中国核电工程有限公司河北分公司 河北省石家庄市
摘要：在工业和民用建筑中，栈桥作为连接不同建（构）筑物的桥梁，担负着人员通行、工业功能实现的任务，如运煤栈桥、人员栈桥，本文通过人员栈桥实例进行结构分析，并为后期此类工程提供基础参考依据。
关键词：栈桥；YJK
1.工程概况
某栈桥为钢框架结构，材质Q235C，地上三层，首层为敞开结构，高度6.5m，二三层为围护结构，二层为人员通行层，高度为4m，三层为管道层，高度为4m，楼层采用压型钢板与现浇钢筋混凝土组合楼板。部分栈桥与抗震I类建筑物贴建，工程所在场地抗震设防烈度为7度（0.15g），抗震类别为丙类，设计地震分组为第二组，场地类别为I类，YJK建模分析时底部固结。
2.结构建模及截面选型
2.1结构建模
栈桥与建筑之间，及不同栈桥段之间设伸缩缝。以某段栈桥为例，根据业主和主专业要求，同时考虑栈桥与地上建（构）筑物、道路和地下管沟、基础等相互关系，进行栈桥设计与分析，栈桥柱距9m左右，根据计算和压型钢板型号要求，柱距之间通过次梁进行分区，单跨跨度为4.3m，采用YJK分析软件进行设计与分析，部分段与抗震I类建筑物贴建的栈桥需进行静力弹塑性分析，即pushover分析，模型如图3.1所示。
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图3.1 栈桥YJK模型图
2.2截面选型
框架柱截面需要两边或者三边与梁截面进行刚接，截面宜选择箱型截面或H型钢，梁截面选择H型钢HM型。底层至顶层，截面型号减小，初步选取柱截面为H600x500x16x30（首层），H500x400x12x25（二、三层），梁截面为HM440x300（一层、二层纵向），HM390x300（三层纵向，首层、二层横向），HM294x200（三层横向，一层、二层次梁），HM244x175（三层次梁）。
3.荷载类型
初步分析，栈桥根据高度和受风面积不同，对栈桥影响较大的为风荷载或地震作用，根据荷载性质和《建筑结构荷载规范》，作用在栈桥上的荷载作用主要有：
恒荷载（包括结构自重、建筑面层和管道重量等）；
活荷载（包括楼面、屋面活荷载等）；
风荷载（对于栈桥中间段，只有X或Y水平方向受力）；
地震作用（只考虑水平地震作用）等。
根据《建筑结构荷载规范》进行荷载组合。
4.计算分析
建模及荷载加载后，通过YJK计算，结构楼层受剪承载力、有效质量参与系数、最大层间位移角（X向为1/400，Y向为1/418）、最大位移比、剪重比和刚重比满足规范要求，水平地震作用下振型为（T1=1.195，T2=0.912，T3=0.758）。
对计算模型结果进行分析，满足规范要求后，对栈桥在与抗震I类建筑物贴建方向进行推覆分析，荷载形式选择规定水平力和倒三角形，进行能力/需求曲线和楼层最大响应和性能状态进行分析。
本实例选择其中一段进行建模计算分析，但现场由于厂区功能要求，栈桥路线和柱位布置有诸多限制，总体计算可以考虑以下几点：
（1）由于栈桥底部需设置汽车或人员道路实施，底部为敞开状态，对于单跨钢结构框架，底部可根据实际情况进行柱间支撑、隅撑等提高钢结构整体刚度；
（2）根据地下管沟、道路及其他建（构）筑物等设置栈桥段的长度和柱距，满足温度设缝要求，力求结构规则、简单，使结构刚心与之心接近；
（3）对于柱距较大段，建立不同模型分析比较，对设置桁架、框架进行分析比较，选择安全可靠经济的方案。
5.结论
（1）在地震作用下，栈桥最大层间位移角为1/399（纵向），1/418（横向），在风荷载作用下，栈桥最大层间位移角为1/535（横向），纵向由于无风荷载作用，最大层间位移角接近0。从风荷载或地震作用产生的最大层间位移角可知，地震作用起控制作用。
（2）与抗震I类建筑贴建的栈桥在静力弹塑性分析时，能力曲线总体处于弹性阶段，推覆最大位移发生在栈桥顶部，位移值为90mm，最大层间位移角满足限值1/50的要求，且最大位移值小于伸缩缝尺寸。
参考文献：
[1]《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）
[2]《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）
[3]《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（2016年版）
[4]陈功，静力弹塑性Pushover分析方法在高层建筑结构中的应用，西南交通大学，2008.9
【作者简介】李鸿翼，薛振晓，中国核电工程有限公司河北分公司；研究方向：核电结构设计分析