太行國賓館屋頂鋼架結構設計

孫 煒

（中鋼集團工程設計研究院有限公司，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。結構示意圖如圖1、圖2：

圖1 結構平面布置示意圖（另一側對稱于本圖）

圖2 結構橫剖面示意圖

2 主要鋼架校核

裝飾屋面的內骨架整體設計由該設計事務所設計，根據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算書，我們對受力較大的幾榀桁架進行了校核。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，有三個支撐點（根部及兩個柱支撐），H-03的跨度雖不及H-02，但屬全外挑結構，外挑跨度近12M。

校核采用的計算軟件為3D3D9.0，計算荷載恒載按0.5KN/M2，活載按03KN/M2，基本雪壓按0.3KN/M2，基本風壓按0.35KN/M2，由于結構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埋件連接的支座，我們認為應當按鉸支座考慮，這樣比較符合桁架的實際受力狀態。

3 詳圖設計

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

按上面桁架計算結果各桿件中除11和12號弦桿采用180x140x6.0矩管外，其余弦腹桿均采用140x80x5.0矩管，構件材質Q235。

本結構的所有詳圖中弦腹桿的連接節點均為軸線相交，不產生偏心距，腹桿間連接采用搭接連接。

3.1 基本規定及構造的校核

（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點驗算時進行校核，并保證搭接率25%，

3.2 桿件和節點承載力的驗算

（1）支座驗算：本詳圖設計中支座采用十字形鋼板與預埋件焊接，桁架的弦桿與十字板連接，桿件內力通過十字板傳遞到鋼筋砼構件上。支座需計算的內容為：

a.十字板板厚和尺寸：尺寸根據桿件與十字板所需的焊縫長度及構造要求確定，板厚再根據桿件內力計算確定。

b.十字板與預埋件的焊接：鋼板與埋件間采用K形對接焊縫，焊縫高度根據件內力計算確定。

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，焊縫高度本計算取1.2倍的鋼管厚度，焊縫長度按桿件所受內力計算確定。

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造處理即可。

（2）連接節點驗算：以H-03為例連接節點為K、N、Y、等幾種連接方式，弦腹桿均為矩管，搭接連接方式，需要驗算的內容為：

a.連接焊縫的驗算，本計算中焊縫均按角焊縫圍焊考慮。各節點中焊縫計算長度都以確定，焊縫高度根據桿件的內力（軸心壓力或拉力）計算確定。

b.節點承載力驗算：為保證節點處矩形主管有足夠的強度，避免主管管壁產生過大的局部變形計焊縫中出現裂縫，支管和主管的軸力不得大于節點處的計算承載力值。

首先矩管節點的幾何參數要滿足規范所列出的適應范圍，然后再按各節點形式計算得出節點處的計算承載力值。

通過計算，本結構中部分節點的桿件內力超出了節點處的計算承載力值，因此需要設立加強板。

（3）不同規格的弦桿間的連接：在本例中11和12號弦桿采用180x140x6.0矩管外，與之相鄰的弦桿采用140x80x5.0矩管。為保證弦桿內力的可靠傳遞及腹桿與弦桿的平滑連接，不同規格的弦桿形心軸線保持一致，并設立一300mm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

（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造處理。

（2）由于本結構完全暴露在室外，受氣候影響較大，因此在涂裝時考慮采用了無機富鋅底漆+環氧中漆+聚氨酯面漆的防腐形式，并應保證構件的徹底除銹。

（3）在詳圖繪制時分別繪制了構件組裝詳圖，節點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，防止出現錯誤。

4 施工中的注意事項

為保證構件能按圖紙意圖順利實施，有必要對施工中需注意的主要事項做簡略的提示：

（1）混凝土框架兩側的桁架應同時施工，如不能同時施工時應采取臨時支護措施，防止對原混凝土框架產生不對稱的推力影響。

（2）桁架的安裝過程中，根部與預埋件的連接為關鍵，且此處有相當焊接量是在現場完成，因此應派技術好的焊工施焊，以保證焊接質量。

（3）桁架在安裝時應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安裝支撐和檁條以保證結構的穩定。

（4）由于結構有外包裝飾板不利于正常使用過程中的維護，因此構件在制作過程中除銹需徹底，防腐處理要嚴格保證質量，施工中造成的破損要修補完好。