坡屋面框架结构

1、坡屋面框架结构Strat后处理生成的坡屋面三维实体图：（点击放大）1、工程概况及背景该工程建于安徽蚌埠市，为带坡屋面的多层框架结构，为一整体建筑分缝断开后的一个独立结构。在工程结构封顶后，发现结构梁多处出现裂缝。为分析裂缝产生的原因，用Strat软件进行多方面的分析。原设计结构计算时，由于现有各软件不能计算坡屋顶，顶层坡屋顶没有计算，仅将坡屋顶的荷载作为均布荷载加在下一层楼面上。而在结构布置中，坡屋面层增加了很多短柱，改变了传力途径，这种简化计算方法明显存在误差。2、Strat软件结构计算利用Strat软件的空间三维建模功能，对结构不作任何简化，完全按坡屋面的实际情况建模。并利用软件空间曲面导

2、算面荷载的功能精细地导算坡屋面分布恒载和活荷载。原设计计算将坡屋顶层不计算，计算模型过于粗糙。为对比计算结果，同时用TBSA将坡屋顶作为一个平屋面进行对比计算。对于结构底层，由于受坡屋面的影响小，两种计算方法的配筋基本一致。由于Strat按新规范计算，TBSA仍按89规范计算，Strat的配筋比TBSA的偏大。对于坡屋面的下一层，受坡屋面的影响显著。Strat的计算计算中考虑到了坡屋面的斜梁的起拱作用，主要受力梁的配筋显著减小。考虑不同规范的差异，最大处相差一倍以上。对于坡屋面本身，TBSA的配筋也普遍比Strat大。尤其是支撑斜梁的纵向主梁，TBSA的结果超出Strat很多。才鹏、邸中3蜉在

3、力山国勰,由勰勰由Strat一层配筋（局部）TBSA一层配筋（局部）L1TBSA坡屋面下一层配筋（局部）Strat坡屋面下一层配筋（局部）一忡'总炉I多加4节用平明中JTBSA坡屋面层配筋（局部）Strat坡屋面层配筋（局部）两种模型计算的差异，可以通过Strat计算竖向恒载作用下的内力分布情况说明。如下图所示，在重力荷载作用下，由于斜梁的起拱作用，坡屋面立柱的轴力为拉,且拉力达到10T（同时邻近结构柱轴力也仅为30T）o也就是说，小立柱不但没有将坡屋面的荷载传到下一层，反而减小了下一层水平梁的受力。（计算模型采用刚性楼层假定，按刚性楼层假定，楼面内的水平力由平面内刚度极大的楼板承担，

4、因此水平梁的轴力为0）。如此同时，坡屋面本身的重力作用，和通过小立柱承担的下一层结构的荷载，部分转化为斜梁的轴向压力，因此减小了斜梁的弯矩和剪力。对于混凝土梁，压力作用是有利的，能显著减小截面的弯、剪配筋。Strat软件的梁配筋计算时，加入了轴力因素。原设计中，立柱按受压配筋，未进行轴拉验算，必然存在安全隐患。通过该工程的计算表明，对于坡屋面结构，将荷载叠加到下一层，或将坡屋面拉平计算，均不能正确反应结构的实际受力情况。按这种方法设计，均可能存在安全隐含。尤其对于多层结构、小型结构，这种坡屋面的影响更不能忽视。3、Strat计算坡屋面阳光照射下的温度作用该工程结构封顶时正值夏季。裸露的坡屋面在阳光直射下，温度会高于下部结构的温度而产生膨胀。对于这种三面找坡的坡屋面结构，屋面的膨胀会在下部楼面的纵、横向梁内产生轴向拉力。不能排出这种由温度产生的轴向拉力导致梁开裂的可能。Strat计算时，取消刚性楼层假定，按实际情况布置楼面楼板、和坡屋面的屋面板。在屋面楼板中加上温度荷载，并将温度荷载作为在恒、活、风、地震之外的独立荷载工况。在后处理构件配筋时，将温度荷载作为一种活荷载参与荷载组合，考虑梁的轴力作用，计算梁的拉弯、拉剪作用下的配筋。计算结果表明，考虑温度作用后，梁、柱配筋会有所增加。但考虑到当时结构荷载未