大跨度拱式鋼門的設(shè)計(jì)和施工

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1、第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)大跨度拱式鋼門的設(shè)計(jì)和施工黃春娥陳進(jìn)旗陳蘭(廣州市市政集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，廣州510060)(華南理工大學(xué)建筑學(xué)院，廣，lI510640)●摘要：通過某拱式鋼門的設(shè)計(jì)和施工．探堪新舊結(jié)構(gòu)的連接、原混凝土柱承載力不足的問題及其解決辦法，該工程采用的方法和思路，對同類工程具有一定的參考價(jià)值，關(guān)鍵詞：拱式鋼門，原混凝土結(jié)構(gòu)．新舊結(jié)構(gòu)一、工程概況山東省濰坊市某大型企業(yè)的大門原來是由二座高為28Ⅲ的鋼筋混凝土塔樓構(gòu)成，兩塔相距53．50m，后業(yè)主要求在兩塔之間加建拱形鋼門。拱形鋼門為三跨，跨度分別為21．75Ⅲ、10∞和21_75m，最高點(diǎn)標(biāo)高為13。300Ⅲ，

2、如圖l所示。進(jìn)深2m，因此采用兩榀拱形鋼架，鋼架之間小次粱連接。該結(jié)構(gòu)表面外掛大理石，外形大氣、形式簡潔、施工方便、造價(jià)低。竺巴一—丑苧：虬衛(wèi)幽也L2也—塑墜燦也LL聃t士¨I醐二、結(jié)構(gòu)計(jì)算圖1門的立面圖采用同濟(jì)大學(xué)的空間鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)3D3s軟件進(jìn)行內(nèi)力分析及驗(yàn)算。(一)荷載及工況組合’按照相關(guān)規(guī)范，本工程鋼門設(shè)計(jì)所考慮的荷載有；恒荷載(1．0kN／i)，活荷載(0．5l(N／m。)和風(fēng)荷載(O．6Ⅻ／岔)以及地震作用(7度。Ⅱ類場地)等。設(shè)計(jì)中考慮了以下7種工況組合；①1．2恒+1．4活⑦1．2恒+1．4風(fēng)③1．2恒+1．4×0．9(活+風(fēng))④1．2(恒十0．5活)+1．3水平地震作

3、用⑤1．35恒+1．4×O．7活⑥1．35恒+1．4(0．7活+0．6風(fēng))⑦1．35恒+1．4×0．6風(fēng)(二)截面選擇本工程材料選用q235一B類鋼．主要構(gòu)件采用箱形截面，具體尺寸見表1，各工況驗(yàn)算結(jié)果見表2。計(jì)工業(yè)建筑2007增刊第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)算結(jié)果表明工況l在結(jié)構(gòu)計(jì)算中起控制作用，工況l情況下鋼門A支座力為：水平推力為190．7kN，豎向力86．2l(N。表1主要構(gòu)件截面構(gòu)件編號截面GLl矩形700x300x10x10GL2矩形3。0x200x6x6GL3矩形300x200x6x6鋼梁GL4矩形500x350x10x10GL5矩形850x300x12x【0GL6

4、矩形400x2加x8x8鋼柱GZI矩形500x350x10x10三、拱門與混凝土結(jié)構(gòu)的連接表2拱形剛粱GLl各工況的驗(yàn)算結(jié)果工況應(yīng)力(MPa)撓度(mm)l92．81．2254．8—0．7357．20．9485．01．1588．61．16‘84．OlO7744O．9拱門與原混凝土結(jié)構(gòu)的連接是本工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。方案有兩個(gè)：方案l打掉部分磚墻體．見圖2，在原混凝土塔樓的框架梁KLl和KL2的相應(yīng)位置，沿豎向新增2根混凝土柱zl，見圖3．柱截面寬度與原框架梁KLl同寬為250m，截面高度為400∞，柱上下兩端分別與原混凝土框架梁化學(xué)植筋連接，柱高約2．5m，在柱的側(cè)面A點(diǎn)設(shè)置預(yù)埋r、件-G

5、Ll與預(yù)埋件圍焊。A點(diǎn)反力如下；x向水平推力190．7l‘N．Y向豎向力86．2kN。本方案關(guān)鍵是新增混凝土柱Z1的計(jì)算，z1采用混凝土c25，對稱配筋，柱的計(jì)算長度為2．5m，截面250x400，箍筋肝B235，縱筋HRB335。柱Zl圖2新增混凝土柱平面圖固3新增混凝土柱立面圖-Ⅳ=86．2+6．3=92．5l(N；M=190．7×(8．6—7．5)=209．gl【N●一生：業(yè)：lo’；P。：竺：嬰：2．27。：2270?！250”Ⅳ92．5P。=20m；e。=2290m；叩；1．Ol工業(yè)建筑2007增刊1207=。。苧主旦全墮翌垡莖塑王型堂查翌墮壘一一——因?yàn)?7e。=231

6、3>O．3}lo=O．3×215=65，按大偏心受壓計(jì)算，：—妥：_蘭軍黑：19．4m

7、面圈圖5GL5的計(jì)算簡圖兩個(gè)方向的彎矩為：．】I，，=177．4kN．m：；一7肘y=37l9l(N·Ⅲ1．強(qiáng)度計(jì)算．截面幾何參數(shù)：A：249，2cm2；，：=241408．Ocm{；，，=56331．6c—1208工業(yè)建筑2仰7增刊業(yè)型；，怔t．蘭主旦全型嬰!!笙塑三矍蘭查墮塑叁．——正應(yīng)力E=5680-2c一；K=3219．ocm3盯：墮+生1冷l7p，=iji；；蒜+ijj；{淼=-。。w，mm2c．，2ztsw，Ⅱ

8、IⅡ22而磊贏麗+而聶函i雨麗1