框架結(jié)構(gòu)坡屋面建模在PKPM中的實(shí)現(xiàn)與比較

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1、第11卷第4期遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)Vo1．11NO．42009年8月JOURNALOFLIAONDjGPROVINCIALCOLLEGEOFCOMMUNICATIoNSAug．2009文章編號：1008—3812(2009)04—004—04框架結(jié)構(gòu)坡屋面建模在PKPM中的實(shí)現(xiàn)與比較尹晶梁海生周虹霞(1．遼寧省交通高等?？茖W(xué)校，遼寧沈陽1101222．上海送變電工程公司，上海2002353．上海電力設(shè)計(jì)院有限公司。上海2ooo9o)摘要目前，坡屋面結(jié)構(gòu)形式在工業(yè)與民用建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，而其在PKPM

2、軟件中的模型建立及分析方法還有待討論，筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了嘗試和分析，得出了一些有意義的結(jié)論。關(guān)鍵詞坡屋面框架結(jié)構(gòu)斜梁模型中圖分類號：TU3l8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A一般將坡度小于5％的屋面稱為平屋面。坡數(shù)和結(jié)果的調(diào)整還需要設(shè)計(jì)人員自行考慮和把度大于10％的屋面稱為坡屋面。坡屋面結(jié)構(gòu)形式握。也正因?yàn)槿绱巳菀自斐稍O(shè)計(jì)結(jié)果偏于保守，具有外形美觀、保溫節(jié)能及防滲漏效果好等特經(jīng)濟(jì)性差等問題。就施工而言，由于屋脊梁、板點(diǎn)，在民用建筑及工業(yè)建筑中被廣泛采用．在電斜交錯(cuò)的模板形體復(fù)雜．多種角度的鋼筋交錯(cuò)重力建筑設(shè)計(jì)中也常常會(huì)碰到

3、坡屋面。如何對坡屋疊，支模板、綁扎鋼筋、混凝土澆筑都比較困面結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析．確保其上的荷載能真實(shí)難，施工質(zhì)量不易保證。的反應(yīng)和作用于下部結(jié)構(gòu)是個(gè)丞待解決的問題。2坡屋面的結(jié)構(gòu)布置方式在上海市某營業(yè)站的設(shè)計(jì)和分析過程中．就由于坡屋面根據(jù)坡面組織的不同可以分為單坡屋結(jié)構(gòu)多方向不規(guī)則且為坡屋面結(jié)構(gòu)，PKPM建模面，雙坡屋面、四坡屋面及多坡屋面等。單坡屋計(jì)算中多次遇到樓層有效質(zhì)量系數(shù)小于90％、樓面多用于房屋為外走廊，進(jìn)深比較小的建筑，雙層最大層間位移與平均層間位移及樓層最大水平坡屋面及多坡屋面則用于建筑立面要求比

4、較豐富位移與平均水平位移比值大于1．5的情況。筆者的別墅或其他建筑。通過對幾種不同建模方法的實(shí)踐和比較，得到了框架結(jié)構(gòu)的坡屋面結(jié)構(gòu)布置方式常見的有兩一些有用的結(jié)論。種：一種有平屋面，一種無平屋面。無平屋面是1坡屋面的特點(diǎn)將頂部直接做成斜板該斜板兼作屋面板(如圖近年來，坡屋面越來越受到人們的喜愛。特1)。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大時(shí)。應(yīng)在斜坡最低點(diǎn)處設(shè)置別是在住宅小區(qū)、別墅等建筑中應(yīng)用較多。坡屋水平拉梁來抵消斜屋面產(chǎn)生的水平推力，如果結(jié)面的主要特點(diǎn)是：①建筑效果美觀，可以做出多構(gòu)跨度較小，可以不設(shè)拉梁。有平屋面時(shí)先做一種造型

5、，使建筑立面更加豐富；②排水效果好。層水平板作屋面板，傾斜部分按照屋面造型做與平屋面相比，坡屋面不易積水，排水線路順(如圖2)。一般情況下，兩種方案都可以在坡屋暢；③利用屋頂?shù)钠挛菝孀鳛樘柲芷脚_，環(huán)保面的斜坡最低點(diǎn)處設(shè)置水平框架梁，然后采用梁節(jié)能，也不影響建筑美觀。托小柱支撐傾斜部分。但是，從設(shè)計(jì)和施工上講，坡屋面結(jié)構(gòu)形式還存在一些需要解決的問題。對坡屋面中斜構(gòu)件的設(shè)計(jì)及構(gòu)造做法，目前規(guī)范、手冊里提及的較少。常用的計(jì)算分析軟件，如PKPM等還不能完全準(zhǔn)確有效的對坡屋面進(jìn)行模擬和分析，一些參收稿日期：2009—

6、03—27圖1坡屋面形式——無平屋面·12·第4期尹晶等：框架結(jié)構(gòu)坡屋面建模在PKPM中的實(shí)現(xiàn)與比較圖2坡屋面形式——有平屋面從結(jié)構(gòu)造價(jià)上看，無平屋面相對有平屋面低，圖3平屋面模型但屋面保溫、隔熱及防水做法則后者優(yōu)于前者。3坡屋面在PKPM中的建模方法從結(jié)構(gòu)布置方式可以看出．坡屋面不管是平脊還是斜脊．其橫斷面都是“人”字形的折板，其結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)與拱、殼結(jié)構(gòu)類似。在這種受力狀態(tài)下，在折板支撐處會(huì)產(chǎn)生較大的水平推力．這也是坡屋面區(qū)別于一般的平屋面結(jié)構(gòu)的地方。另一方面坡屋面脊線的變形形態(tài)與框架結(jié)構(gòu)是存在差異的．但在

7、目前的軟件條件及設(shè)計(jì)中，圖4平屋面梁彎矩及柱剪力圖坡屋面的建模和分析還主要是按照梁柱板的框架結(jié)構(gòu)來進(jìn)行考慮的。3．2設(shè)置“梁兩端標(biāo)高”或“改上節(jié)點(diǎn)高”形成目前進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)分析最常用的軟件是坡屋面PKPM軟件．如何正確建立坡屋面結(jié)構(gòu)模型是進(jìn)在PKPM中可以通過設(shè)置“梁兩端標(biāo)高”及行分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。不斷改進(jìn)的PKPM軟件程“改上節(jié)點(diǎn)高”來布置斜梁，但是，程序中斜梁不序中增加了上節(jié)點(diǎn)高的選項(xiàng)。為斜梁及板的真實(shí)能直接放置在下層柱頂，需要設(shè)虛梁短柱來傳遞反映提供了基礎(chǔ)。但是現(xiàn)在對坡屋面的建模還沒荷載。當(dāng)坡屋面下方有平屋

8、面板時(shí)，如果將坡屋有一個(gè)統(tǒng)一的比較被認(rèn)可的辦法，主要還是根據(jù)面層的斜梁及水平邊梁直接按實(shí)際高度布置，則個(gè)人習(xí)慣來進(jìn)行，因此不同的院所，不同的設(shè)計(jì)模型中平屋面與斜屋面的梁就會(huì)重復(fù)布置。此時(shí)，者都不太相同?？偨Y(jié)起來主要還是以下幾種方采用設(shè)置200mill的短柱及100lnin100nlnl的法：虛梁傳遞荷載就可以解決這個(gè)問題。3．1簡化為平屋面當(dāng)坡屋面下方無水平屋面時(shí)，可以有兩種處將坡屋面