骨架式索膜-混凝土组合结构受力性能分析

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１２ ２ ０ ｅ ０ ．８ ３ Ｄ ２
２２ ６ １ ｅ ０ ２ ．２ ７ ＋ ０ ３１０３ ｅ ．７ ２ 舢 ４１４４ ｅ ０ ２ ． ６ ＋ ０ １
－
弯矩
８２ ２ ７ ｅ ｏ ３ ．０ ６ ＋ ０
７１ ８２ｅ ０ ３ ．Ｏ ３ ＋ ０ ６０ ３７ Ｂｏ ３ ．１ ０ ＋ ０
Ｏ 引 言
随着国 民经济 的发展 ， 国 的体 育事 业得 到 了更 大 的发展 ， １ ３ 荷载取 值 我 ． 本文采用 的建筑 为丙 类建 筑 ， 建筑 安全 等级 为二 级 ， 所在 地 越来 越多的大型体育场 出现在 我们 的视 野 ， 架式 索膜一混凝 土 骨 设计基本地震加 速度为 ０ ０ ｇ 设计地 震 ．５ ， 组合 结构是体育 场看 台主 要结构 形式 。骨架 式索 膜一混凝 土 组 区抗震设 防烈度 为 ６度 ， 分组为第二组 ， 场地类别为 Ⅱ类 ， 框架结 构抗震等级 为三 级 ， 本 基 合结构 一般是指结构 上部 为 骨架式 索膜 结构 和下部 为混 凝 土框 ０ ４ Ｎ ｍ ， 架结构组 合而成的一种新型结构形 式 ， 此种新 型结 构属 于复杂 空 风压为 ‰ ＝ ．５ｋ ／ 地面粗糙度为 Ｂ类 。 骨架式索膜结构采用 的恒载 ： 膜面及连接附件 ００２ｋ ／ ２检 ．１ Ｎ ｍ ， 间结构 ０ ， 主要用 于体育场看 台结构设计 。经文献检索 ， 目前 国
３７ ９ ４ ｅ ０ ３ ．２ ｌ ＋ ０
２ ６ ４４ ｅ ０ ３ ．２ ２ ＋ ０ １５ ９ ４ ｅ ．１ ２ 栅 ３ ＯＯ ｏ ０ ｅ Ｄ ０ ．０ ｏ ０
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－
７３ ６ ９ ｅ ０ ２ ．４ ６ ＋ ０
系数＝ ． ２２ ＋ ０ ３ ７ Ｅ ００ ６
选 取其 中工 况 Ｇ Ｃ １ Ｌ Ｂ ２两个 模 型的位 移 计算 结果 如 图 ２一
图 ４所 示 。
图 １ 计算模型
通 过两种工况下的位移对 比分 析可知 ： ３种模 型在 不 同工况 下 Ｚ向位移 ， 在风荷载作 为主要 水平 荷载参与 的荷载组 合 占主要
１ ２ 结 构 方 案 ．
一
１１ ０ ８ ｅ ０ ２ ．ｏ ０ ＋ ０
－
１８ １ ５ ｅ ０ ２ ．８ ７ ＋ ０ ２６ ２３ ｅ０ ２ ．６ ４ ＋ ｏ ３４ ３ １ ｅ ０ ２ ．４ ｌ ＋ ０
弯矩
８１ ９３ ｅ ０ ３ ．４ ９ ＋ ０ ７０４４ ｅ ０ ３ ．４ ０ ＋ ０
内力 较大 。
ＭＩ Ｓ （ ｎ ＤＡ ， Ｐ Ｓ ． ＲＯ ＥＳ ＯＲ Ｏ ＴＰ Ｃ Ｓ Ｂ ＡＭ ＡＧ Ｅ ＤＩ ＲＡＭ
Ｚ方向 ＿
■ １２ １５１ ＋ ０ ．４ ｅ ０ ２ ４ ６ ７４ ｅ ０ １ ．Ｏ ４ ＋ ０ ＯＯ ００ ｅ ０ ０ ．ｏ ０ ＋ ０
・
３ ・ ６
第０ 年３ ２３１ 第 ９期 ８卷 ２ 月
山 西 建 筑
ＭＩ ＤＡｓＧｅ ｌ ｎ Ｐ Ｐ ＯＳ ＲＯ ＣＥ Ｓ Ｓ ＯＲ ＤＳ Ｌ Ｃ ｌ Ｐ Ａ ＥＭＥＮ Ｔ
土模 型的内力 的绝对值 相差 较大 ， 主要原 因是前 两个 模 型考 虑 了骨架 式索膜结构的影响 ， 使得在两 种结构形 式 的组 合面 处 的
为 了更好地对骨架式索膜一混凝 土结构 整体受 力性 能分 析 ，
本文除建立 了骨架式索膜一混凝 土结构整体 模型之 外 ， 还分别 建 立骨架式索膜结构模 型和混凝 土结 构模 型。
１ 计 算模 型 的建 立
１ １ 工 程 概 况 ．
２ １ Ｚ向位移 结果 分析 ．
本文选择两种工况 （ Ｌ Ｂ ２和 Ｇ Ｃ ３ ） ＧＣ Ｉ Ｌ Ｂ ６ 分别进行对 比分析 ，
－
、
－
Ｌ ｘ
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图 ２ ＧＬ １ ＣＢ ２整 体 模 型 ｚ 向位 移
ＭＩ ＤＡＳＧｅ ／ ｎ Ｐ ＴＰ ｏＳ ＿ ＲＯＣ Ｓ ＯＲ Ｅ Ｓ Ｄ Ｓ Ｌ ＣＥ Ｉ Ｐ Ａ ＭＥＮ Ｔ
ｂＡ ８ ９ ｌ Ｘ：４ ＭＩ ６６ ０ Ｎ： ８ ｘ Ｙ － ： ０ １３ ０ ４ ． ９ ０ ７
－
一
－
５０ ８ ６ ｅ ０ ２ ．５ ０ ＋ ０ ６０ ２ ７ ｅ ０ ２ ．０ ５ ＋ ０
６９ ６ ８ ｅ ０ ２ ．４ ９ ＋ ０ ７８ １０ ｅ ０ ２ ．９ ３ ＋ ０ ８８ ５ ｔ ｅ ０ ２ ．３ ８ ＋ ０
—
４９１ ７ ＋ ｏ ． ９Ｉｅ ｏ ３ ３８ ４ ６ ｅ ０ ３ ．２ ４ ＋ ０ ２７ ０ １ ｅ ０ ３ ．３ ｌ ＋ ０ １６ ５ ５ ｅ ０ ３ ．３ ８ ＋ ０ ０Ｏ ００ ｅ ．０ ０ 舢
顶标高为 ４ ． ４ ５ｍ。 本文选用 的结 构设 计模 型如图 １所示 。
工况
Ｇ Ｃ １ 索膜 ＬＢ ２ 混凝土 Ｇ Ｃ ３ 索膜 ＬＢ ６ 混凝土
况下的最大和最小位移见表 １ 。
表 １ 两 种 工况 下 ｚ 向位 移 计 算 结 果
最大 Ｏ ９ ． ２７ ０
本文选择 某体育场 看 台结构进 行组 合结 构整 体受 力分 析模
型， 该建筑 主体 为 混凝 土框 架 结构 ， 台雨篷 为骨架 式 膜 结 构。 其 中工况 Ｇ Ｃ １ 看 Ｌ Ｂ ２为 １２ ． Ｄ＋１４ ． Ｌ＋１４ ０ ６ Ｗ ． （ ． ） Ｘ荷 载组合 ， 工况 体育场看 台最大展开长度约为 ３ Ｉｍ， １ 最宽处约为 ４ 看 台顶标 Ｇ Ｃ ３ ８ｍ， Ｌ Ｂ ６为 １ ２ Ｄ＋０ ５ ）＋１ ３ Ｌ ．（ ．Ｌ ． Ｅ Ｘ＋１４（ ． ） Ｘ荷 载组 合 。 ． ０２ Ｗ 高约为 １． 看 台雨篷 主桁架 最大长度 为 ４ ． 主桁架 最大 为方便 进行对 比分析 ， 取其中一榀框架 作为分 析对象 。两种工 ９ ４ｍ， ９ ７ｍ， 选
同一工况下索膜结构模 型计 算所得 的 ｚ向位移 的绝对 上部 骨架 式索膜结构 的主桁架最 大悬 挑长度约为 ４ 主桁 控制作用 ； １ｍ， 值均是 最大 ， 因是 索膜 结构模 型 中的 竖向立 杆 刚度 是 最小 的。 原 架最大厚度 为 ４ｍ， 各榀 主桁 架间距 为 ８ ｍ。每榀桁 架 除与格 构 增加 了立 柱水 平相 连 之外 ， 悬 挑端 和 中部 上下各 ３根 悬 索 与格构 柱相 其他两个模 型中的立 杆均有混凝土构件 作为横 向支撑 ， 在 连 。为 了增加 主桁架平面Ｊ Ｎ度 ， ＇ ｂ 每榀桁架 之 间分别在 两个悬 挑 杆 的刚度。 端部和一个 悬挑中部布置 ３道平面桁架 。 下部 混凝 土框 架结构 的局部一 层高 为 ５ ７ｍ， 部夹 层结 构 ． 局
２ ２ 混凝 土 构件 内力 Ｍ ． 结果 分析
本 文选 择两种工况 （ Ｌ Ｂ ２和 Ｇ Ｃ ３ ） ＧＣ１ Ｌ Ｂ ６ 分别进行对 比分析 ，
。 高度为 ３８ 满足建筑 功能用房需求。在设计 标高 ５７ｍ处增设 两种工 况下的 内力 最大值和最小值见表 ２ ． ｍ， ．
收 稿 日期 ：０ １１ －６ ２ １ －１２ 作者简介 ： 螟 （９ ２ ， ， 赵 １８ 一）女 工程师
ＭＡ ： ８ ３ Ｘ Ｉ ２ ＭＩ ２５ ５ Ｎ： ２ Ｘ： Ｏ １ ７ － ．９ ● Ｚ ｙ
６９ ５６ｅ Ｏ ２ ．０ ９ ＋ ０ １７ ５ ５ ｅ ｏ ３ ．９ ６ ＋ ０ ２９ ０ ５ ｅ ．０ ６ 栅 ３ ４ｏ ５５ｅ ０ ３ ．０ ６ ＋ ０
构 的基础 上增 加预应力索 ， 由预应力索 和骨架式膜 结构组 成 的 自
平衡结构 。
混凝土结构采用的恒载根据建筑面层和结构 主体进行计算 ， 功 能房间活荷载为 ２ｋ ／ ２屋顶活荷载和疏散通道选用 ３５ｋ ／ ｚ Ｎ ｍ ， ． Ｎ ｍ 。
目前 ， 骨架式索膜结 构一 混凝土组合结 构进行 结构 整体受力 ２ 计 算 结果分 析 性能分析 的文 献很少 ， 组合结 构在进行设计 分析时 多数采用 膜结 构或混凝 土结构单独计算进行设计分析 。
Ｉｍ Ｔ ｔ
整体模型 索膜 结构模型 混凝土模型 最小 最大 最小 最 大 最小 １４ ２ ２ ． — ３ ． １５ ０ ７４ ７ ５ ． — ８ ． ８３ ５
一１ ． ０３ — ４ ． １５ ８ ５７ ３ ｌ． — ． ９２ — ５ ． ６８１ ０ — ． ９３ ０ —１． Ｏ４
Ｚ
－ ．
一 ．
ｙ
已
Ｉ
＿ ＋
方 向
１ ５ ０ ＋ ２ ． ０ ４ ｅ 。０ ５
图５ ＧＬ ＣＢ１ ２整体模型 内力 鸩
Ｍ Ｉ Ｓ Ｇｅ ＤＡ ／ ｎ Ｐ ＴＰ ＯＳ － Ｒ０Ｃ Ｓ ＯＲ Ｅ Ｓ Ｂ ＡＭ Ｉ ＧＲ Ｅ ＤＡ ＡＭ
６０ ２ ５ ｅ ０ １ ．６ ８ ＋ ０ ００ ） ０ ＋ ０ ．（ ０ ｅ ０ ０ ０
３个模 型的位移和 内力 Ｍ 进行 分析研 究 ， 得到骨架式 索膜一 混凝土组合结 构及 其控制 作用 的水平荷载 为风 荷载 ， 组合面设 计时 建 议考虑整体模型计算 结果进行综合设计 。
关键词 ： 骨架式索膜 ， 组合结构 ， 受力性 能 ， 组合面 中图分类号 ： Ｕ １ Ｔ ３１ 文献Baidu Nhomakorabea 识码 ： Ａ 疏散平 台， 方便人员流通 。
． Ｎ ｍ。屋面活载 ： 不上人屋面活载为 ０ ３ｋ ／ ２ 雪 ． Ｎ ｍ ， 内骨架式 膜结构雨篷 悬挑 长度 最长 的体育 场看 台为郑 州航 海体 修马道 自重 １０ｋ ／ ．５ｋ ／ 取 育场看 台 ， 主桁架悬挑 长度 为 ４ ０ ｍ。索 膜结构 在骨架 式膜结 荷载为 ０ ４ Ｎ ｍ ， 雪荷 载进行计算 。
１６ ８Ｏ ｅ ．４ ２ 舢 ２ ７ ２５ ｅ ０ ．４ ５ 州） ３ ３ ８ ７０ ｅ ０ ３ ．３ ８ ＋ ０
一
－
－
图 ３ ＧＬ ｌ ＣＢ ２索膜模型 ｚ向位移
ＭＩ ｓ Ｇ ｎ ＤＡ ， ｅ Ｐ Ｐ ＣＥ ｓ ０Ｓ ＲＯ ｓ ０Ｒ
ＤＩ Ｐ Ａ Ｓ Ｌ ＣＥ ＭＥＮ Ｔ
骨架 式索膜一 混凝土组合 结构 受 力性能分析
赵
（． １ 杭州市上城 区审计局 ， 淅江 杭 州
顿 刘 深 华
３００ ） １０ ６
３ ００ １０ ２； ２ 杭州市城建 开发集团有限公司 ， ． 浙江 杭州
摘
要： 通过 对某体育场看 台结构进 行分 析 ， 分别建立 了整体模型 、 骨架式 索膜结构模型和 混凝 土结构模 型 ， 过对两种 工况下 的 通
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４２ ３８ ｅ０ ２ ．２ ８ ＋ ０ ５０ ４ ６ ｅ ０ ２ ．０ ５ ＋ ０
５７ ５ ４ ｅ ０ ２ ．８ ２ ＋ ｏ
６５ ６ １ ｅ ｏ ２ ．６ ９ ＋ ０
５９ ９４ ｅ ０ ３ ．３ ０ ＋ ０
４ ８ ４４１ ＋ ０ ．３ ｅ ０ ３
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第３ ８卷 第 ９期 ２０１２ 年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ． ． １３８ Ｎｏ ９
Ｍａ ． ２ ２ ｒ ０１
・３ ・ ５
文章 编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ ０ —０ ５ ０ １０ －８ ５ ２ １ ） ９ ０ ３ ・３
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系数＝ ． ５３ ＋ ０ ２ ５ Ｅ ０ ０ ８
ＭＡＸ： ８ ３ １ ２ ＭＩ ２ ５ ５ Ｎ： ２ Ｘ：．０ ００ ０ ＾ Ｚ ｌ： １０ ０ ， ．０ 一 Ｉ ｚ ００ ０ ：． ０ ＹＬ ＋ —
５５ ４ ８ ｅ ０ ２ ．３ ４ ＋ ０