斜屋面的结构设计

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1、斜屋面的结构设计：斜屋面结构应合理选择结构方案，荷载要输入倾斜构件沿水平或垂直方向的荷载分布集度，采用PKPM建立模型，比较清楚的反应了结构形式和斜屋面板对结构的影响，为抗震设计提供参考依据。　　关键词：斜屋面；计算模型；PKPM　　　　斜屋面结构形式具有外形美观、保温节能及防渗漏效果好等特点，在民用建筑及工业建筑中被广泛采用。对于一些较大跨度的斜屋面结构，既要考虑建筑功能的需要，又要保证结构的安全合理，研究其合理的力学模型并进行优化设计，确保其上的荷载能真实的反映和作用于下部结构。为此，笔者拟结

2、合具体的工程实例探讨一下斜屋面对结构设计的影响。　　一、工程实例　　某工程为框架结构，共4层，四坡，结构最大跨度12.000m，建筑平面图如图1所示。　　　　　　　　图1四层平面图　　工程的结构安全等级为二级，设计使用年限50年，地震设防烈度为7度，地震基本加速度0.1g，地震分组第一组，场地土类别II类，框架抗震等级三级。　　二、方案优选　　根据建筑功能要求，在进行斜屋面结构设计时考虑：　　①方案一，折梁结构。即沿着横向布置12.000m跨度的折梁。此方案不需要转换梁和梁上柱，把屋面斜梁做成一跨

3、的折梁。　　②方案二，折梁与拉梁组合结构。即在方案一的基础上增加一道水平拉梁来抵抗折梁的水平推力。实际工程中采用的是方案二。建模时通过“改上节点高”来形成屋面斜板。　　三、要点分析　　1)荷载输入：根据PKPM列软件所提供的资料来分析，该软件提供的荷载类型中仅有倾构件沿水平或垂直方向的分布集度简图，因此，要求用户输入倾斜构件的荷载是倾斜构件沿水平或垂直方向的分布集度，并不是倾斜构件沿斜长方向的荷载分布(单位面积、单位长度内的荷载)。　　2）结构模型：采用PKPM软件建立结构模型，SATSAP软件进

4、行斜屋面计算，SATSAP软件考虑屋面斜板在外荷载作用下平面内变形，按照弹性板进行设计采用的是多边形壳元模型。　　3）计算结果：在用SATSAP将斜屋面板定义为弹性膜。　　表1SATSAP计算模型中结构周期和位移的计算　　　　　　　　屋面斜板对结构的周期和位移均有一定影响。采用SATSAP软件考虑斜板对结构的影响，认为楼板本身产生的面内弹性变形不宜忽略，促使楼板和与梁共同分担上部结构引起的内力，从而使梁的弯矩和配筋相应减少，减少的弯矩部分由弹性楼板承担。　　四、结论　　通过以上的分析，对于斜屋面的

5、结构设计，建议：　　1）斜屋面的受力特点与平屋面有着本质区别，在设计时应根据建筑条件和要求选择合理的结构形式，在保证结构安全的前提下尽可能减少造价。　　2）荷载计算：由于软件的原因，计算屋面荷载时均应除以COSβ(β为屋面板的倾斜角度)，将其转移为作用于水平板上的荷载值，以保证计算正确。　　3)若采用SATSAP分析时可定义弹性膜单元。定义为弹性膜后，还可以保证屋面梁的配筋不会减小。