[發(fā)明專利]一種大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

在審

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• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106650130A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 騰云;劉林;陳建斌
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南寶信云建筑綜合服務(wù)平臺股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州市一新專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44220
• 代理人: 李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)行的工業(yè)廠房對跨度較大的框架結(jié)構(gòu)需求量很大。目前的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，大跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，鋼框架結(jié)構(gòu)等大空間結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多，跨度較大的鋼框架廠房結(jié)構(gòu)，由于荷載較大，結(jié)構(gòu)比較笨重，在工程施工安裝期間，容易產(chǎn)生難就位、不好安裝的問題，甚至可能發(fā)生倒塌等事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，旨在解決現(xiàn)有大跨度框架的結(jié)構(gòu)笨重、施工難、安全系數(shù)低、經(jīng)濟(jì)性差的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，該方法包括以下步驟：

S1、根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖，對橫梁進(jìn)行區(qū)段劃分，確定各區(qū)段截面樣式；

S2、根據(jù)橫梁的長度，初步設(shè)定各橫梁構(gòu)件的拼接點(diǎn)位置；

S3、根據(jù)截面樣式、拼接點(diǎn)位置建立初步鋼框架模型，設(shè)定橫梁載荷并對模型進(jìn)行初步運(yùn)算；

S4、根據(jù)初步運(yùn)算結(jié)果，對比內(nèi)力包絡(luò)圖和各項(xiàng)參數(shù)變化，優(yōu)化鋼框架模型再行計(jì)算，得到理想的鋼框架模型。

優(yōu)選地，在步驟S4之后還包括步驟：

S5、根據(jù)實(shí)際施工要求和施工建議對理想的鋼框架模型再做優(yōu)化計(jì)算，得到最終鋼框架模型。

優(yōu)選地，在步驟S1中，所述各區(qū)段截面樣式具體為：

橫梁根部至其最近反彎點(diǎn)之間的區(qū)段設(shè)為變截面；

兩相鄰反彎點(diǎn)之間的區(qū)段設(shè)為等截面或者魚腹式截面。

優(yōu)選地，在步驟S1中，所述確定各區(qū)段截面樣式之后還包括以下步驟：確定梁根部的梁高以及反彎點(diǎn)位置的梁高。

優(yōu)選地，在步驟S2中，所述橫梁構(gòu)件為直線段形式，長度不超過12m，且在所述橫梁構(gòu)件為十字或T字形式時(shí)，減小橫梁構(gòu)件的長度和寬度。

優(yōu)選地，在步驟S3中，所述內(nèi)力包絡(luò)圖、鋼框架模型均通過鋼結(jié)構(gòu)軟件STS建立和計(jì)算。

優(yōu)選地，在步驟S4中，所述各項(xiàng)參數(shù)變化包括應(yīng)力比、長細(xì)比、撓度、位移。

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，確定合理的框架截面設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)型采用變截面梁，此外，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的組裝方案，合理設(shè)計(jì)構(gòu)件的長度，方便構(gòu)件的運(yùn)輸和吊裝，優(yōu)化設(shè)計(jì)拼接點(diǎn)位置，使施工組裝時(shí)更加安全可靠。

相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明用常規(guī)的結(jié)構(gòu)形式、常見的構(gòu)件截面型式來實(shí)現(xiàn)大跨度鋼框架廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，具有易加工，自重較輕、容易運(yùn)輸和組裝、施工安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法一實(shí)施例的步驟流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中鋼框架的包絡(luò)力圖；

圖3是圖2中A部分的包絡(luò)力圖；

圖4是圖2中A部分的層梁、墻柱節(jié)點(diǎn)輸入及樓面荷載平面圖；

圖5是圖2中A部分的配筋包絡(luò)和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力比圖；

圖6是圖2中A部分的理想的鋼框架模型；

圖7是本發(fā)明大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法又一實(shí)施例的步驟流程圖；

圖8是圖2中A部分的最終的鋼框架模型；

圖9是圖8所示部分鋼框架模型的參數(shù)評價(jià)數(shù)據(jù)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本發(fā)明實(shí)施例中以某一廠房項(xiàng)目為例，本項(xiàng)目建筑面積為7931m²，平面尺寸為122m*36m，共二層二跨，每跨為18米，柱距為8米，樓面設(shè)計(jì)活荷載為4KN/M²，樓面采用疊合樓板。

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要程序依次為：方案設(shè)計(jì)→初步設(shè)計(jì)→施工圖(優(yōu)化)設(shè)計(jì)→施工圖審查。

本發(fā)明實(shí)施例中18米大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是遵循上述的流程，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了前期計(jì)算分析、施工圖優(yōu)化設(shè)計(jì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)。首先進(jìn)行初步建模分析，大致定出結(jié)構(gòu)截面、拼接點(diǎn)位置及結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)，接著就是施工圖(優(yōu)化)設(shè)計(jì)，通過反復(fù)計(jì)算、細(xì)致分析和不斷優(yōu)化，最終得出合理的結(jié)果，使結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性達(dá)到完美的統(tǒng)一。

更具體的，本發(fā)明公開了一種大跨度鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，如圖1所示，該方法包括以下步驟：

S1、根據(jù)內(nèi)力包絡(luò)圖，對橫梁進(jìn)行截面區(qū)段劃分，確定各區(qū)段截面樣式；