太行國賓館屋頂鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

孫 煒

（中鋼集團(tuán)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，河北 石家莊 050021）

1 工程概況

河北太行國賓館位于石家莊市中山路與維明大街的交叉路口，是一座十八層的高層賓館，我院所做即為該樓的裝飾屋面。該屋面整體上東西長約110.4米，南北寬約34.04米，頂面標(biāo)高93.000M，屋面中部為鋼筋砼框架，四周為鋼骨架外包裝飾板，鋼骨架根部固定于鋼筋砼框架預(yù)埋件上，屋頂橫剖面造型上表面四周為平面，中間為圓弧面，下表面為一較大的圓弧面。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2：

圖1 結(jié)構(gòu)平面布置示意圖（另一側(cè)對稱于本圖）

圖2 結(jié)構(gòu)橫剖面示意圖

2 主要鋼架校核

裝飾屋面的內(nèi)骨架整體設(shè)計(jì)由該設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)，根據(jù)其給提供的屋頂鋼架平面布置圖、支撐布置圖、各榀桁架示意圖及計(jì)算書，我們對受力較大的幾榀桁架進(jìn)行了校核。在本屋面的骨架中，桁架H-02及H-03跨度較大，H-02長度最大，有三個(gè)支撐點(diǎn)（根部及兩個(gè)柱支撐），H-03的跨度雖不及H-02，但屬全外挑結(jié)構(gòu)，外挑跨度近12M。

校核采用的計(jì)算軟件為3D3D9.0，計(jì)算荷載恒載按0.5KN/M2，活載按03KN/M2，基本雪壓按0.3KN/M2，基本風(fēng)壓按0.35KN/M2，由于結(jié)構(gòu)完全暴漏在室外因此考慮了溫度升降溫各20度的影響。對于桁架根部與砼預(yù)埋件連接的支座，我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)按鉸支座考慮，這樣比較符合桁架的實(shí)際受力狀態(tài)。

3 詳圖設(shè)計(jì)

以上各榀桁架中H-03懸挑跨度最大，也最具有代表性。

桁架H-03簡圖如圖3：

圖3桁架 H-03

按上面桁架計(jì)算結(jié)果各桿件中除11和12號(hào)弦桿采用180x140x6.0矩管外，其余弦腹桿均采用140x80x5.0矩管，構(gòu)件材質(zhì)Q235。

本結(jié)構(gòu)的所有詳圖中弦腹桿的連接節(jié)點(diǎn)均為軸線相交，不產(chǎn)生偏心距，腹桿間連接采用搭接連接。

3.1 基本規(guī)定及構(gòu)造的校核

（1）矩管的外緣尺寸與壁厚比值：180/6=30<40(235/235)0.5140/5=28<40(235/235)0.5

（2）支管的搭接率在各節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算時(shí)進(jìn)行校核，并保證搭接率25%，

3.2 桿件和節(jié)點(diǎn)承載力的驗(yàn)算

（1）支座驗(yàn)算：本詳圖設(shè)計(jì)中支座采用十字形鋼板與預(yù)埋件焊接，桁架的弦桿與十字板連接，桿件內(nèi)力通過十字板傳遞到鋼筋砼構(gòu)件上。支座需計(jì)算的內(nèi)容為：

a.十字板板厚和尺寸：尺寸根據(jù)桿件與十字板所需的焊縫長度及構(gòu)造要求確定，板厚再根據(jù)桿件內(nèi)力計(jì)算確定。

b.十字板與預(yù)埋件的焊接：鋼板與埋件間采用K形對接焊縫，焊縫高度根據(jù)件內(nèi)力計(jì)算確定。

c.桿件與十字板的連接：將桿件才切槽口插入十字板中，桿件與十字板采用角焊縫圍焊，焊縫高度本計(jì)算取1.2倍的鋼管厚度，焊縫長度按桿件所受內(nèi)力計(jì)算確定。

d.為防止桿件銹蝕，在鋼管端部與十字板連接處采用封頭板封堵，封頭板的厚度尺寸及焊縫按構(gòu)造處理即可。

（2）連接節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算：以H-03為例連接節(jié)點(diǎn)為K、N、Y、等幾種連接方式，弦腹桿均為矩管，搭接連接方式，需要驗(yàn)算的內(nèi)容為：

a.連接焊縫的驗(yàn)算，本計(jì)算中焊縫均按角焊縫圍焊考慮。各節(jié)點(diǎn)中焊縫計(jì)算長度都以確定，焊縫高度根據(jù)桿件的內(nèi)力（軸心壓力或拉力）計(jì)算確定。

b.節(jié)點(diǎn)承載力驗(yàn)算：為保證節(jié)點(diǎn)處矩形主管有足夠的強(qiáng)度，避免主管管壁產(chǎn)生過大的局部變形計(jì)焊縫中出現(xiàn)裂縫，支管和主管的軸力不得大于節(jié)點(diǎn)處的計(jì)算承載力值。

首先矩管節(jié)點(diǎn)的幾何參數(shù)要滿足規(guī)范所列出的適應(yīng)范圍，然后再按各節(jié)點(diǎn)形式計(jì)算得出節(jié)點(diǎn)處的計(jì)算承載力值。

通過計(jì)算，本結(jié)構(gòu)中部分節(jié)點(diǎn)的桿件內(nèi)力超出了節(jié)點(diǎn)處的計(jì)算承載力值，因此需要設(shè)立加強(qiáng)板。

（3）不同規(guī)格的弦桿間的連接：在本例中11和12號(hào)弦桿采用180x140x6.0矩管外，與之相鄰的弦桿采用140x80x5.0矩管。為保證弦桿內(nèi)力的可靠傳遞及腹桿與弦桿的平滑連接，不同規(guī)格的弦桿形心軸線保持一致，并設(shè)立一300mm的過渡段，過渡的鋼板厚度與較厚的鋼管相同。

3.3 其它事項(xiàng)

（1）為防止鋼管銹蝕，在鋼管端部采用封頭板封堵，封頭板的厚度尺寸及焊縫按構(gòu)造處理。

（2）由于本結(jié)構(gòu)完全暴露在室外，受氣候影響較大，因此在涂裝時(shí)考慮采用了無機(jī)富鋅底漆+環(huán)氧中漆+聚氨酯面漆的防腐形式，并應(yīng)保證構(gòu)件的徹底除銹。

（3）在詳圖繪制時(shí)分別繪制了構(gòu)件組裝詳圖，節(jié)點(diǎn)連接圖及各分桿件的材料表。使之清晰、明了，方便施工單位的下料、組裝、成型，也利于不同單位間的校核，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。

4 施工中的注意事項(xiàng)

為保證構(gòu)件能按圖紙意圖順利實(shí)施，有必要對施工中需注意的主要事項(xiàng)做簡略的提示：

（1）混凝土框架兩側(cè)的桁架應(yīng)同時(shí)施工，如不能同時(shí)施工時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施，防止對原混凝土框架產(chǎn)生不對稱的推力影響。

（2）桁架的安裝過程中，根部與預(yù)埋件的連接為關(guān)鍵，且此處有相當(dāng)焊接量是在現(xiàn)場完成，因此應(yīng)派技術(shù)好的焊工施焊，以保證焊接質(zhì)量。

（3）桁架在安裝時(shí)應(yīng)制定合理的施工順序和措施防止變形和損傷，并在吊裝就位后及時(shí)安裝支撐和檁條以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

（4）由于結(jié)構(gòu)有外包裝飾板不利于正常使用過程中的維護(hù)，因此構(gòu)件在制作過程中除銹需徹底，防腐處理要嚴(yán)格保證質(zhì)量，施工中造成的破損要修補(bǔ)完好。