解析大跨屋架結(jié)構(gòu)

《解析大跨屋架結(jié)構(gòu)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、解析大跨屋架結(jié)構(gòu)-結(jié)構(gòu)理論一、結(jié)構(gòu)形式大跨結(jié)構(gòu)按照幾何形狀、組合方式、結(jié)構(gòu)材料及受力特點的不同可分為平面結(jié)構(gòu)體系和空間結(jié)構(gòu)體系兩大類。平面結(jié)構(gòu)體系：梁式結(jié)構(gòu)（平面桁架、空間桁架），平面剛架和拱式結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)體系：平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，大部分懸索結(jié)構(gòu)，斜拉結(jié)構(gòu)，張拉結(jié)構(gòu)等二、網(wǎng)架的形式網(wǎng)架按照弦桿的層數(shù)可分為雙層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架。三層鋼架增加網(wǎng)架高度，減少弦桿內(nèi)力、減小網(wǎng)架尺寸和腹桿長度，當網(wǎng)架跨度較大時三層網(wǎng)架用鋼量減少，但桿件和節(jié)點的增加，比較復(fù)雜。1網(wǎng)架為一空間鉸接桿系結(jié)構(gòu)，桿件布置必須保證

2、不出現(xiàn)結(jié)合可變性。得滿足以下條件：w=3j-m-r≦02雙層網(wǎng)架的常用形式：2.1、平面桁架系網(wǎng)架：上下弦桿完全對應(yīng)并與腹桿位于同一豎向平面內(nèi)，豎向受壓，斜桿受拉。（兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、三向網(wǎng)架）2.2、四角錐體系網(wǎng)架：由若干倒置的四角錐按照一定規(guī)律組成。（正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、棋盤型四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、星形四角錐網(wǎng)架）2.3、三角錐體系網(wǎng)架：基本單元是錐底為正三角形的倒置三角錐。（三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架、蜂窩型三角錐網(wǎng)架）3網(wǎng)架的選型：網(wǎng)架的選型應(yīng)結(jié)合工

3、程的平面形狀、建筑要求、荷載和跨度的大小、支撐情況和造價等因素綜合分析確定。按照《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》（JGJ7-91）的劃分：大跨度為60m以上；中跨度為30-60m；小跨度30m以下。3.1網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支承：網(wǎng)架的支承方式有周邊支承、點支承、周邊支承與點支承結(jié)合，兩邊和三邊支承等3.2網(wǎng)架高度及網(wǎng)格尺寸：網(wǎng)架的高度與屋面荷載、跨度、平面形狀、支承條件及設(shè)備管道等因素有關(guān)。3.3網(wǎng)架的擾度要求及屋面排水坡度：允許擾度不得超過下列數(shù)值，用作屋蓋-L2/250；用作樓面-L2/300.L2為網(wǎng)架的

4、短向跨度。屋面排水一般為3%-5%。三、網(wǎng)架的計算要點網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足行業(yè)標準《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》（JGJ7-91）的要求。1直接作用和間接作用：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)對使用階段荷載作用下的內(nèi)力和位移計算，并應(yīng)根據(jù)具體情況對地震作用、溫度變化、支座沉降等間接作用及施工安裝荷載引起的內(nèi)力和位移進行計算。2網(wǎng)架內(nèi)力分析方法：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外荷載按靜力等效原則，將節(jié)點從屬面積內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點上。分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力是忽略節(jié)點剛度的影響，假定其為鉸接，桿件只承受軸力。當有節(jié)間荷載時，應(yīng)當同時考慮彎矩的影響。網(wǎng)架結(jié)

5、構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進行計算。根據(jù)網(wǎng)架類型、跨度大小按規(guī)定選用（空間桁架位移法、交叉梁系差分法、擬夾層板法、假象彎矩法）四、空間桿系有限元法空間桿系有限元法也稱空間桁架位移法，分析時以網(wǎng)架的桿件為基本單元，以節(jié)點位移為基本未知量。有桿件內(nèi)力與節(jié)點位移之間的關(guān)系建立單元剛度矩陣，然后根據(jù)各節(jié)點平衡及變化協(xié)調(diào)條件建立結(jié)構(gòu)的節(jié)點荷載和節(jié)點位移間關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)剛度矩陣和總剛度方程?；炯俣ǎ?、網(wǎng)架的節(jié)點為空間鉸接節(jié)點，桿件只承受軸力。2、結(jié)構(gòu)材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符合小變形理論

6、。空間桿系有限元法計算步驟：1、根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、荷載對稱性選取計算簡圖，并對其節(jié)點和桿件進行編號為減小總剛度矩陣帶寬，節(jié)點編號應(yīng)遵循相鄰節(jié)點好差最小原則2、計算桿件單元長度及桿件與整體坐標軸夾角余弦3、初選各桿截面積4、建立局部和整體坐標系下的單元剛度矩陣5、集合總剛度矩陣，減小矩陣的容量6、建立荷載列陣7、引入邊界條件對總剛度進行處理8、求解總剛度方程，得出各節(jié)點位移值9、根據(jù)節(jié)點位移計算桿件內(nèi)力10、按桿件內(nèi)力調(diào)整桿件的截面，并重新計算，不超過4-5次五、網(wǎng)架桿件設(shè)計網(wǎng)架桿件可采用鋼管、熱軋型鋼

7、和冷彎薄壁型鋼六、節(jié)點設(shè)計常見的節(jié)點形式：1、焊接空心球節(jié)點2、螺栓球節(jié)點3、焊接鋼板節(jié)點4、焊接鋼管節(jié)點5、桿件直接匯接節(jié)點網(wǎng)架的節(jié)點構(gòu)造滿足以下要求;1、受力合理、傳力明確2、保證桿件交匯于一點，不產(chǎn)生附加彎矩3、構(gòu)造簡單，制作安裝方便，耗鋼量小4、避免難于檢查、清刷，涂漆和容易積留濕氣或灰塵的死角，管型界面應(yīng)在兩端封閉。七、網(wǎng)殼網(wǎng)殼按照層數(shù)分為單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼。按照曲面外形分類則有球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼、雙曲扁網(wǎng)殼、扭曲面網(wǎng)殼、單塊扭網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼及切割或組合形成曲面網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)形式。網(wǎng)殼

8、結(jié)構(gòu)的支承必須保證在任意豎向和水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的幾何不變和各種網(wǎng)殼計算模型對支承條件的要求。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)進行在外荷載作用下的內(nèi)力、位移計算和必要的穩(wěn)定計算，并應(yīng)根據(jù)具體情況，對地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的內(nèi)力、位移、穩(wěn)定性進行計算。滿足《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》JGJ61的要求。網(wǎng)殼是一個準柔性的高次超靜定結(jié)構(gòu)，幾何非線性較一般結(jié)構(gòu)明顯，其整體穩(wěn)定性對結(jié)構(gòu)幾何形狀的變化也很敏感，網(wǎng)殼計算主要采用幾何非線性的有限元法。雙層網(wǎng)殼連接節(jié)點多采用鉸接，單層網(wǎng)殼連接節(jié)點應(yīng)采用剛