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大跨度钢结构的位移限值关键限值的总结

时期:2025-06-26 08:36:52 点击数:0

根据《钢结构设计标准》(GB 500172017)及《钢结构通用规范》(GB 550012021)等相关规范,大跨度钢结构的位移限值需根据不同工况(非抗震组合、地震作用组合)和结构类型(网架、桁架、索网等)进行规定。以下是关键限值的总结:



 一、非抗震组合下的位移限值

 1. 挠度限值(永久荷载 + 可变荷载标准组合)

 通用规定:

   结构的最大挠度值 不宜超过表B.2.41(规范中未给出具体表格,但可参考以下典型值):

     网架与桁架:

       最大挠度:L/250(L为短向跨度或悬挑跨度)。

       起拱要求:可预先起拱,起拱值 不大于短向跨度的1/300。

       外观调整:若仅改善外观,结构挠度可取 永久荷载与可变荷载标准值作用下的挠度计算值减去起拱值,但 可变荷载下的挠度不宜大于跨度的1/400。

     设有悬挂起重设备的屋盖结构:

       最大挠度:L/400。

       可变荷载下的挠度:L/500。

     索网结构:

       挠度为预应力之后的数值,需结合具体设计确定。


 2. 特殊要求

 施工阶段:

   大跨度钢结构在施工阶段(如滑移、吊装)需进行 施工工况验算,确保各杆件应力、变形在允许范围内(参考《大跨度柱面网壳结构累积滑移施工工法》)。

   滑移施工精度控制:

     轴线支座间不同步值 不大于50毫米(超过需修正),大于100毫米时停滑。

     滑移单元就位后限位精度 控制在10毫米以内。



 二、地震作用组合下的位移限值

 1. 多遇地震作用下的弹性变形

 层间位移角:

   高层建筑钢结构:1/250(风荷载和多遇地震作用下)。

   多层钢结构:1/250(无桥式起重机时)。

 大跨度结构:

   最大挠度值 不宜超过表B.2.42(规范中未提供具体表格,但可参考以下原则):

     一般大跨度结构:L/250。

     特殊要求:需结合地震作用组合下的具体计算结果。


 2. 罕遇地震作用下的弹塑性变形

 钢混凝土组合结构:

   层间位移角限值需满足表4.2.2(规范未提供具体表格,但需通过弹塑性分析确定)。

 塑性铰控制:

   层间侧移:不大于层高的1/70(罕遇地震下)。

   层间侧移延性比:需通过设计确保变形分布均匀,避免局部薄弱层(参考《高层钢结构抗震设计》)。



 三、特殊结构类型的位移限值

 1. 索网结构

 预应力后的挠度:需通过设计计算确定,但通常需满足 L/250~L/300。

 施工阶段:需监控预应力施加过程中的变形,确保节点应力均匀。


 2. 悬挂起重设备屋盖

 挠度要求:

   最大挠度:L/400(永久荷载 + 可变荷载)。

   可变荷载下挠度:L/500(参考《钢结构设计标准》B.2.41)。



 四、施工与验收中的位移控制

1. 安装精度:

    网壳结构:相邻支座高差 L1/800(L1为相邻支座间距),最大高差 30毫米(参考《大跨度柱面网壳结构累积滑移施工工法》)。

    桁架结构:杆件弯曲矢高 L2/1000(L2为杆件长度)。


2. 滑移施工:

    滑移速度:≤0.3米/分钟,两端同步差 ≤20毫米。

    应力监测:滑移过程中需用应力应变仪实时监控杆件应力变化。



 五、规范依据

1. 《钢结构设计标准》GB 500172017:

    B.2.4节:明确大跨度钢结构的挠度限值(非抗震与地震组合)。

    附录B:层间位移角和挠度限值的具体要求。


2. 《钢结构通用规范》GB 550012021:

    5.3.2:强调雪荷载不均匀分布对大跨度结构的影响,需通过试验或专项研究确定荷载。

    5.4.1:复杂地形或不规则结构需通过风洞试验确定抗风参数。


3. 《建筑结构荷载规范》GB 500092012:

    第8章:风荷载与局部风压系数的计算方法。


4. 《空间网格结构技术规程》JGJ 72010:

    第7章:网架、网壳结构的挠度与稳定性验算要求。



 六、设计注意事项

1. 起拱与挠度平衡:

    起拱值 不宜超过短向跨度的1/300,且需结合实际荷载分布优化设计。

    对设有悬挂设备的结构,需严格控制 L/400 的挠度限值。


2. 施工阶段验算:

    大跨度结构需考虑 施工临时支撑体系 的稳定性,避免因施工荷载导致局部失稳。


3. 动态荷载影响:

    对风振、地震等动态荷载敏感的结构,需通过 风洞试验 或 振动分析 确定附加位移限值。


4. 特殊环境适应性:

    覆冰区:需考虑构件覆冰后的荷载变化(参考《钢结构通用规范》5.4.2)。

    强风区:需通过风洞试验验证体型系数与位移响应。


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