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如何正確計(jì)算高層鋼結(jié)構(gòu)的豎向荷載?
2021-02-25 09:15 高層鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
在進(jìn)行高層鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，如果將所有豎向荷載一次施加到計(jì)算模型上，由于各豎向構(gòu)件軸向壓縮變形量不同，將在水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件中引起彎矩和剪力。層數(shù)越高，這種效應(yīng)就越大，在高層鋼結(jié)構(gòu)的頂層，梁端彎矩有可能改變符號(hào)，甚至出現(xiàn)中柱受拉的情況。這樣的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果顯然是不真實(shí)的，其原因是在計(jì)算時(shí)未考慮到結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際情況。
在實(shí)際工程中，豎向構(gòu)件的變形總是在施工過程中逐漸完成的。例如，當(dāng)施工到某一層時(shí)，其下部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件已經(jīng)完成了相當(dāng)一部分豎向變形，只有當(dāng)層數(shù)繼續(xù)增加、進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)及室內(nèi)裝修施工時(shí)才可能引起該層豎向構(gòu)件壓縮變形量之間的不均衡現(xiàn)象，并在該層梁中引起附加內(nèi)力。另外，在實(shí)際工程中，豎向構(gòu)件由于壓縮變形差異造成的柱頂標(biāo)高不同要比計(jì)算值小得多，這是因?yàn)樵谑┕み^程中，柱頂高差總是可以通過調(diào)節(jié)豎向構(gòu)件拼接接頭的焊縫間隙等措施逐步加以消除的。
早期的結(jié)構(gòu)計(jì)算程序不能考慮活荷載的不利布置，在計(jì)算時(shí)假定靜荷載與活荷載均為滿跨布置。計(jì)算分析表明，對(duì)于跨度較大的框架結(jié)構(gòu)以及帶有較大懸挑部分的結(jié)構(gòu)，活荷載的布置情況將對(duì)內(nèi)力產(chǎn)生較大的影響。在考慮活荷載的不利布置時(shí)，需要通過對(duì)多種情況進(jìn)行分析比較，從中選取構(gòu)件內(nèi)力的大值。對(duì)于框架梁，不僅要考慮活荷載在計(jì)算樓層內(nèi)的不利布置，相鄰樓層活荷載分布也將對(duì)其產(chǎn)生一定影響。對(duì)于柱的情況將更為復(fù)雜。
由此可見，高層鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行活荷載不利布置分析的計(jì)算工作量將是很大的。對(duì)于通常的高層鋼結(jié)構(gòu)，與靜荷載相比，活荷載是比較小的，活荷載不利布置的影響較小，此時(shí)可以通過適當(dāng)加大框架梁在均布活荷載下彎矩設(shè)計(jì)值的辦法考慮活荷載不利布置的影響。當(dāng)活荷載所占比重很大時(shí)，則需要對(duì)多種活荷載情況進(jìn)行計(jì)算分析。
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