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空间网架布局策画全解

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  大跨度房屋钢布局简介 大跨度钢构造的应用及其要紧特点 ? 大跨度房屋钢结构的范例 ? 梁式构造 ? 框架组织 ? 拱式构造 •? 网架和网壳结构 ? 悬索布局 ? 大跨度钢布局的操纵及其浸要特质 ? 运用 大众建修(剧院,展览馆,体育场馆•,车站等) 特为用叙的修建 (飞机库,汽车库等) 生产性建筑(飞机建设厂装置车间,造船厂等) •? 重要特性 ?跨度大 120m? 160m(长春体育馆,网壳布局,1998) 主跨1385m (江阴长江大桥,悬索布局,1999) ?天分化(非大批树立项目,策画的极其天分化) 大跨度房屋钢布局的典范 ? 平面布局 由一些强度不大的纵向构件将平面结构贯串起来构成 纵向构件层层再三传递荷载,并不分担荷载 梁式,框架式和拱式布局 ? 空间结构 稳固结合平面结构的纵向构件以变成一个全部布局,协同承载 投诚荷载层层一再传递,经济性好••,全体刚度大,抗震本能好 悬索构造,网架和网壳组织 ? 空间感化(diaphragm,蒙皮效应) 梁式组织(1) ? 特性 ?不产生水平推力(可支承于墙壁•,砖石或混凝土柱上) ?成立和装配较简单 ? 组织安放 檩条 6?8m 屋架 檩条 主檩条 屋架 8?12m 40?50m 轻便式 50?70m 杂乱式 梁式布局(2) ?组织型式 ?跨度较小时,可选取实腹式梁 (常用工字形截面) ?跨度在50?70m及更大时,选取桁架步地(吊顶与下弦设间隙) 桁架外形及腹杆体系取决于跨度,屋面景象和吊顶构造 桁架高跨比普通为1/8?1/6(注:跨度大于50m时,运输超限) 常用梯形桁架;屋面坡度大时,宜用平行弦;吊顶可作弧线形(设拉杆) 框架构造(1) •? 特点 ? 布局铺排 •?与梁式相比,框架构造可低落建筑物高度 ?构造上比梁式布局经济 •?横向框架盘算(跨度大于60m时,应增大框架间距,常导致庞杂预备) ?纵向框架谋略(跨度较小时,特别有利•,可向外悬伸,用于机库等) ?跨度在50?60m时,常用双铰实腹式框架(常用工字形截面) 减轻本原肩负;构造可外露;横梁高度可取跨度的1/20•?1/12 兴办预应力拉杆减少跨中弯矩,横梁高度可取跨度的1/40?1/30 ?构造型式 框架构造(2) ?跨度较大时,常用双铰格构式框架 跨度越过100m时•,宜选拔无铰格构式框架 框架结构(3) ?格构式框架的横梁高跨比宜在跨度的1/20•?1/12限制拔取 格构式框架立柱的宽宜取其横梁的节间长度(卸载效应) •?折线弓形框架靠近于拱形构造的力学本能 常用于高度相对较大(跨度约40?50m,高度约15?20m)的修筑物 横梁高度和立柱宽度皆在跨度的1/25?1/15周围采用 拱式组织(1) ? 特质 ?拱式屋盖受力关理 ?比梁式和框架式屋盖结构经济指标好(跨度凌驾80m时尤为昭着) •? 组织计算 ?跨度为40?60m时,拱间距可取6?10m,无檩或型钢檩条 拱式构造(2) ?跨度达100m左右时,宜采取相距3?6m的拱对,拱对间距为9?15m 拱式构造(3) •?侧窗难以开启,且宜积灰;檩条下移,构成横向天窗 拱式构造(4) ?布局型式 ?双铰拱(最常见,筑设安装容易,较经济,温度应力低) ?无铰拱(最经济,须设强支座•,温度应力高) •?三铰拱(利用不广•,拱钥铰使结构繁芜化) ?亦分为实腹式和格构式 宜规划成等截面 实腹式截面高度可取跨度的1/80?1/50 格构式截面高度可取跨度的1/60?1/30 •?程度推力 拉杆创办 支座方案 框架布局 拱式构造(5) ?拱脚构造处理 结构不便 空间应用 网架和网壳布局(1) ? 特性 ?多向传力,空间刚度大,抗震机能好 •?适闭性强 •?经济指标好 •? 网架类别(以网架构成形式分类) ?由平面桁架构成(四种) 网架表达法 两向正交正放 网架和网壳结构(2) 两向正交斜放 两向斜交斜放 两向正交斜放 短桁架对长桁架有嵌固感化,受力有利 角部生长拔力,常取无角部格式 两向斜交斜放 实用于两个倾向网格尺寸别离的境况 受力性能欠佳,节点布局较庞大 网架和网壳结构(3) ?由四角锥体构成(五种) 正放四角锥网架 三向网架 三个偏向的平面桁架互相交角60? 比两向网架刚度大,符关大跨度 常用于正三角形,正六三角形平面 在谋些平面体式会滋长不法则杆件 正放抽空四角锥网架 网架和网壳构造(4) 斜放四角锥网架 受力关理,杆件数量少 屋面板榜样多 屋面布局排水较难得 棋盘形四角锥网架 坚持正放四角锥网架周边四角锥 稳定,中央四角锥间隔抽空,下 弦杆呈正交斜放•,上弦杆呈正交 正放。 降服了斜放四角锥网架屋面板类 型多••,屋面布局排水较难得的缺 点。 斜放四角锥网架 ?由三角锥体构成(三种) 棋盘形四角锥网架 星形四角锥网架 三角锥网架 网架和网壳结构(5) 抽空三角锥网架 蜂窝形三角锥网架 ?三(多)层网架 放松弦杆内力(25%? 60%),减小网格尺寸•,大跨经济性好;杆件数量多 三层网架示贪图 网架和网壳结构(6) ? 网架的点支承 ?点支承的成立纲目 阅历正弯矩和挠度减小,使全体网架的内力趋于均匀 看待单跨多点支承,悬挑长度宜取中央跨的1/3 (下图a) 对待多跨多点支承,悬挑长度宜取中央跨的1/4(下图b) ?点支承的柱帽式子 网架和网壳构造(7) ? 网架选型 ?周边支承的矩形平面式子 辱骂边之比?1.5时: 斜放四角锥网架,棋盘形四角锥网架,正放抽空四角锥网架 看待中(30m? 60m)小(30m)跨度,亦可选星形四角锥网架,蜂窝形三角锥网架 口角边之比1•.5时: 宜选正放类网架----两向正交正放网架,正放四角锥网架,正放抽空四角锥网架 ?点支承的矩形平面形式 两向正交正放网架,正放四角锥网架,正放抽空四角锥网架 ?圆形,多边形平面花式 宜选三向网架,三角锥网架,抽空三角锥网架 ?两边或三边支承的矩形平面样子 自由边作处置后可按周边支承景况思索。自由边的两种治理景象: (a)详细网架高度加大,自由边杆件截面增大 (b)自由边局部补充网架层数(变成反梁) 反梁 自由边 网架和网壳布局(8) ? 网架屋面排水 ?网架起拱 适于双坡排水;抗震性好••;起拱高度过大••,内力领悟应计及 ?网架变高度 可颓丧弦杆内力,使其趋于均匀;抗震性好;杆件种类增进 •?上弦节点修树小立柱(常用) 可结构双坡,四坡或其它芜乱的多坡排水屋面;跨度大时要作坚实和抗震揣度 ? 网架若干尺寸 网架体式 两向正交正放,正放四角锥 正放抽空四角锥 两向正交斜放,棋盘形四角锥 斜放四角锥,星形四角锥 钢筋混凝土屋面体系 网格数 跨高比 钢檩条屋面体例 网格数 跨高比 (2?4)+0.2L2 (6?8)+0.08L2 10••?14 (6?8)+0.07L2 (13?17)+0.03L2 注•:L2 于是米计的网架短向跨度•;跨度小于18米时网格数可适当减少。 网架和网壳构造(9) ? 网壳类别(以曲面外形分类) •?柱面网壳 单层柱面网壳的网格样式 a)单斜杆柱面网壳:杆件数量少,节点构造简便;刚度差 b)人字形柱面网壳:亦称弗普尔形柱面网壳 c)双斜杆柱面网:壳杆件数量多;刚度好 d)联方网格柱面网壳:杆件组成菱形,夹角为30?? 50? e)三向网格柱面网壳:联方网格柱面加纵向杆件 网架和网壳布局(10) a)正放四角锥柱面网壳 b)正放抽空四角锥柱面网壳 c)斜置正放四角锥柱面网壳 双层柱面网壳的网格情势 1.交错桁架体例(略) 2.四角锥体例 a):刚度大,杆件少,最常用 b):合用于小跨度,轻屋面 c):系将a)斜置 3.三角锥体例 常用d) , e) 两种 d)三角锥柱面网壳 e)抽空三角锥柱面网壳 网架和网壳结构(11) ?球面网壳 a)肋环型球面网壳 b)Schwedler型球面网壳 c)Schwedler型球面网壳 单层球面网壳的网格样子 a):刚度差,实用于中,小跨度 b):刚度好,适用于大,中跨度 c):交错斜杆Schwedler型 尚有另外Schwedler型 d):菱形网格,造型雅观 e):合用于中,小跨度 d)联方型球面网壳 e)三向网格型球面网壳 网架和网壳布局(12) a)肋环型四角锥球面网壳 b)联方型四角锥球面网壳 c)联方型三角锥球面网壳 双层球面网壳的网格局面 1.交错桁架体例 只需将单层球面网壳中的杆件用平面网片庖代(略) 2.角锥体例(常见四种) a):肋环型四角锥球面网壳•, b):联方型四角锥球面网壳 c):联方型三角锥球面网壳, d):拘束组成式球面网壳 d)板滞组成式球面网壳 网架和网壳结构(13) ?双曲面网壳 a) 正交正放类 b) 正交斜放类 c) 正交斜放设斜杆类 d) 正交斜放设斜杆类 e) 正交斜放设斜杆类 双曲面网壳的网格式子 1.正交正放类 a):单层时在方格内设斜杆 双层时组成四角锥体 2.正交斜放类 b):抗剪强度弱 c)•:第三倾向片面设斜杆 d)••:简直方格内设双斜杆 e):第三倾向整体设斜杆 悬索结构(1) ? 特点 ?轴向拉伸防止外荷用意,充足利用钢材强度 ?施工简便,费用低 ?便于筑筑造型 ? 单层悬索结构 ?平行计算形势(跨度可达80m•,德国多特蒙特一展览厅,1956) 程度梁和框架一起 继承悬索拉力 程度梁 承袭悬索拉力 斜拉索将 悬索拉力 拉向地锚 悬索直接 锚挂于框架 悬索结构(2) •?幅射式打算步地(实用于圆形,椭圆形平面) 下凹双曲率碟形屋面 不便于排水••,最大的 碟形屋面:美国阿拉 美达角逐馆,跨径 128m(1967) 伞形屋面 最大的伞形屋面•: 前苏联伊利姆斯克 汽车库,跨径206m 受拉内环选取钢制,受压外环采取钢筋混凝土制造••。可比平行谋划做到较大跨度•。 •?网状规划地势(适用于圆形,矩形等各式平面) ?企图重心 两向索正交设计 屋面板规格协调 边沿构件弯矩大 于幅射式安放 •?单层悬索体系垂跨比领略取值•: 1/20?1/10 ?稳定形态结实性的措施: 采用浸屋面 拔取预应力钢筋混凝土悬挂薄壳 选择横向加劲构件 悬索结构(3) ? 双层悬索结构 ?普通格式 由下凹的承重索,上凸的坚实索及它们之间的贯串杆组成 承重索垂跨比普通取1/20?1/15 ,坚实索拱跨比广博取1/20?1/25 ?平行计算式子 悬索结构(4) ?幅射式及网状谋略大局 上索既是安稳索,又直接承载 a)双层内环梁 b)双层外环梁 c)双层内外环梁 d)单层外环梁网状布置 e)双层外环梁网状准备 悬索布局(5) ?鞍形索网安置方式 a) 悬索组织(6) ? 极少类型建修 ••?单层悬索 德国乌柏特市游泳馆 德国多特蒙特展览大厅 前苏联克达斯若牙尔斯克车库 日本古川市民会馆 悬索组织(7) ?双层悬索 瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场 芬兰赫尔辛基冰上动作场 德王法兰克福聪明车检建场 罗马尼亚布加勒斯特文体宫 悬索构造(8) ?鞍形索网 前南斯拉夫莱士科瓦克纺织博览馆 加拿大卡尔加里滑冰馆

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