浅谈玻璃长廊中对钢结构的分析

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1、浅谈玻璃长廊中对钢结构的分析浅谈玻璃长廊中对钢结构的分析摘要:某综合体工程存在长100米，宽21米的玻璃长廊，拟采用钢结构支架支承。对该钢结构支架的自身强度、承载力、变形能力进行验算；同时，考虑下部混凝土结构的变形对钢结构支架的影响;此外，通过整体稳定有限元分析，有效地减小了构件断面。关键词:玻璃长廊，钢结构支架，整体稳定有限元分析Abstract:acomplexengineeringbeinglong100meters,width21meterglasscorridor,thesteelstructurestentstosupport・Thesteelstruct

2、ureinsupportoftheirownstrength,bearingcapacity,deformationlinkability;Atthesametime,consideringthedeformationoftheconcretestructureofsteelstructurestentsinfluence;Inaddition,throughthewholestabilityofthefiniteelementanalysis,effectivelyreducedthecomponentsections.Keywords:glasscorridor,

3、steelstructurebracket,andtheoverallstabilityfiniteelementanalysis中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：一、引言随着我国经济的迅速发展及钢材产量的日益增加，钢结构长廊在建筑行业得到广泛的应用。钢结构一方面可长廊化制作，减少现场施工的工作量，施工周期短，同时由于其自重轻、结构荷载小，减少了地基处理的工作量和费用，并有利于抗震，给投资方带来较好的经济效益和社会效益；另一方面市于其材料本身的性能好，强度高，与钢筋混凝土结构相比结构断面小，在长廊布置中可以节省一部分空间,更容易满足工艺灵活布置的要求。根据

4、现行《钢结构设计规范》的规定，承重结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计，而承载能力极限状态包括构件与连接的强度破坏、疲劳破坏和因过渡变形而不适应继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和倾覆；正常使用极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响止常使用或耐久性能的局部破坏。然而一般设计人员多关注结构的强度与变形问题，对结构稳定问题的关注程度远远不够。根据笔者在钢结构设计中的一些经验，认为一个成功的玻璃长廊钢结构设计必须解决好其稳定设计及构造措施的问题，且在使用规范过程中尚应避免孤立或片面地对规范条文进行理解。二、工程概述某塔楼

5、裙房屋面在N-02~N-05轴线间存在长度达100米，宽度达21米用于覆盖走廊的玻璃罩，玻璃罩大部分是从FL.05M（标高+21.700m）与FL.05（标高+23.700m）开始，但在N-X轴线以北存在一部分从FL.01（标高+0.00m）开始的玻璃罩。考虑到钢结构截面较小，对建筑立面的影响小，并且可以在主体结构完工后再施工上面钢结构部分，因此玻璃罩的支承系统采用钢结构o由于部分支承玻璃连廊的钢架构支架从裙房混凝土结构楼面升起,部分从地面升起，因此钢结构支架柱的长度不一致，计算长度也不一样，其对稳定的要求也不一样。由于钢结构柱的长度不一致，嵌固位置不一样，因此采用大

6、型空间结构分析有限元程序Sap2000进行分析。二、线弹性的分析对于支承玻璃罩的钢结构系统，进行了竖向荷载、风荷载、地震作用、温度作用以及支承钢结构系统的下部混凝土结构的相对位移作用下的受力分析，以验算其是否具有足够的承载力和刚度。（1）在竖向荷载（DL+LL）作用下，钢结构系统的变形如下图所示，其最大挠度为41mm,为其跨度（21m）的1/512,满足规范不大于1/400的要求。（2）在风荷载和地震作用下，钢结构的变形见下图，在风作用下的最大侧移为27mm,层间位移角为1/407,满足《钢结构设计规范》GB50017-2003中层间相对位移不超过1/400的要求；在

7、地震作用下最大侧移为3mm,层间位移角为1/3667,远小于抗震规范的限值1/300。风荷载作用下变形简图地震作用下变形简图(3)在30摄氏度温差作用下,钢结构中产生的轴力分布见下图，产生的故大轴力为251.923kN,此轴力在截面上产生的应力仅为3.5MPa,可见温度变化对于钢结构系统的影响很小。(4)钢结构系统的下部裙房两部分Z间在风荷载和地震作用下产生的最大相对位移差分别为2.331mm和2.097mn),在这两种相对变形作用下钢结构中产生的轴力见下图，两种情况下产纶的最大轴力分别为9.87kN和8.93kN,此轴力在截面上产生的应力分别为0.