某钢结构大悬挑的设计方法和步骤

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本项目为某国际会展中心项目，其展廊有东西南北四个主出入口，建筑设计呈“蒙古包”外形，上大下小，结构悬挑长度分别达14.75m、14.45m，悬挑结构采用钢桁架，是整个结构设计的关键部位和设计难点。

设计通过合理选取抗震性能目标，采用相应加强措施，保证了整体结构的安全可靠。本文总结归纳了长悬挑结构的设计方法和步骤。

蒙古包造型最大层悬挑将近15m，常规的混凝土结构已难以实现，此类悬挑常用的就是钢桁架结构。但需结合建筑空间布置与建筑师充分沟通协调，在实现建筑造型的同时尽量减少对建筑使用功能的影响。

悬挑桁架及钢框柱是悬挑钢结构部分的关键构件。钢框梁与斜撑形成跨层的巨型空间钢桁架，支撑起建筑设计“蒙古包”的外形。

结构设计步骤及注意事项如下：

(1) 提高钢桁架及钢框柱等关键构件的抗震等级 ，本工程按抗震等级三级设计；

(2) 计算并考虑竖向地震作用的影响 ，提高悬挑结构的安全储备；

(3)支撑钢结构的钢框柱改为 钢管混凝土柱 ，严格控制轴压比，使其在大震作用下具有较大的安全储备和延性；

(4) 考虑悬挑桁架施工顺序 的影响，计算时将地上1~3层按同一施工次序进行计算；

(5)为保证结构整体性和变形协调能力，内力计算时 考虑楼板平面内变形 ，将首层、二层以及三层顶板设置为弹性膜，进行地震作用下楼板应力分析。钢结构部分及与其相邻混凝土结构部分楼板板厚均不小于120mm，配筋双层双向拉通，配筋率不小于0.25%；对楼板开洞采取加强措施。

(6) 按零板厚验算施工阶段 （楼板尚未形成刚度时） 钢梁的整体稳定性 ；

(7)忽略钢结构楼板的作用， 按“零板厚”模型验算钢框梁及斜撑的抗震性能 ，确保楼板在大震下开裂、刚度退化后，钢桁架仍具有承担竖向荷载、传递水平荷载以及协调结构整体变形的能力；

(8) 悬挑结构 根部承受竖向荷载的梁 不应 进行梁端负弯矩的 调幅 。

(9) 进行舒适度验算 ，保证正常使用条件下悬挑结构的舒适度。

(10)对钢结构进行 耐火验算 及防火保护设计。

(11)整体结构中对应钢结构的另一端适当布置剪力墙，墙厚按300mm设计，配筋率不小于0.25%，保证整个结构的稳定及安全。