现浇整体组合网架的受力分析与设计

【摘要】：组合网架是一种上弦为混凝土肋板,下弦和腹杆为圆钢管组成的空间组合结构。该种结构充分发挥了钢材与混凝土两种材料的强度优势,具有刚度大、承载能力高等特点。现行规范及已有的工程应用,主要是基于预制混凝土板装配式组合网架,此种结构的抗震性能存在不足。为解决这一问题,组合网架上弦混凝土肋板可采用全现浇方式,但目前还缺乏符合其受力特点的合理的截面设计方法,对其设计仅能依靠工程经验和保守理论。鉴于此,本文采用有限元分析方法,结合某工程现场实测数据,对现浇整体组合网架肋板的受力特点进行了深入的分析,并对其设计方法进行了探讨。 通过对某实际工程组合网架的上弦混凝土肋板及杆件进行现场测试,初步掌握了混凝土肋板的应力分布规律及杆件的内力分布特点；同时对该组合网架进行了有限元分析,对比分析了有限元模拟结果与现场实测结果,验证了有限元分析方法的可靠性。结合算例分析探讨了组合网架的网格数、高跨比、长宽比,肋梁的高跨比、宽跨比,混凝土板及肋梁配筋率等因素对组合网架结构受力与变形性能的影响。现场实测及理论分析表明,全现浇组合网架的整体工作性能良好,上弦混凝土肋板处于受压状态,应力分布比较均匀,可以充分发挥混凝土材料的强度优势。 由于现有的组合网架的计算方法比较复杂,不便于工程师使用,缺乏实用价值,本文提出了组合网架的简化计算方法。回归分析影响组合网架受力性能的主要敏感参数与组合网架各构件内力的关系,提出了组合网架上弦混凝土肋板、腹杆及下弦杆的简化内力公式,并且给出了结构整体挠度的简化计算公式,为工程设计提供了方便。