簡析高架車站屋面鋼結(jié)構(gòu)形式

高修建 宋智勇 王凱杰

摘 要：簡要介紹了在高架車站的設(shè)計中屋面鋼結(jié)構(gòu)可以選用的主要形式，這些形式包括門式剛架、鋼網(wǎng)架、鋼框架、鋼桁架等。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通，高架車站，鋼結(jié)構(gòu)

1 引言

隨著城市化的發(fā)展和軌道交通線路的延伸，北京、天津、武漢、大連等城市的軌道交通中高架站的數(shù)量逐漸增多；由于鋼結(jié)構(gòu)自重輕、施工速度快、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越、易滿足建筑外形要求等特點，其在高架車站屋面結(jié)構(gòu)的設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。

2 門式剛架

門式剛架結(jié)構(gòu)是指以輕型焊接H形鋼、熱軋H形鋼或冷彎薄壁型鋼等構(gòu)成的實腹式門式剛架或格構(gòu)式門式剛架作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼做檁條、墻梁；以壓型金屬板做屋面、墻面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當(dāng)設(shè)置支撐的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系。門式剛架結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有質(zhì)量輕、施工周期短、工業(yè)化程度高、綜合經(jīng)濟效益高、柱網(wǎng)布置靈活等優(yōu)點。

3 鋼網(wǎng)架

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是桿件按照一定規(guī)律形成的空間鉸接桿系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，大多為高次超靜定結(jié)構(gòu)，具有多向傳力的性能，空間剛度大，整體性好，抗震性能優(yōu)良，適用于大跨度建筑和中小跨度房屋，可以覆蓋各種平面形狀。網(wǎng)架根據(jù)弦桿層數(shù)可以分為雙層網(wǎng)架（a）和三層網(wǎng)架（b），雙層網(wǎng)架由上弦、下弦和腹桿組成；三層網(wǎng)架較二層網(wǎng)架增加了網(wǎng)架高度，可以減小弦桿內(nèi)力，減小網(wǎng)格尺寸和腹桿長度。

4 鋼框架

鋼框架結(jié)構(gòu)由鋼梁和鋼柱組成，能夠承擔(dān)豎向荷載和水平荷載，與鋼筋混凝土框架相比有效減小了梁柱截面，減輕自重，能夠獲得更大的使用空間，且鋼構(gòu)件加工精度高，施工速度快。江蘇城軌蘭花塘站屋面結(jié)構(gòu)即選用鋼框架結(jié)構(gòu)，研究理論成熟，傳力路徑明確，易于設(shè)計與分析。

5 鋼桁架

鋼桁架結(jié)構(gòu)是指直桿在端部用鉸鏈相互連接形成的平面或空間結(jié)構(gòu)，桿件一般只承受軸力，能夠充分利用材料，作為屋蓋的承重結(jié)構(gòu)，其具有用料經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)自重小、安裝方便等優(yōu)點，且能夠形成不同的形狀，適應(yīng)外觀的需求。

6 異形鋼結(jié)構(gòu)

異形鋼結(jié)構(gòu)又稱空間任意鋼結(jié)構(gòu)，多為滿足新穎的外觀造型需要，其設(shè)計過程多需要計算機建模的輔助，對于荷載的施加、邊界的確定、工況的組合等，需要結(jié)合工程實際進行考慮。屋面形狀的設(shè)計需考慮風(fēng)荷載體形系數(shù)、結(jié)構(gòu)跨度、屋面厚度、節(jié)點形式等方面。

7 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，城市軌道交通將逐漸進入更多城市，方便人民的日常生活，合理科學(xué)的選擇高架站屋面鋼結(jié)構(gòu)形式，并且形成成熟的、通用的高架車站屋面鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法極為重要，相信在不久將來會有更多新型美觀的高架車站成為城市的風(fēng)景線。

參考文獻：

[1] 陳紹藩.鋼結(jié)構(gòu)（下冊）—房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.