【摘要】与传统平面设计方法相比，综合考虑了各杆件间的变形协调关系，力学概念更加明确，桁架支座假设与实际做法相符，避免构件设计偏保守。本工程于2008年3月完成了施工图设计，当年8月施工完成并投入使用，至今已安全使用5年。 1.工程概况
某化工企业新建电石生产装置，其中原料输送系统工段有一条跨越冷破厂房输煤栈桥，栈桥离地高度为10.7m～28.6m，倾斜角度12度，栈桥单跨最大跨度为43.4m。
工程建设地点为非抗震区，基本风压0.4 KN/m ，极限最低气温-35℃，极限最高气温28℃，年平均气温-2.2℃。栈桥结构形式为空间钢桁架，主桁架为平行弦式桁架，兼作围护结构骨架，设置上、下弦水平支撑和上弦横梁以保证桁架的空间稳定、增强空间刚度、减小弦杆平面外计算长度。以43.4M跨（③～④轴间）桁架为例，结构立面、平面布置详下图一，钢材等级为Q345-E， 各杆件截面分别为：上、下弦杆双槽钢40a、最大端立杆为双槽钢25a、最大斜腹杆双槽钢16a，桁架高度3.5m，最大节间距2.2m。 2.问题的提出
热胀冷缩是自然界中一种客观存在的现象，当结构温度改变时，结构各杆件将随温度的升高或降低而产生膨胀或收缩变形，由于各杆
件间的相互约束还会产生应力，称为温度变形和温度应力。3.栈桥结构计算及分析
本工程结构力学模型计算采用SAP2000通用结构分析与设计软件，模型中各杆件结点处，用刚性节点来模拟节点板的约束作用，材料属性定义同前述。恒载包括栈桥桁架、支撑、楼板、围护等自重；活载包括皮带输送设备、楼层检修荷载、施工荷载等；顺风风载取值0.4K N/mm2；栈桥桥面采用钢板楼面，活荷载标准值为3.0K N/mm2；栈桥屋面为压型钢板屋面，活荷载标准值为0.5K N/mm2。 温度作用一般分为季节温差作用、骤然降温温差作用和日照温差作用，本设计于2008年完成，当时《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001（2006年版）对温度作用取值及荷载效应组合无明确规定。设计时考虑到本工程为完全暴露在室外的钢结构，其温度作用为结构使用过程中极限最高（低）气温与合拢温度的差值。当地施工期为每年5月～10月，综合考虑施工期内月平均气温及各月最高（低）气温，合拢温度确定为10℃～20℃间可保证施工的可行性，温度作用标准值为：结构最大温升Δt=35℃、最大温降Δt=15℃，取Δt=35℃的温差变化值进行计算。活载、温度作用组合值系数分别取0.7和0.6，这与《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定相符。分析表1各工况组合值可以得出，大跨钢桁架设计时应将温度荷载作为可变控制荷载进行组合，桁架杆件设计值取自组合工况2，杆件截面设计时考虑节点间次
应力影响、受拉杆件疲劳验算和施工吊装工况，按轴心受拉、受压构件进行截面设计。
空间桁架模型支座定义为简支，节点1、2处支座约束Y、Z方向线位移，节点3、4处支座约束X、Y、Z方向线位移，图二为SAP2000计算在温度作用下支座位移值，节点1、2水平位移约18.6 mm，节点3、4位移0mm。计算值与支座假定相符，说明温度作用下空间桁架各杆发生拉伸（收缩）变形，会导致支座产生位移。 4.减小温度作用对栈桥整体结构影响的方法
温度作用下，桁架支座将产生位移，如果支座位移得不到释放，将带动其下栈桥柱柱顶随其移动，导致柱底弯矩值大幅度增加。本工程在设计时考虑采用“放”的连接做法，即释放在温度作用下产生的支座位移，以避免增加柱底弯矩，这种做法与计算模型中支座假定一致。
桁架支座支承于栈桥柱连接牛腿一侧，牛腿上设置一个棍轴盒与牛腿四周围焊，棍轴盒内放置棍轴及润滑油，桁架支座置于盒内棍轴上， 此做法有效的释放了桁架支座沿纵向（X方向）位移；在桁架支座节点板上设长圆孔，用高强螺栓与栈桥柱一侧连接，以达到限制桁架支座沿横向（Y方向）位移，但可沿X向移动的目的，具体做法详图三。图四为棍轴大样图，棍轴为工厂机械加工，保证加工精度，确保桁架支座能随其滑动。该节点通过棍轴和长圆孔的应用，能达到
“放”的目的，棍轴盒和长圆孔沿X向的长度按支座位移计算值确定。结 语
目前，针对钢结构温度作用的研究较少，规范中温度作用的计算方法规定不具体，设计时考虑结构的温度作用效应是以结构受到约束（合拢）时的温度为起点的，所以在合拢安装时，应选择合适的施工温度，如选择阴天或正午之前，温度变化相对均匀的时段，以减小温度作用效应，提高结构安全储备。对于天气变化引起的骤然降温温差或日照温差产生的效应，可采用保温隔热墙板、围护结构涂刷浅亮色外墙漆等方法来减小影响。
采用Sap2000进行空间计算分析，与传统平面设计方法相比，综合考虑了各杆件间的变形协调关系，力学概念更加明确，桁架支座假设与实际做法相符，避免构件设计偏保守。本工程于2008年3月完成了施工图设计，当年8月施工完成并投入使用，至今已安全使用5年。 参考文献
[1]GB 50011-2012， 建筑结构荷载规范，中国建筑工业出版社 [2]北京金土木软件技术有限公司等《SAP2000中文版使用指南》，人民交通出版社，2006.09
[3]马卫华，钢桁架温度应力研究，唐山学院学报，2011年05月
[4]益德清，建筑结构在温度作用下的计算，工程力学，1988年2 月
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