门式刚架钢结构（大跨度索支承实腹式）实例分析

为分析索支撑实腹式门式刚架的受力性能，在此就跨度、檐口高度、柱距、屋面坡度1：20的某粮食仓库采用索支撑门式刚架进行了计算。

考虑到撑竿在施加预应力过程中伸长量很大，计算时应考虑大变形。本文采用几何非线性方法进行计算，以一榀刚架为单元，按平面结构处理。
施工过程中刚架的实际受荷过程分三个阶段：
第一阶段——刚架在现场拼装完成后，此时刚架只承受自重。
第二阶段——刚架拼装后，安装钢拉索和撑竿，然后旋撑竿施加预应力，此时刚架同时承受自重和预应力。
第三阶段——刚架在正常使用阶段承受全部使用荷载。
因此，刚架受力性能分析计算按照以上三个阶段进行。
　　刚架在正常使用阶段的荷载最不利组合考虑以下几种计算工况：
　　（1）1. 2恒荷载+1.4活荷载
　　（2）1.0恒荷载+1.4风荷载(向右)
　　（3）1.2恒荷载+1.4风荷载（向右）
　　（4）1.2恒荷载+1.4×0.85（活荷载+风荷载(向右)）

通过仔细分析数据和不同阶段刚架内力变化图可以看出，施加了预应力后的梁柱节点弯矩由自重作用下的-503.67KNm增至217.03KNm，梁跨中弯矩由313.78KNm减至-365.96KNm。此时刚架梁柱的内（应）力几乎与竖向荷载作用下的内（应）力反号，预应力对刚架起到了很好的卸载作用，而且刚架梁柱的应力均不大。刚架承受外荷载作用时，虽然2、3两种荷载组合作用下由于风荷载对屋盖向上的吸力作用，刚架的内力在施加预应力后的内力基础上略有增加，但结果表明这两种工况引起的最终内力都不起控制作用。在竖向荷载作用下，刚架梁柱节点和跨中内力分别由第二阶段的217.03KNm和-365.96KNm逐渐变到-1273.12KNm和116.05KNm。

施加预应力后刚架梁的跨中挠度由自重作用下的（向下）变为（向上），柱顶侧移由（向外）变为（向内）。