随着生活水平的提高,人们对居住 、办公建筑的 要 求也 越 来越 高 ,除必须 满 足 建筑 物 内部使 用 功能 的要求 外 ,建 筑物 外形也 13趋 多样 化和 复杂 化 ,坡屋 顶 就是其 中 的一例 。现就 住宅 工程 中坡 屋顶结 构 的 设计 进 行探讨 ,望 能起 到抛砖 引玉 的作用 。 1 坡屋顶结构 的计算模型 1.1 屋顶檐 口处不设水平楼板 住 宅工程 中的坡屋 面 ,如不考 虑加 以利 用 的 ,则 檐 口标高处可以不设置水平楼板 ,在这种情况下 ,按 GB50011—2001《建筑抗震设计 规范》的规定 ,建筑 物总高度可算至檐 口标高处 (即建筑外墙体与屋顶 结构斜板交界处的屋顶结构板顶).也可理解为建筑 物顶层层高为檐 口标高减去建筑顶层楼面标高,至 于坡屋顶高于檐 口标高 的部分 ,可按屋顶坡度将其 梁柱控制节点提起(输人数据相对于檐 口标高值为 一 大于零的数 ),推荐软件为中国建研院的 PKPM工 程 设计 系列 软件 ,以模 拟坡 屋顶 结构 的实 际情 况 ,此 时结构可按建筑楼层层数和标高以相应的框架或框 剪等结构体系进行计算 。 1.2 屋顶檐 口处设水平楼板 有的住宅坡屋顶设计得较高,为了有效利用空 间或满足结构抗力需要等原因 ,在檐 口标高处设置 水平楼板 ,使上面的三角形部分形成阁楼 。在结构 计算 中 ,无论 阁楼是否住人 ,该层均应视作一结构 层。参照《建筑抗震设计规范》对砌体房屋高度的规 定 ,对于这种带阁楼的坡层顶层 ,其层高可由檐 口标 高算至坡屋顶半高处。如采用 PKPM等可进行空间 模拟建模的软件进行设计 ,则层高值可不受此限制 , 因相 对于层 高 位置 可按屋 顶坡度 将 其梁柱 控 制节点 提起或降低,模拟坡屋顶结构的实际情况进行计算。 12 2 坡 屋面 板 的 内力分 析 2.I 对 于较 规整 的坡 屋 面 ,如 图 1所 示 的三坡 或 四 坡 屋 面 ,板 的 内力 与板 的坡 角关 系较 大。 在条件相同的前提下,当 /6≤1/3.5(坡角约 16。) 时 ,坡 屋 面板起 拱 的作 用较 小 ,这时按 板 的全跨 L计 算(即按平面板计算)较为稳妥;当 /6 1/3(坡角 约 l8_3。)时,拱的作用已能体现;当 /6 1/2.5(坡 角约 21.8。)时 .则拱 的作用 较 为 明显 .坡 板转 折角 的 弯矩 接 近零 .这 时 若像 平 面板 按 全跨 L计 算 则不 太 合理,按此计算结果配筋则浪费较大;当h/b>l/2.5 时更是如此 此时要准确计算 .须应用有限元方法 和相应的计算软件 .且必须对结果加以分析.才能作 为结构配筋使用,这一过程相对费时繁琐 ,一般的设 计单位较难做到 ,有鉴于此我们尝试采用条分法进 行 近似 的简化 计算 。 所 谓 条分 法 ,即以宽 扁 梁 的形 式 将分 析 对象 纵 横划分成若干等宽板带的交叉梁系,并按原坡屋 面 板 的坡 度将 各 交 叉梁 的节 点 提 起 ,模 拟屋 面 板 的实 际情 况 ,通过计 算 可参 照梁 的 内力 对板作 配筋 分析 。 某平 面尺寸 为 6.6mx7.2m 的四坡屋 面板 ,其坡 角 约 为 25.6。,采用 条 分法计 算 ,运 用 PKPM 的 PMCAD 和 SATWE程序 ,输 出结 果 (图略 )表 明 ,中部 “梁 ”的 内力和配筋均较小 ,基本按构造配筋已能满足要求 ; 边梁所受的内力则较大,考虑到边梁的扭转 、变形会 减弱对坡屋面板 的约束 ,故实际配置该坡屋面板钢 筋时作了适当放大 ,如今该屋面板 已施工完毕并使 用 一 段 时间 ,未 出现 大跨 度 板 结 构 中常 见 的裂 缝 问 题 ,效 果 良好 。 由此 可 以推算 ,对 于类 似 图 1a的 由 3—4块 三角 形或 梯 形 的板互 相 支 承形 成 的较 规 整 的坡 屋 面板 ,
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