淺談屋面鋼結構支座的設置

申 允

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都 610031)

營山站站房為綜合性站房，建設地點位于既有營山站站房舊址。站房為地上一層，建筑高度14.00 m。站房主體結構為鋼筋混凝土結構，屋面采用鋼結構桁架支撐輕型屋面板結構型式，站房總建筑面積2634.2 m2，建筑基底面積2634.2 m2。

1 站房結構型式

營山站站房屋面鋼結構由縱橫交叉的桁架梁組成(圖1)，整個屋面造型為縱向波浪型(圖2)。桁架梁與下部混凝土柱采用支座連接。橫向主桁架跨度為33.9 m，縱向投影長度為89.3 m。每榀鋼管桁架梁均采用截面為倒三角的三肢格構式構件。

本工程恒載0.80 kN/m2，活載0.50 kN/m2，基本風壓0.30 kN/m2，地面粗糙度B 類，抗震設防烈度6 度，設計基本地震加速度0.05 g，地震分組第一組，場地類別Ⅱ類。溫度作用按+40 ℃、－20 ℃考慮。主體采用Q345B 無縫鋼管及高頻焊接鋼管。結構的穩定性和可靠度。以下就幾種常見的布置方式作比較，以找到最優化方案(見表1)。

圖1 屋面鋼結構

圖2 屋面造型

圖3 屋面結構支座

由于屋面鋼結構整體造型的原因，該屋面結構在溫度荷載作用下會產生很大水平推力，故屋面結構支座需考慮釋放水平推力，而采用一般的支座形式和布置方式不能合理的解決問題。

2 力學模型分析

采用同濟大學3d3s10.0 進行分析計算，本屋面結構支座位置見圖3。支座形式及設置原則:在下部混凝土框架結構所容許的水平推力范圍下，盡量多設置固定鉸支座，增加

由表1可以看出，混合結構中支座的選取應以經濟合理、安全可靠為原則。由于鋼和混凝土的膨脹系數不同，在溫度的作用下兩者會產生較大變形差，此時屋面不能采用純混凝土結構的剛接形式，否則屋面對下部混凝土結構產生很大的彎矩和剪力。若簡單采用一般的鉸支座，只能在一定程度上釋放內力，如方案1，支座水平力達到－1558 kN，此時會造成下部混凝土框架截面加大，大大增加了結構工程量，這顯然不是好的方案。所以我們可以考慮釋放一部分平動約束來減小上部屋面的水平力。通過對不同部位進行釋放約束可以得到很多種方案，表1 中方案3～方案6 僅列舉集中較為常見的部分采用固定鉸支座、部分采用滑動支座形式。可以看出水平力和位移都在比較理想的范圍，此時需要注意:在水平力和位移在可接受的情況下盡量增加結構的約束，增加可靠性。

表1 支座布置方式比較

3 結束語

通過以上方案1～方案3可以看出，營山站站房屋面鋼結構支座應在盡量提高結構穩定性的前提下，通過合理的選型和布置，最大限度的降低支座對下部混凝土結構的水平推力;同時為了使支座構造更加簡單與可靠，盡量減小支座的水平位移。通過表1可以看出，為了在水平推力和水平位移滿足要求的前提下，使用單向滑動鉸支座可以在不增加水平推力及位移的情況下增加結構的約束，從而增加結構穩定性。

［1］GB 500017－2003 鋼結構設計規范［S］

［2］GB 50009－2001(2006年版)建筑結構荷載規范［S］

［3］紹力群，黃振民，余志詳.目前網架支座及支承框架設計存在的幾個問題［J］.四川建筑，2009，29(3)