钢框架结构中次梁布置分析

0 引言

装配式建筑是住房城乡建设领域建造方式转型的重要载体，是建造方式的重大变革，是全面提升住房质量和品质的路径之一，是促进住建领域绿色低碳发展的路径之。装配式建筑发展至今历经了建筑工业化、住宅产业化、建筑产业现代化、装配式建筑、业 ”规划提出“装配式建筑面积占新建建筑面积比例达15%”的发展目标[2]，四五”规划提出“装配式建筑新建建筑的比例达到 30% 以上”的发展目标，并将“大力发展装配式建筑”作为主要任务之 [3]。钢结构以其生产速度快、工业化程度高、装配率高、施工速度快、绿色低碳环保等优势，成为装配式建筑发展的重要方向之一[4-5]。

本文将在钢框架结构中的不同荷载工况下进行单、双道次梁布置，对比单、双道次梁截面差异，统计分析单、双道次梁布置用钢量。

1 功能布局

医院建筑作为特殊建筑的一种，具有专业、多样及复杂等特性。框架结构、框架-剪力墙结构是医院建筑中常用的结构形式，综合考虑地下车库的适用经济、地上房间的合理布置以及工程造价的有效控制，常用柱网尺寸有 8.1m×8.1m 、 7.2m×7.2m 、。

医院建筑二层及以上楼层常设功能房间有：病房、办公室、值班室，病房活动室、集中输液区、检查室、治疗室、换药室、抢救室，试验室、阅览室、门诊室、会议室、示教室、等候区、分诊区，浴室、卫生间、盥洗室、更衣间，库房、储藏室、气瓶间，通风机房、电梯机房，密集书库等。

2 模型工况

钢结构设计中，钢框架梁与钢框架柱之间采用刚性连接，钢次梁与钢主梁之间采用铰接连接。考虑在不同柱网、不同功能房间中，分别采用单、双道次梁布置方案。计算模型如图1 所示，柱网及房间荷载如表 1 所示。

采用YJK6.0.0 进行计算分析，其中钢梁、钢柱采用Q355，楼板混凝土强度C30、钢筋采用HRB400。考虑次梁按组合梁设计，并控制组合梁跨中弯矩设计值与受弯承载力的比值R2 范围为 0.57～0.59。结合医疗建筑管线布置特征及单、双向楼板设计要求，取楼板厚度为120mm。

3 计算结果

通过计算分析得出不同荷载工况下单、双道次梁布置的次梁截面面积及面积差如图 2 所示。

由图2 可以看出，由单道次梁调整为双道次梁布置， 8.1m×8.1m 、 7.2m×7.2m 、 6.6m×6.6m 柱网单根次梁截面减小面积范围分别为 13%～31% 、 14%-26% 、 11%～20% ；活荷载≤3. 0kN/m² 、 6.0kN/m² 、 8.0kN/m² 、 12.0kN/m² 单根次梁截面减小面积范围分别为 11%～17% 14%～28% 、 18%-26% 、18% 31% ；8 ∴1m×8.1m 、 7.2m×7.2m 、6.6m×6.6m 柱网总次梁截面增加面积范围 39%～73% 、49 %～71% 、 60%～77% ；活荷载≤3. 0kN/m² 、6.0 kN/m2、8.0kN/m² 、 12.0kN/m² 总次梁截范围分别为 66%～77% 、 44%～71% 、49% 63% 、 39%～63% 。因此，相同楼板厚度情况下，跨度、荷载越大，采用双道次梁布置较单道次梁所增加的梁截面越少。