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    網架結構的設計與計算分析

    文章出處:三維鋼構 人氣:發表時間:2019-05-10
      網架結構作為一種美觀、經濟合理的結構形式,越來越多地應用于建筑設計中。網架設計是鋼結構設計里面比較普遍的一種結構設計形式,在實際工程中,主要依靠軟件設計的成分比較大!
      
      1.空間網架的建筑設計
      
      1.1網架選型
      
      網架結構形式多種多樣,按結構組成分類,有單層網殼、雙層和多層網架;按支承情況分類,有周邊支承網架、多點支承網架及周邊和多點結合支承網架;按網格組成情況分類,有平面交叉桁架體系、空間桁架體系及表皮受力體系;按球節點形式分類,有螺栓球節點網架,焊接球節點網架等等。其中正放四角錐網架是目前應用最為廣泛的空間網架形式。
      網架工程設計
      網架結構之所以應用廣、發展快,除了其受力合理性和經濟實用型外,其多變的造型,能賦予建筑師豐富的想象力和廣闊的設計空間。同樣,置身于大型工業廠房中,屋面網架結構以其規則的網格,富有立體感的正放四角錐組合,能讓人感到賞心悅目。這種屋面形式與功能的和諧統一,是普通鋼結構屋面無法達到的,因此,網架結構形式越來越受到建筑師的親睞。
      
      1.2設計模型的建立
      
      網架選型后,設計者還必須確定網架的計算單元,網格尺寸和矢高即網架高跨比、格跨比等基本參數,從而建立起計算模型。
      
      一般形狀較規則的中小型網架,溫度影響不大。因此,網架可以作為一個計算單元。大型網架或平面形狀很不規則的網架,考慮到溫度變化對網架桿件及支座受力影響較大,安裝累積誤差不易調整,因為,應將整體網架劃分成為多個相互獨立工作的計算單元。
      
      網架的高跨比、格跨比是確定網架尺寸的重要參數,它與網架跨度大小、柱網尺寸、屋面材料、構造要求及建筑功能有關。
      
      1.3屋面材料
      
      屋面材料的選擇直接關系到網架結構的經濟分析。不同的屋面板具有不同的自重及屋面活載荷,因而影響網架的用鋼量。采暖地區的民用建筑屋面一般采用隔熱保溫效果好的復合夾芯板,工業廠房熱車間屋面板一般采用彩色壓型鋼板等輕屋面形式。有特殊要求時,則采用其他的屋面板嗎。
      
      1.4屋面排水
      
      網架結構屋面排水方式與普通鋼屋架屋面一樣,可分為內排水和外排水方式。
      
      內排水方式可以減少屋面匯水面積及天溝尺寸,同時降低網架上弦支托的高度,這種排水方式在一些形狀不規則的復雜網架結構中經常采用。
      
      外排水方式構造簡單,應用較廣。特別是在大型工業廠房網架設計中,各種工藝管道較多,地下設備基礎復雜,而且廠房柱上多設有橋式吊車,所有這些都極大地影響了內排水方式中排水管的行走路線。因此,宜優先采用外排水方式。
      
      1.5天窗
      
      對于網架結構屋面而言,天窗結構有兩種形式,一種是普通鋼天窗架形式,另一種是網架形式。前一種形式的天窗與網架屋面是獨立的兩部分。天窗只是作為網架荷載輸入到網架屋面的計算中,此時,雖然網架安裝要簡單一些,但結構形式是不協調的,而后一種天窗形式中,天窗本身就是網架,與屋面網架練成一個整體結構,在局部形成了三層網架,這樣,對于大型平板網架來說,網架天窗在局部形成強受力帶,起到了加勁肋的作用。
      
      1.6荷載和組合
      
      一般來書荷載組合由計算機程序自動完成,特殊荷載組合可以人工干預。
      
      1.7支座設計
      
      支座設計時網架結構設計的重要環節,網架支座應保證傳力可靠,構造簡單,一般的網架可以選用平板支座或弧形板支座,支座處變形大的網架可以選用球鉸支座或橡膠支座。計算時所選用的支座形式應力求與實際的支座工作性能相吻合,否則對網架結構極為不利。
      
      1.8網架設計與生產使用功能相統一
      
      一般民用或公共建筑網架設計應綜合考慮建筑使用功能、照明布置、空調管道、吊頂、懸掛設施及檢修通道等。
      
      2.網架結構計算及分析
      網架設計公司
      在網架計算過程中,主要包括支座情況的設置,荷載的輸入,工況的組合,以及計算結果的調整??赡軙龅降膯栴}:
      
      2.1風荷載的。特別是異形結構注意對風荷載各種參數的理解,準確輸入,反映真實受力,看桿件在不同工況下內力是否反號。
      
      2.2支座情況的模擬。需要注意的是支座構件是懸臂立柱時,需要設置為彈性支座會更加準確一些,其他支座只要有圈梁的支座構件,都可以設置為簡支支座。
      
      2.3工況組合的時候,主要注意重力荷載有利時候要考慮分項系數為1.0;
      
      2.4計算結果的調整。一般有兩種情況:桿件內力不過,主要通過調整網架厚度及增加桿件截面來調整,桿件內力過了,但是撓度不過,主要也是通過增加網架厚度和人為增大重要部位的桿件來減小撓度。所以建議在初期建模型的時候,網架網格劃分的時候,盡量想的周全一些,多花一點時間,好的網格劃分會很大程度上減少后續工作。
      
      2.5出現結構幾何可變。主要檢查方法:消除多余桿件及節點、支座對分法判斷,分層顯示查找法判斷。
      
      2.6螺栓設計,球節點設計。注意螺栓大小應根據桿件軸力來設計,一般不用最大軸力控制螺栓大小。同時在球節點設計中,最小螺栓設定時候,一般軟件默認的螺栓一般都偏小,需要認為調大一點,這樣更容易在螺栓球驗算中通過。
      
      3.出圖部分
      
      網架結構出圖主要是螺栓球球圖計算和加工圖施工圖的出圖。需要注意以下問題:
      
      3.1在出加工圖前,復核現場的所有支座位置的準確坐標。即根據現有的支座坐標調整模型中的支座位置,計算滿足后才能夠出具加工圖,沒有經過現場復核支座尺寸的所有網架施工圖、球圖,都不具有加工的意義(一般作投標報價用)。
      
      3.2在出施工圖的時候,有可能會遇到出圖程序死掉的情況,或者不能夠出圖等情況,一般只要把模型考到非安裝程序所在盤符下,重新出圖就可以了。
      
      3.3在計算球圖的時候,基準面的選取。一般上弦層工藝孔朝上,下弦層一般也朝上,要是需要吊頂則工藝空朝下。水平網架一般都選水平面為基準面,弧形網架一般都選用擬合平面比較好,但是多個弧線相交的位置最好重新用其他基準面來計算。
      
      3.4關鍵一點是精確。就是網架模型在計算軟件里面,平面所在的位置,一定要移動到基點零零零,不然出圖時會產生很多微小的角度上的差別,甚至影響網架球的安裝。
    此文關鍵字:網架結構
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