网架结构优化设计解析

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1、近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式网架结构优化设计解析　　[摘要]网架结构是一种高次超静定结构，在大型展馆、体育场馆、会议室、高铁站、机场等工业商业建筑上有广泛的应用[1]，本文结合网架结构的性能特点和力学特点，分析了网架结构优化设计的思路和措施，供同行研究参考。[关键词]网架结构设计构件受力　　网架结构是若干杆件组成的网架基本单元通过铰接形成的空间多次超静定结构。连接网架基本单元的结构叫做网架节点，根据其方式不同，通常分为焊接球节点、螺栓球节点以及钢板节点等。我国自1964年建成第一个平板网

2、架建筑―上海师范大学球类房以来，网架结构已经广泛应用于各类建筑[2]。　　一、网架结构的特点　　网架结构的功能性特点　　本文所谓的功能性特点，指的是网架结构在使用功能、经济性能、美观功能和社会效益等方面区别于其他建筑结构形式的明显特征。这些特征主要包括经济合理、节能环保、大方美观、结构灵活等。目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　网架结构由于其都是模块化组装，施工周期较短、耗材

3、相对较少，在人工、材料等方面相比框架结构、框架剪力墙结构等传统的建筑结构形式具有明显的经济合理性；另一方面，网架结构建筑由于易拆易建，适应于临时性场馆、展馆建筑，加之其减少了混凝土、砌块、砂石等材料的使用，使用材料和施工方式对环境污染较少，更有利于节能减排；再者网架结构由于是模块化组装，结构灵活、外形大方美观，在最近几年的高铁站建设上就有着明显的体现。　　网架结构的力学特点　　如前文所述，网架结构属于高次超静定结构，其受力特点自然符合高次超静定结构的力学规律。网架结构的力学特点主要包括如下几个方面：　　1.整体刚度大，不易变形，抗震性能好　　由于高次超静定结构对于形变的约束往往由两个

4、以上的作用力，因此增大了其整体刚度，从而增加了抗震性能[3]。　　2.结构对单个杆件的依赖力较弱　　如果是静定结构，一个杆件的破坏可能导致整个结构发生形变和破坏，而超静定结构则不然，一个杆的破坏只会改变受力传导方式，而由别的杆件受力从而保持结构的稳定。网架结构的这个力学特征是保证其稳定性的重要因素。　　3.受力方式复杂目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　一是网架结构的受力体系

5、复杂，一个杆件有可能在不同的时间段或者不同的荷载作用下承担不同方向的受力，即起到受压和受拉的双重作用。二是网架结构可变荷载的存在，导致了其受力的复杂性，如网架结构建筑，在风荷载、雪荷载等可变荷载的作用下，内部杆件的受力方式会发生改变，这种改变往往是动态的、偶然的，不易预测的。　　二、网架结构优化设计思路与措施　　传统的网架结构设计方法一般是根据网架的布置形式、杆件接点的材料与规格、荷载分布情况等进行建立力学模型验算其承载力，得出可行或不可行的结论。基于网架结构的上述特点，在网架结构设计过程中，用严谨、科学、创新的设计理念，对网架结构进行设计优化。　　多维度极限设计思想进行构件选型　　

6、多维度极限设计，指的是在设计过程中，假设多种不利因素均达到极限状态[4]，如：风荷载、雪荷载、构件的疲劳老化等。然后在这种极限状态的作用下，倒推计算网架结构构件的承载力，并依此作为构件选择的依据。在这种思想下，构件的承载力是极限状态下各种作用力的函数；同时构建的构件的规格、材质等又是构件极限状态承载力的函数；通过两次数学计算，即完成了对构件的选型。　　Y=f　　X=f　　上式中：　　代表极限状态下的构件承载力；xi代表各种极限状态下的作用力；X和zi代表杆件的相关参数；在公式中，Y就成了常量，公式就是通过构件的既定参数确定未知参数的过程。目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采

7、购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　上述优化过程是多层次的，要根据受力传导体系进行分层、分单元计算，通过计算机建模、软件开发等手段实现精准测算；雪荷载、风荷载、地震荷载的确定要查阅当地历史资料，根据标准规范和实际需求采用合理的历史最大值数据。　　将单位自重承载力系数作为网架结构优化指标　　本文