专项施工方案并进行施工专家论证。

参考文献

[1]GB50017-2017 钢结构设计标准[S].

[2]肖建文，余伟华.大跨度超重钢连廊整体提升施工技术[J].施工技术，2019（9）：83-86.

[3]高茂远，李健，罗永峰.异形钢结构整体稳定性分析[J].结构工程师，2010（12）：14-18.

[定稿日期]2021-01-06

[作者简介]张国印（1982～），男，硕士，高级工程师，主要从事建筑结构设计。