对于一般钢筋混凝土排架结构的计算_关于排架结构钢筋混凝土大型屋架扶直验算的探讨
摘要：文章通过具体工程对大跨度屋架的扶直进行了精确计算，为同类建设项目的大型屋架现场制作的扶直提供了相关技术参数，对现场预制大跨度屋架的扶直具有现实指导意义。 关键词：排架结构；大跨度屋架；扶直验算
中图分类号：TQ055 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）23-0091-03
1 工程概况
该工程为拓特机械制造厂综合修理车间工程，性质为工业建筑，位于拓特厂厂区内西大门南侧，厂办公大楼对面，紧邻厂西围墙面建。本工程为装配式单层工业厂房，工程平面尺寸为108×86m，总建筑面积为11075.78㎡，建筑高度18.3m，由主车间和车间辅助用房两大部分组成。其中主车间面积8495㎡，共计五跨（24m×3＋18m×2），其中拆洗跨为一跨（24m）、支架修理为两跨（24m×2）、矿机修理为两跨（18m×2），属排架结构；车间辅助用房为770.14㎡，属一层砖混结构，平面尺寸为108×7.5m，建筑高度5.1m。工程招标内容包括施工图中的土建、水、电、暖等。其平面、立面、剖面如图1所示：
基础做法：主车间厂房部分为钢筋混凝土杯形基础，其围护墙下为钢筋混凝土基础梁，厂房内有大量设备基础和设备管沟、排水沟等。车间辅助用房为钢筋混凝土条形基础。
结构工程做法：主车间厂房部分为预制钢筋混凝土排架柱、预应力混凝土折线型屋架、预应力大型屋面板及行车梁等。围护墙为空心砌块，质量控制等级为B级，沿墙四周通长布置五道圈梁。车间辅助用房为砖混结构，钢筋混凝土构造柱、圈梁、全现浇屋面。
设备方面：本工程设有上水、下水、雨水、采暖以及动力照明系统。
厂房雨水内排，沿行车梁敷设雨水管，动力和照明线路也都沿行车梁设置。车间四周设有上行下给采暖系统。
图1 工程平面、立面、剖面图
2 屋架的扶直验算
以18米屋架为例，对扶直过程中进行力学分析及验算：
经查图集04G415-1第8页表7整榀屋架重量＝6.55（吨）。
计算屋架扶直时，屋架扶直时的绑扎方法如图2
所示：
图2 18m跨屋架平卧扶直示意图
扶直时，下弦不离开地面，以下弦为轴缓缓转起。此时，以相交于节点的杆件重量和的一半作为该节点荷重，与吊索中之垂直分力对下弦轴线取力矩平衡，可求得吊索中之拉力P如图3所示：
图3 屋架几何简图
屋架的节点荷重（参阅图集04G415-1）：
q2＝q2’＝（S1+S2+F1）/2＝（0.372+0.374+
0.047）/2＝0.397（吨）
q3＝q3’＝（S2+S3+F2+F3）/2＝（0.374+0.374+
0.06+0.149）/2＝0.479（吨）
q4＝（S3+S4+F4）/2＝（0.374+0.374+0.111）/2
＝0.43（吨）
吊索与水平面的夹角，设α＝45°
则 β≈arctg ≈63°
起吊时，吊索中拉力P的计算方法如下：
1.14×P×sin45°+1.89×P×sin63°
＝1.14×q2+1.89×q3+2.64×（q4/2）
P＝＝7.73（kN）
扶直屋架梁时，上弦出屋架平面方向最不利，故应验算这个方向的抗弯强度及裂缝宽度。屋架腹杆由于自重的弯矩作用影响较小，通常可不验算。
为简化计算，可将屋架上弦视为简支梁，在梁上作用的荷载有上弦自重（视为均布荷）、腹杆自重（视为集中荷载，作用在节点上）及吊索中的垂直分力。
上弦自重：
P＝＝1.24（kN/M）
在节点处，吊索中的垂直分力向上，腹杆自重向下，节点荷载：
P1＝Psin45°－F1/2＝0.773×0.707－0.047/2＝5.23（kN）
P2＝Psin63°－（F2+F3）/2＝0.773×0.891－0.047 +0.149/2＝5.84（kN）
支座反力：
R＝q×L/2－P1－P2＋F4/（2×2）
＝0.124×9－0.523－0.584＋0.111/4
＝0.41（kN）
（a）荷载
（b）弯矩图
图4 扶直屋架时上弦弯矩计算图
上弦各截面弯矩：
最大弯矩值在节点②
屋架上弦出屋架平面的抗弯强度验算
KM＝AgRg（h0－a’）＝2.26×3400×（20－2）×10－5＝13.83（kN.M）
K＝＝2.12，（＞1.4×0.9＝1.26，可）
（2）裂缝宽度验算
δ＝＝＝122.9（MPa）
经查施工手册P1308表18-4，小于热轧钢筋屈服强度δ＝335MPa，故扶直屋架时，上弦出屋架平面的抗弯强度及抗裂能力满足要求。
对后张预应力屋架，在张拉过程中已将两榀屋架间的粘结力破坏，故可不考虑粘结力的影响。若屋架扶直过程中发现粘结力过大，应采取措施先破坏粘结力，然后进行屋架的扶直。
参考文献
[1] 秦华虎，李职云，黄仕诚，朱俊贤．新型建筑材料施工手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1994．
[2] 陈世霖．建筑材料手册（第三版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，1991．
[3] 贾宏俊，李清立．建设工程技术与计量（第四版）[M]．北京：中国计划出版社，2006．
作者简介：崔结坤（1973-），山东梁山人，江苏大屯铝业有限公司经营管理科工程师，研究方向：土木工程。
（责任编辑：周 琼）