一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法技术

本发明专利技术涉及大跨度结构技术领域，尤其是涉及一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法。本发明专利技术提出的采用支座分批安装、分批受力的长短跨组合的大跨度结构设计方法，通过让远端支座先安装先受力，有效消除了远端支座的拔力，大幅降低了支座设计难度，同时也使近端支座的压力大幅减小，保证了所有支座均处于受压状态，保证了结构安全；由于近端支座压力的大幅减小，对应下部支承结构的截面尺寸也显著减小，取得很好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法
本专利技术涉及大跨度结构
，尤其是涉及一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法。
技术介绍
大跨度结构一般通过支座支承在下部支承结构上。常见的大跨度结构可以为桁架、网架、网壳等形式；支座常采用可以空间转动的球铰支座；下部支承结构可以为基础、柱子、剪力墙等。目前，结构施工一般是按照“下部支承结构→支座→大跨度结构”自下而上的顺序。大跨度结构的常规设计方法是在计算模型模中，对支座一次激活，结构自重及附加恒载也是作为恒载工况一次加载在大跨度结构上上，根据不同工况下的结构内力组合值进行结构设计。大跨度结构形式繁多，如图1所示的长短跨组合的大跨度结构也是一种常见形式，但是采用常规设计方法设计的长短跨组合的大跨度结构存在以下问题：1)、由于大跨度结构的长跨跨度L2大于短跨的跨度L1和L3，桁架的远端支座(第一支座1和第三支座3)受拔，但承受拔力的第一支座1和第三支座3构造复杂、设计困难。同时由于远端支座拔力的存在，造成近端第二支座2和第四支座4的压力较大，进而下部支承结构截面较大。2)、由于大跨度结构长度大，温度效应明显。当下部支承结构的水平刚度较大时，此时如仍采用普通的球铰支座，会导致支座(第一支座1、第二支座2、第三支座3和第四支座4)温度工况下水平推力大、大跨度结构的温度内力大、支承结构的底部弯矩大，造成大跨度结构、支座及下部支承结构等内力大、截面大，经济指标差。公开于该
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部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
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的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法，以解决现有技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法，其包括：在下部支承结构完成后，先安装远端支座，再安装大跨度结构的短跨和长跨，让远端支座先受力，在大跨度结构的短跨和长跨卸载完成之后，再安装近端支座，让近端支座后受力。作为一种进一步的技术方案，所述大跨度结构设计包括如下步骤：S1、建立结构模型一包括大跨度结构的短跨、大跨度结构的长跨、远端支座和下部支承结构；竖向施加恒载Q1；此时因恒载Q1产生的远端支座反力为R1、大跨度结构及下部支承结构内力为F1、大跨度结构的变形为U1；S2、建立结构模型二包括大跨度结构的短跨、大跨度结构的长跨、远端支座、近端支座和下部支承结构；竖向施加恒载Q2；此时因恒载Q2产生的远端支座反力为R2、大跨度结构及下部支承结构内力为F2、大跨度结构的变形为U2；S3、建立结构模型三包括大跨度结构的短跨、大跨度结构的长跨、远端支座、近端支座和下部支承结构；施加除恒载以外的其他荷载Qi；此时因恒载Qi产生的远端支座反力为Ri、大跨度结构及下部支承结构内力为Fi、大跨度结构的变形为Ui；S4、结构模型一、结构模型二和结构模型三的内力组合将远端支座反力R1、R2和Ri进行标准组合，若∑(R1+R2+Ri)＞0，则表示远端支座的拨力已消除；将大跨度结构和下部支承结构承受的内力F1、F2、Fi进行组合，采用组合后的内力∑(F1+F2+Fi)对结构进行承载力设计，其中F1+F2作为恒载下内力值；将不同支座安装阶段不同荷载工况下的大跨度结构变形U1、U1、Ui进行组合，根据组合后的变形∑(U1+U1+Ui)复核结构刚度，其中U1+U2作为恒载下变形值。作为一种进一步的技术方案，所述恒载Q1包括：大跨度结构自重，或者大跨度结构自重和楼板自重之和。作为一种进一步的技术方案，所述恒载Q2包括除去恒载Q1的恒载。作为一种进一步的技术方案，所述荷载Qi包括：活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用、温度荷载。作为一种进一步的技术方案，所述远端支座包括：第一支座和第三支座；所述近端支座包括：第二支座和第四支座；所述第一支座、第二支座、第三支座和第四支座分别采用水平刚度有限的支座以减小大跨度桁架的温度效应。作为一种进一步的技术方案，所述水平刚度有限的支座包括：橡胶支座、摩擦摆支座和弹簧支座之间的任意一种。作为一种进一步的技术方案，所述第一支座、第二支座、第三支座和第四支座分别安装阻尼器以提高结构抗震性能。作为一种进一步的技术方案，所述阻尼器包括：速度型阻尼器或者位移型阻尼器。采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：1)、本专利技术对支座采用分阶段安装、分批受力的方式，消除大跨度结构远端支座在竖向荷载下存在的拔力。2)、本专利技术由于支座分批安装、分批受力，形成不同边界条件、不同荷载工况的多个结构模型，提取不同模型的结构内力进行组合，根据组合后的内力对支座、下部支承结构和大跨度结构进行承载力设计，根据组合后的变形对刚度进行校核。3)、本专利技术对于结构施工过程，要求在支承结构完成后，先安装大跨度结构的远端支座，随后安装大跨度结构，让远端支座先受力，在大跨度结构卸载完成之后，再安装近端支座。4)、本专利技术对于温度效应明显的长短跨组合的大跨度结构，可采用水平刚度有限的支座(如橡胶支座、摩擦摆支座等隔震支座，或弹簧支座等)，减小大跨度桁架的温度效应，同时在支座处设置速度型阻尼器(粘滞阻尼器或电涡流阻尼器)或者位移型阻尼器，增加结构耗能能力，提高结构的抗震性能。5)、本专利技术原理清晰、传力明确、解决了长短跨桁架引起的远端支座受拔的设计难题，适用范围广6)、本专利技术可应用于采用支座分批安装、分批受力的长短跨组合的大跨度结构。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的结构模型一的示意图，其中，远端支座安装，施加恒载Q1；图2为本专利技术实施例提供的结构模型二的示意图，其中，近端支座安装，施加恒载Q2；图3为本专利技术实施例提供的结构模型三的示意图，其中，施加其他荷载Qi；图4为本专利技术实施例提供的未采用阻尼器的长短跨结构的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的采用阻尼器的长短跨结构的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的长短跨组合的大跨度结构设计流程图。图标：1-第一支座；2-第二支座；3-第三支座；4-第四支座；5-长跨；6-阻尼器；7-第一支座下部支承结构；8-第二支座下部支承结构；9-第三支座下部支承结构；10-第四支座下部支承结构；11-短跨。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法，其特征在于，包括：/n在下部支承结构完成后，先安装远端支座，再安装大跨度结构的短跨和长跨，让远端支座先受力，在大跨度结构的短跨和长跨卸载完成之后，再安装近端支座，让近端支座后受力。/n

【技术特征摘要】
1.一种长短跨组合的大跨度结构的设计方法，其特征在于，包括：
在下部支承结构完成后，先安装远端支座，再安装大跨度结构的短跨和长跨，让远端支座先受力，在大跨度结构的短跨和长跨卸载完成之后，再安装近端支座，让近端支座后受力。


2.根据权利要求1所述的长短跨组合的大跨度结构的设计方法，其特征在于，所述大跨度结构的设计包括如下步骤：
S1、建立结构模型一
包括大跨度结构的短跨、大跨度结构的长跨、远端支座和下部支承结构；竖向施加恒载Q1；此时因恒载Q1产生的远端支座反力为R1、大跨度结构及下部支承结构内力为F1、大跨度结构的变形为U1；
S2、建立结构模型二
包括大跨度结构的短跨、大跨度结构的长跨、远端支座、近端支座和下部支承结构；竖向施加恒载Q2；此时因恒载Q2产生的远端支座反力为R2、大跨度结构及下部支承结构内力为F2、大跨度结构的变形为U2；
S3、建立结构模型三
包括大跨度结构的短跨、大跨度结构的长跨、远端支座、近端支座和下部支承结构；施加除恒载以外的其他荷载Qi；此时因恒载Qi产生的远端支座反力为Ri、大跨度结构及下部支承结构内力为Fi、大跨度结构的变形为Ui；
S4、结构模型一、结构模型二和结构模型三的内力组合
将远端支座反力R1、R2和Ri进行标准组合，若∑(R1+R2+Ri)＞0，则表示远端支座的拨力已消除；
将大跨度结构和下部支承结构承受的内力F1、F2、Fi进行组合，采用设计组合后的内力∑(F1+F2+Fi)对结构进行承载力设计，其中F1+F2作为恒载下...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠义，周忠发，王哲，秦凯，王毅，梁宸宇，张琳，孙桐海，闫晓京，唐艺峤，
申请(专利权)人：北京市建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11