某托柱转换的型钢混凝土桁架研究

陈 飞

大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁 大连 116024

随着建筑需求的急剧增加与结构计算的长足发展，大跨度钢桁架、型钢混凝土桁架在复杂高层结构中的应用越来越广泛[1-2]。由于各参建单位技术水平不一，对大跨度结构的重视性不足，出现了一些工程事故[3]。为此，文章对某框剪结构局部托柱转换的型钢混凝土桁架进行了数值分析并结合现场实测结果，研究了型钢混凝土桁架的承载能力，可供类似工程设计与施工参考。

1 工程概况

某科研办公楼位于大连市高新区，地下2 层，地上12 层。建筑物2 ～3 层右侧局部采用了型钢混凝土桁架托柱转换，转换桁架跨度18m（②～④轴），具体见图1。该型钢桁架的上下弦采用型钢混凝土，型钢为箱形截面：600mm×400mm×20mm×26mm（高×宽×腹板厚×翼缘厚）；竖腹杆也采用型钢混凝土，型钢为箱形截面：400mm×400mm×26mm×26mm（高×宽×腹板厚×翼缘厚）；上述钢箱内均填充C50 自密实混凝土；斜腹采用钢梁：400mm×300mm×20mm×26mm（高× 宽× 腹板厚× 翼缘厚），钢材强度等级为Q345。钢结构均为工厂加工后运至现场安装。

图1 型钢混凝土桁架转换结构示意图（单位：mm）

为加快施工进度，拟取消原设置在③轴处施工临时支撑点。为保证型钢混凝土桁架的受力性能与结构安全，对②～④轴的桁架结构进行受力分析，同时，监控、检测该桁架层在施工过程中的变形情况。

2 转换桁架受力分析

2.1 转换桁架估算

适当简化转换桁架的边界条件，保守考虑，将桁架简化为简支体系，具体见图2（a）。按经典力学，估算如下：对转换桁架的框架柱仅考虑轴力F 的作用下，按结构受力原理，可将零杆ac、cd、ef、gh、gj 拆除，对受力模型进一步简化，具体见图2（b）。……