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某大悬挑钢桁架结构设计研究

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金碧张海滨

【摘要】某大悬挑钢桁架最大悬挑长度为10.4m，高度7.0m，两侧对称布置，主体结构采用钢桁架结构形式，基础采用地基梁形式的条形基础。本文对该钢桁架的结构设计进行概要总结，介绍了结构设计过程、设计中的主要技术参数，以及风荷载体型系数的取值，采用PKPM系列软件对结构在各主要荷载组合工况下进行受力分析，确定钢桁架、系杆、支撑及基础等构件的合理型式及截面尺寸，满足承载力及使用功能要求，为类似工程的结构设计提供有益参考。

【关键词】钢桁架;大悬挑;条形基础，风荷载

Abstract：Alargecantileveredsteeltrusshasamaximumcantileveredlengthof10.4mandaheightof7.0m.Itissymmetricallyarrangedonbothsides.Themainstructureadoptssteeltrussstructureandthefoundationadoptsstripfoundationintheformoffoundationbeam.Thispapersummarizesthestructuraldesignofthesteeltruss，introducesthestructuraldesignprocess，themaintechnicalparametersinthedesign，andthevalueofwindloadshapecoefficient.ThePKPMseriessoftwareisusedtoanalyzethestressofthestructureunderthemainloadcombinationconditions，anddeterminethereasonabletypeandsectionsizeofsteeltruss，tiebar，supportandfoundation，soastomeetthebearingcapacityanduserequirements，itcanprovideausefulreferenceforthestructuraldesignofsimilarprojects.

Keywords：steeltruss;largecantilever;stripfoundation;windload

TU33

A

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

1、工程概况

某大悬挑钢桁架位于四川省雅安市名山区，最大悬挑长度10.4m，高度7.0m，两侧对称布置，主体结构采用钢桁架结构形式，基础采用条形基础。设计使用年限50年，建筑结构安全等级二级，雅安地区抗震设防烈度7度，设计地震分组第三组[1]，场地类别为Ⅱ类，标准设防类建筑，建筑耐火等级为二级。雅安地区基本风压为0.30kN/m2（50年重现期），地面粗糙度类别B类，基本雪压为0.20kN/m2（100年重现期）[2]。工程效果图详图1。

2、结构方案

本工程悬挑长度大，悬挑长度达10.4m。为了实现悬挑长度，悬挑部分采用两榀钢桁架，钢桁架之间采用上、下弦系杆和支撑连接。根据地勘报告并结合当地实际情况，基础采用地基梁形式的条形基础，埋置深度为3.5m。

3、大悬挑钢桁架结构设计要点

3.1主要荷载取值

大悬挑钢桁架结构所受荷载主要是竖向荷载和水平荷载，其中竖向荷载包括结构自重、屋面活荷载、建筑装修荷载等，水平荷载包括风荷载、水平地震等。

钢桁架屋面采用铝塑板，恒荷载取值为0.50kN/m2。底面和侧面采用石材，恒荷载取值1.50kN/m2。屋面活荷载取值0.50kN/m2，其他按实际荷载取用。模型荷载输入采用节点荷载，将面荷载分配到每个节点形成节点荷载，节点布置如图2所示。

本工程悬挑结构属于突出构件，根据荷载规范[2]选取的体形系数为-2.0，并考虑高度变化系数。本工程荷载组合按荷载规范[2]和建筑抗震设计规范[1]取值。

3.2计算参数控制

本工程刚架柱、梁、柱底板、柱梁端頭板钢材采用符合国标的Q345B级钢;拉条、支撑、系杆、次构件钢材采用符合国标的Q235B级钢。钢桁架构件计算时应力比控制在0.85以内;拉杆长细比控制在350以内，压杆长细比控制在150以内;钢桁架挠度按L/125控制;柱顶位移按H/150控制。[3]

3.3钢桁架设计

钢桁架