结构力学坡屋顶分析.docx

板2承受的顺沿平面荷载及屋檐梁承受的竖向压力荷载下面给出各种工况下板2右端两种连杆支反力表达式，因模型取单位宽，所以其结果除屋面有集中质量状况外均为线均分布荷载它们均由N表示，其英文下脚标sb分别表示顺沿平面作用于屋顶板及竖直作用于屋檐梁，gwe分别表示重力风压及水平地震作用，dc分别表示分布集中荷载或作用公式中h表示各板厚度，g为重力加速度，a为屋顶处的水平地震加速度设计值，Wk表示风压的标准值m加下脚标表示各编号斜板的单位面积的分布质量集度，m加英文下脚标表示各位置集中物质量对于两坡对称的状况，它们的公式可以更简洁










图2a表示承受竖向重力荷载状况，各项对应的公式为(1)至(4)：
图2b 表示承受风荷载的状况，各项对应的公式为(5)〔6〕：
图2c表示承受水平地震作用的状况，各项对应的公式为(7)至(10)：
当按抗震设计标准要求进展竖向地震力计算时，其计算公式大体同重力作用公式(1)至(4)，只要把重力加速度g换成竖向地震加速度av 计算即可上述公式适用于图2的右支座，当将两板数据对调时也适用于左支座
对于多坡屋顶的端部三角板，作为简化近似计算，我们假定两种线均分布荷载仅由本板屋面的几种荷载效应产生现截取图1的II-II剖面来分析长向梯形板2的端部三角区，假定构造大致对称，取构造的一半建立模型，见图3因为与其相连的端部三角形板3平面内抗侧移刚度很大，因此假定模型左支点即构件中心沿左右方向不能移动板中心竖向刚度小，在一般重力荷载大致对称的状况仅可能发生中点上下移动，因此模型中间采纳上下平行的双连杆连接风荷载地震作用一般在两坡呈近似反对称，因此在板模型中心采纳不动铰支座，允许转动并把侧向力传给板3的边梁板2三角区下的屋檐梁竖载及板本身顺沿平面荷载分布均是图1所示的以x为自变量的函数，设II剖面位置距端部为x0，那么图3中斜坡的水平长度应为y0=x0L2/L3式(11)至(14)为三角区承受竖向重力状况沿x方向随意位置的两种分布荷载值，其中h3 应为板3的竖直剖切厚度










对于风荷载及地震作用效应，简图可近似取图 3b3c,用构造力学方法求解，但过程繁琐且合理程度有限与重力荷载效应相比，风地震效应明显是次要的加之三角板面积小，作为近似计算，如干脆采纳双坡矩形板的计算结果，比拟便利且不会明显奢侈求解端部三角板3的两种分布荷载，方法与长向梯形板的三角区的解法一样，只要将图1所示的x与yL2与L3相互颠倒即可，实际剖面为图1中的III-III
图4为图1所示屋顶斜板的直立绽开平面图，及承受组合值荷载〔其作用的真实位置应是分布在板内而不是集中在上边缘线上〕的简图，
用来分析斜板平面内力及柱支座反力图中斜边
恰是斜屋脊，相当于加强边框，类似桁架的上弦斜杆，与下边缘组合，能构成暗桁架体系；而长向梯形板内的矩形局部可以被看成薄壁梁，也可以看成桁架因此，我们称屋面板在平面内形成了薄壁梁-桁架体系，在混凝土理论里，梁与桁架之间并没有自然的鸿沟对于这样的联合体系，要精确手算内力支座反力比拟烦琐，也没必要因为一方面，跨数多抗弯刚度大的构造对于支座不匀称沉降非常敏感，须多留平安储藏；另一方面由于它截面很高，通过加大配筋量来提高承载力对本钱影响并不大详细算法就是：单跨斜板按简支计算；多跨连续斜板的弯矩剪力支反力用可能的上限数值限制方法取值各跨正弯矩按简支计算，中间支座处两侧剪力负弯矩及支反力按在本支座连续两邻端铰支，左右两跨长均取两跨中最大跨距计算，边跨边支座剪力即支反力按本跨简支计算这样各位置的各种内力的平安度得到程度不匀称的扩大，因此在以后步骤中还应适当再调整