大型网架结构设计的分析

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1、大型网架结构设计的分析-结构综合资料引言  近些年来,伴随着我国经济的飞速发展,大跨度网架结构在建筑工程中的运用日益广泛。空间结构具有受力合理、总量轻、造价低以及形式活泼新颖、能够突出人类艺术创造力等优点,能够充分利用不同材料的特性,以适应各种变化的建筑造型的需要。但空间结构具有三维结构形体,在荷载作用下为三向受力,结构成形和受力分析都极为复杂。近年来,计算机的普及使得大跨度空间结构以异乎寻常的速度发展起来,对现代建筑产生了重大的影响。  为满足现代社会生活和居住环境的需要,人们需要更大的覆盖空间,如大型会场、体育馆、飞

2、机库、展览馆和候车室等。这些建筑物的跨度要求越来越大,几十米甚至更大,满足这种大跨度要求的屋盖体系只能是空间结构,因而空间结构成为一种备受关注的结构形式。  一大型网架结构设计的分析-结构综合资料引言  近些年来,伴随着我国经济的飞速发展,大跨度网架结构在建筑工程中的运用日益广泛。空间结构具有受力合理、总量轻、造价低以及形式活泼新颖、能够突出人类艺术创造力等优点,能够充分利用不同材料的特性,以适应各种变化的建筑造型的需要。但空间结构具有三维结构形体,在荷载作用下为三向受力,结构成形和受力分析都极为复杂。近年来,计算机的普

3、及使得大跨度空间结构以异乎寻常的速度发展起来,对现代建筑产生了重大的影响。  为满足现代社会生活和居住环境的需要,人们需要更大的覆盖空间,如大型会场、体育馆、飞机库、展览馆和候车室等。这些建筑物的跨度要求越来越大,几十米甚至更大,满足这种大跨度要求的屋盖体系只能是空间结构,因而空间结构成为一种备受关注的结构形式。  一网架结构的特点  网架结构最大的优势体现在大中跨度的屋盖结构,这时采用网架比采用门式刚架及钢屋架更经济合理。  网架结构最大的特点是由于杆件之间互相支撑作用,刚度大,整体陛好,抗震能力强,而且能够承受由于地

4、基不均匀沉降所带来的不利影响;即使在个别杆件受到损伤的情况下,也能自动调节杆件内力,保持结构的安全。  网架结构的适应性大,既适用于中小跨度的建筑,也适用于大跨度的房屋,而且从建筑平面形式来说,网架结构也可以适应于各种平面形式的建筑:如矩形,圆形,扇形及各种多边形的平面建筑形式。  网架结构取材方便,一般多采用Q235钢或16Mn钢,杆件截面形式多采用钢管或型钢(型钢以角钢为主),并且可以用小规格的杆件截面建造大跨度的建筑。另外,网架结构由于它的杆件规格划一,适宜工厂化生产,为加速工程进度提供了有利条件和保证。  网架结

5、构可用通用的计算程序进行分析,制图简便,加上网架本身所具有的特点和优越性,给网架结构的发展提供了有利的条件。  二、网架结构的形式  常用的网架结构形式有:  1、由平面析架系组成的两向正交正放网架、两向正交斜放网架镢向斜交斜放网架)三向网架;  2、由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、星型四角锥网架、棋盘形四角锥网架;  3、由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架。各种形式的网架结构的组成方式、几何特征、刚度特征、受力特征及施工特点。  网架结构的选型  网架的网格

6、单元分为三大类:  1)交叉桁架体系:常见有两向正交正放、两向正交斜放、两向斜交斜放、三向、单向折线形。  2)四角锥体系:常见有正放四角锥、正放抽空四角锥、棋盘形四角锥、斜放四角锥、星形四角锥。  3)三角锥体系:常见有三角锥、抽空三角锥、蜂窝形三角锥。网架的支承情况一般有周边支承、点支承、三边或两边支承等形式。  网架的选型主要根据工程平面形状、尺寸、屋面荷载及构造以及材料供应情况等综合分析确定。表1给出了各种支撑情况及平面形状下适宜的网架类型。  三网架结构设计分析  1、网格尺寸及网架高度的确定  衡量一个网架几

7、何尺寸的优劣,其主要指标:一是网架的内力是否均匀,二是网架的用钢量在同样跨度及荷载下是否最省。一般网架设计时,建筑方案已定,这样,直接影响网架设计优劣的因素,主要是网格尺寸的大小和网架高度两个指标。  网架高度直接影响杆件内力大小,特别是上、下弦杆。当网架高度变大时,上下弦杆内力明显减小,部分腹杆内力也有所减少。网架高度与网架的跨度、荷载大小、节点形式、平面形状、支承情况及起拱等因素有关。  2、网架结构构造  网架结构的构造包括屋面排水坡度,多点支承网架的柱帽设计,再分式腹杆设计,网架的起拱度等。网架结构跨度大,屋面排

8、水坡度应予以重视。通常有在上弦节点上加小立柱找坡、网架变高度找坡及整个网架起坡三种起坡形式。多点支承网架一般受力最大的是柱帽部分,设计施工时,应注意柱帽的处理。  3、网架结构计算方法  (1)计算中对称性的利用  空间网架结构为高次超静定体系,但其节点位移和杆件内力都是由最终的荷载状态控制。如果结构体系及所承受的荷

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1、大型网架结构设计的分析-结构综合资料引言  近些年来,伴随着我国经济的飞速发展,大跨度网架结构在建筑工程中的运用日益广泛。空间结构具有受力合理、总量轻、造价低以及形式活泼新颖、能够突出人类艺术创造力等优点,能够充分利用不同材料的特性,以适应各种变化的建筑造型的需要。但空间结构具有三维结构形体,在荷载作用下为三向受力,结构成形和受力分析都极为复杂。近年来,计算机的普及使得大跨度空间结构以异乎寻常的速度发展起来,对现代建筑产生了重大的影响。  为满足现代社会生活和居住环境的需要,人们需要更大的覆盖空间,如大型会场、体育馆、飞

2、机库、展览馆和候车室等。这些建筑物的跨度要求越来越大,几十米甚至更大,满足这种大跨度要求的屋盖体系只能是空间结构,因而空间结构成为一种备受关注的结构形式。  一大型网架结构设计的分析-结构综合资料引言  近些年来,伴随着我国经济的飞速发展,大跨度网架结构在建筑工程中的运用日益广泛。空间结构具有受力合理、总量轻、造价低以及形式活泼新颖、能够突出人类艺术创造力等优点,能够充分利用不同材料的特性,以适应各种变化的建筑造型的需要。但空间结构具有三维结构形体,在荷载作用下为三向受力,结构成形和受力分析都极为复杂。近年来,计算机的普

3、及使得大跨度空间结构以异乎寻常的速度发展起来,对现代建筑产生了重大的影响。  为满足现代社会生活和居住环境的需要,人们需要更大的覆盖空间,如大型会场、体育馆、飞机库、展览馆和候车室等。这些建筑物的跨度要求越来越大,几十米甚至更大,满足这种大跨度要求的屋盖体系只能是空间结构,因而空间结构成为一种备受关注的结构形式。  一网架结构的特点  网架结构最大的优势体现在大中跨度的屋盖结构,这时采用网架比采用门式刚架及钢屋架更经济合理。  网架结构最大的特点是由于杆件之间互相支撑作用,刚度大,整体陛好,抗震能力强,而且能够承受由于地

4、基不均匀沉降所带来的不利影响;即使在个别杆件受到损伤的情况下,也能自动调节杆件内力,保持结构的安全。  网架结构的适应性大,既适用于中小跨度的建筑,也适用于大跨度的房屋,而且从建筑平面形式来说,网架结构也可以适应于各种平面形式的建筑:如矩形,圆形,扇形及各种多边形的平面建筑形式。  网架结构取材方便,一般多采用Q235钢或16Mn钢,杆件截面形式多采用钢管或型钢(型钢以角钢为主),并且可以用小规格的杆件截面建造大跨度的建筑。另外,网架结构由于它的杆件规格划一,适宜工厂化生产,为加速工程进度提供了有利条件和保证。  网架结

5、构可用通用的计算程序进行分析,制图简便,加上网架本身所具有的特点和优越性,给网架结构的发展提供了有利的条件。  二、网架结构的形式  常用的网架结构形式有:  1、由平面析架系组成的两向正交正放网架、两向正交斜放网架镢向斜交斜放网架)三向网架;  2、由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、星型四角锥网架、棋盘形四角锥网架;  3、由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架。各种形式的网架结构的组成方式、几何特征、刚度特征、受力特征及施工特点。  网架结构的选型  网架的网格

6、单元分为三大类:  1)交叉桁架体系:常见有两向正交正放、两向正交斜放、两向斜交斜放、三向、单向折线形。  2)四角锥体系:常见有正放四角锥、正放抽空四角锥、棋盘形四角锥、斜放四角锥、星形四角锥。  3)三角锥体系:常见有三角锥、抽空三角锥、蜂窝形三角锥。网架的支承情况一般有周边支承、点支承、三边或两边支承等形式。  网架的选型主要根据工程平面形状、尺寸、屋面荷载及构造以及材料供应情况等综合分析确定。表1给出了各种支撑情况及平面形状下适宜的网架类型。  三网架结构设计分析  1、网格尺寸及网架高度的确定  衡量一个网架几

7、何尺寸的优劣,其主要指标:一是网架的内力是否均匀,二是网架的用钢量在同样跨度及荷载下是否最省。一般网架设计时,建筑方案已定,这样,直接影响网架设计优劣的因素,主要是网格尺寸的大小和网架高度两个指标。  网架高度直接影响杆件内力大小,特别是上、下弦杆。当网架高度变大时,上下弦杆内力明显减小,部分腹杆内力也有所减少。网架高度与网架的跨度、荷载大小、节点形式、平面形状、支承情况及起拱等因素有关。  2、网架结构构造  网架结构的构造包括屋面排水坡度,多点支承网架的柱帽设计,再分式腹杆设计,网架的起拱度等。网架结构跨度大,屋面排

8、水坡度应予以重视。通常有在上弦节点上加小立柱找坡、网架变高度找坡及整个网架起坡三种起坡形式。多点支承网架一般受力最大的是柱帽部分,设计施工时,应注意柱帽的处理。  3、网架结构计算方法  (1)计算中对称性的利用  空间网架结构为高次超静定体系,但其节点位移和杆件内力都是由最终的荷载状态控制。如果结构体系及所承受的荷

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