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网架、网壳机关

来源:本站 作者:king 浏览:

  10•.1 网架的花样 由多根杆件依据必然的网格形貌履历节点团结而成的笨拙 空间机合。具有空间受力、沉量轻、刚度大、抗震效力好 等优点;网架组织平常用作体育馆、展览馆、俱乐部、影 剧院•、食堂、聚会室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结 构。具有家产化水平高、自重轻、不乱性好、外形场面的 性子。纰谬是汇交于节点上的杆件数量较多,制造安放较 平面机关错乱•。 1. 网架按弦杆层的式样 按弦杆层数分歧可分为双层网架和三层网架 上弦 腹杆 下弦 上腹杆 中弦 下腹杆 下弦 (a) (b) 图 3—1 双层及三层网架 2. 双层网架的常用样子 (1) 平面桁架系网架 •? 两向正交正放网架 ? 两向正交斜放、斜交斜放网架 ? 三向网架 个性:由平面桁架互相交叉所组成,其上、下弦杆长度 相当,杆件规范少,且上、下弦杆和腹杆在同一平面内。 广大应使斜腹杆受拉•,竖杆受压。斜腹杆与弦杆间的夹 角宜在40°~60°之间。 两向正交正放网架 由两组鉴识与边界平 行的平面桁架互成90°交 叉组成。团结偏向的各平 面桁架长度平等。 网架己方属几多可变体例。适 用于建筑平面为正方形或迫临正方 形且跨度较小的境况。两个对象的 杆件内力区别不大,受力较均匀•。 两向正交斜放网架 短桁架对长桁架有嵌固效力, 受力有利。角部爆发拔力,常取 无角部样子。比正交正放网摈弃 间刚度大•,受力匀称,用钢省。 适用于修建平面为矩形的情状。 三向网架 性情:若干安稳体例,网 排击间刚度大,受力性 能好,内力散播也较均 匀。杆件数量多,节点 组织比赛杂乱。三向网 架关用于大跨度且修建 平面为三角形、六边形、 多边形和圆形的情形。 (2)四角锥体制网架 •?正放四角锥网架 ••?正放抽空四角锥网架 ?棋盘形四角锥网架 ?斜放四角锥网架 ?星形四角锥网架 正放四角锥网架 周边网格锥体不动外,跳 格地抽掉少许四角锥单元中的 腹杆和下弦杆,使下弦网格尺 寸蔓延一倍。实用于中、小跨 度或屋面荷载较轻的周边支承、 点支承以及周边支承与点支承 鸠合的网架。 杆件受力较匀称, 空间刚度比另外范例的 四角锥网架及两向网架 好•。合用于修修平面接 近正方形的周边支承及 点支承景况。 正放抽空四角锥网架 棋盘形四角锥网架 正放四角锥网架周边四角锥安祥,中心四角锥阻隔抽空,下弦杆呈 正交斜放,上弦杆呈正交正放。上弦杆比下弦杆短,受力合理。顺从了 斜放四角锥网架屋面板榜样多,屋面组织排水较贫困的弊端。合用于中、 小跨度周边支承方形或接近方形平面的网架。 斜放四角锥网架 上弦杆比下弦杆短,受 力关理。杆件数量少,屋 面板类型多,屋面构造排 水较贫寒。闭用于中、小 跨度周边支承•,或周边支 承与点支承相凑集的矩形 平面情景。 由两个失常的三 角形小桁架彼此正交 单元组成•。关用于中、 小跨度周边支承方形 或靠近方形平面的网 架。 星形四角锥网架 (3)三角锥体系网架 ?三角锥网架 ?抽空三角锥网架 ?蜂窝形三角锥网架 三角锥网架 上、下弦平面均为三角形网 格。杆件受力均匀,自己为若干 安祥体,集体抗扭、抗弯刚度好•。 合用于大中跨度及重屋盖筑筑物•, 当修建平面为三角形•、六边形和 圆形时最为妥当。 抽空三角锥网架 抽去局限三角锥单元 的腹杆和下弦杆。下弦杆 内力较大,用钢量省,但 空间刚度较三角锥网架小。 实用于中•、小跨度的三角 形、六边形和圆形等平面 的修筑。 蜂窝形三角锥网架 上弦为正三角形和正六边形网 格,下弦为正六边形网格。本身几 何可变•。其上弦杆短••,下弦杆长, 受力合理。实用于中、小跨度周边 支承的景遇,可用于六边形、圆形 或矩形平面。 10.2 网架选型 凭据修筑平面姿势和跨度大小••,支承式样、荷载 大小•、屋面布局和资料、修造铺排设施等位置。 《网架组织安排与施工规程》JGJ 7-91 •? 大跨度为60m以上 ? 中跨度为30~60m ? 小跨度为30m以下 1 网架构造的支承及其选型 支承体例: ?周边支承 ?点支承 •?周边支承与点支承相集结 ?两边和三边支承等。 周边支承 l/3 l l/3 l/4 l l l/3 l l l/4 l/3 点支承 图 3—18 点支承 ? 点支承网架受力与钢筋混凝土无梁楼盖肖似。 ? 为减小跨中正弯矩及挠度,打算时应尽量带有悬挑, 多点支承网架的悬挑长度可取跨度的1/4~1/3 。 周边支承与点支承聚会 种种柱帽模样 ? 点支承网架与柱子毗连宜设柱帽以减小冲剪效用。 ? 柱帽可扶植于下弦平面之下(图a),也可修树于上弦平面之 上(图b)。 ? 当柱子直接支承上弦节点时,也可在网架内成立伞形柱帽 (图c),这种柱帽承载力较低•,合用于中小跨度网架。 支承式样 周 边 支 承 常用网架选型表 平面形状 跨度 网架形貌 斜放四角锥网架、两向正交正放网架、两向正 ≤60m 交斜放网架、正放四角锥网架••、棋盘形四角锥网 架、正放抽空四角锥网架、蜂窝形三角锥网架、 L1/L2≤1.5 矩 星形四角锥网架 >60m 两向正交正放网架、两向正交斜放网架、正放 四角锥网架、斜放四角锥网架 形 1.5<L1/L2≤2 两向正交正放网架、正放四角锥网架、正放抽 空四角锥网架、斜放四角锥网架 L1/L2>2 两向正交正放网架、正放四角锥网架、正放抽 空四角锥网架、单向折线形网架 圆形、多边形 ≤60m 三向网架、三角锥网架、抽空三角锥网架•、蜂 窝形三角锥网架 >60m 三向网架、三角锥网架 三边支承 参照上述周边支承矩形平面网架举办选型,但其开口边可拔取增长网架 层数或妥当增进完全网架高度等举措,网架开口边必须酿成竖直的或倾斜 矩 的边桁架 四点支承及 多点支承 形 周边支承与 点支承召集 正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交正放网架 正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、两向正交正放网架、两向正交 斜放网架或斜放四角锥网架 注:1.当网架跨度 L1、L2 两个对象的支承隔离不等时,可采纳两向斜交斜放网架。 2.L1 为网架长向跨度;L2 为网架短向跨度•。 2 网架高度及网格尺寸 网架的高度与屋面荷载、跨度、平面脸色、支承条款、 制造管道等名望有合。 3 网架的挠度条目及屋面排水坡度 ? 应许挠度:用作屋盖—L2/250,用作楼盖—L2/300 ? 排水坡度•:3%~5% ? 起拱要求:L2/300 找坡立柱 (a)用小立柱 网架屋面找坡 (b)起拱 10.3 网壳组织 ? 网壳,即为网状壳体,是格构化的壳体•,简略说曲直 面状的网架构造。 ? 20世纪50~60年初,钢筋混凝土壳体获得了较大的发 展;但钢筋混凝土壳体结构很大一局限资料是用来承 受自沉的,唯有较少限度的质料用来担任外荷载,并 且施工很费事。 ? 焊接技艺日趋完整,高强钢材络续透露,电算技术突 飞猛进••,给网壳谋划了物质基础; ? 网壳布局具有其卓越的优越性,近30年来,以钢机合 为代表的网壳结构取得了很大的开展。 ? 网壳构造多用于大跨度,且则已经展开成为大跨组织 中利用恢弘的布局形态之一。 ? 网壳结构的利益 – 1•.网壳构造的构件浸要承袭轴力,组织内力流传比 较均匀,应力峰值较小,于是能够宽裕阐述资料强 度感化。 – 2.由于它可以来用各式壳体机关的曲面形状,在外 观上不妨与薄壳构造似乎具有充实的造型•,不论是 筑修平面或建修形体,网壳结构都能给策画人员以 充满的策画自由和遐思空间,经过使布局音书对比、 明暗对照、内情比较,把建筑美与机合美有机地结 合起来,使筑筑更易于与情况相统一。 ? 网壳组织的长处 – 3.由于杆件尺寸与美满网壳机合的尺寸比较很小, 可把网壳机合近似地算作各向同性或各向异性的连 续体•,安排钢筋混凝土薄壳构造的分解收获进行定 性的了解•。 – 4网壳布局中网格的杆件不妨用直杆庖代曲杆,即 以折面代替曲面,假若杆件布置和结构处分妥当, 可以具有与薄壳布局宛若的良好的受力效用。 – 5便于工厂制作和现场安顿,在布局上和施工方法 上具有与板滞网架机关雷同的优越性。 网壳布局的分类 ? 按杆件的放置方式 – 单层网壳和双层网壳两种 – 普通来途,中小跨度(广泛为40m以下)时,可选择单层网 壳,跨度大时,则采取双层网壳。 ? 单层网壳 – 杆件少、沉量轻、节点简明•、施工便当,因此具有更好的技 术经济指标。但单层网壳曲面外刚度差,平静性差。 ? 双层网壳 – 没关系承受必定的弯矩,具有较高的不变性和承载力。当屋顶 上提供安设照明、音响、空调等各式创造及管路时,选用双 层网壳能有效地运用空间,方便天花板或吊顶结构,经济合 理。 – 双层网壳根据厚度的分歧,有等厚度与变厚度之分 网壳机关的分类 •? 按质料 – 木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝闭金网壳、塑 料网壳、玻璃钢网壳等•。 ? 木网壳构造 – 仅在早期的少数修筑中选拔,比年来,在一些木柴丰 富的国家也有选择胶闭木兴办网壳的,有的跨度已超 过100m•。但总的来谈,木布局网壳用得并不多。 ? 钢筋混凝土网壳构造 – 单层常用,且常采用预制钢筋混凝土杆件装置集体式 构造。 – 自庞大、节点机关错乱,广大用于跨度60m以下。 网壳构造的分类 ? 钢网壳布局 – 在全班人国把持最多,可所以单层,也可是以双层•; – 钢材可采取钢管、工字钢、角钢、薄壁型钢等•, – 沉量轻、强度高•、布局干脆••、施工便当等益处•。 •? 铝合金网壳组织 – 沉量轻、强度高、耐侵蚀•、易加工、制作和布置便利,在欧 美多量控制于大跨度筑修, – 杆件可为圆形、椭圆形、方形或矩形截面的管材。 – 所有人国铝材规格和产量较少,代价较高,尚未用于网壳结构。 ? 塑料网壳和玻璃钢网壳组织 – 且则较少采用。 网壳布局的分类 ? 按曲面样子 – 单曲面和双曲面 ? 单曲面网壳 – 筒网壳或称为柱面壳, •? 双曲面网壳 – 常用球网壳和扭网壳 – 其全部人曲面的扁网壳及种种曲面经切割拉拢后的 网壳。 10.3.1 筒网壳组织 ? 柱面网壳,单曲面机合 – 横截面姿势圆弧形、椭圆弧形、双心圆弧形 ? 隐蔽的平面为矩形 – 横向短边为端边(l2) ,纵向长边为侧边(l1) – 其团体传递外荷的体例与筒壳类似, – 按网肋构成与传荷格式的区别,分为两类 ? 拱式受压的筒网壳(类似短筒壳); ? 梁(桁架)式受弯的筒网壳(肖似长筒壳)。 ? 受力特点 拱式筒网壳 – 以受压为主的平面拱,为单向平衡并通报外荷的 平面构造。 – 既然梁没关系构成双向的井字梁•,同样拱也能够实 现空间多向对立并转达外荷的空间机关——多向 拱,多向拱具有出色的空间刚度,能反抗纵向侧 力,无需支撑。 梁式筒网壳 ? 受力性格——格构化板壳 – 板壳的受力情景与长筒壳相通,其接缝上的竖载 是由相邻折板以板平面内的横向力来抗拒。若每 块平面折板代之以一榀平面桁架(称平桁架), 且相邻两桁架的上、下弦杆关二为一,这就成了 梁桁架(或称桁架式)筒网壳,即梁式筒网壳•, 矢高 f ? (1/ 4 ~ 1/ 8)l2 梁式筒网壳 10.3.2 单层筒网壳 ? 神色与性情 – 以网格的神情及其陈设格局分类 ? 联方网格型筒网壳 ? 弗普尔型筒网壳 ? 单斜杆型筒网壳 ? 双斜杆型筒网壳 ? 三向网格型筒网壳 7•.2•.1 单层筒网壳 ? 联方网格型筒网壳 – 受力清楚 ? 屋面荷载从两个斜向拱的偏向传至底子; – 室内呈菱形网格,排场雅致 – 不变性较差; – 每个节点延续的杆件数少, 故常选择钢筋混凝土组织; – 施工部署设施均为预制杆 件高空拼装并现浇节点混 凝土•。 ? 弗普尔型、7单.2斜.1杆单型筒层网筒壳 网壳 – 结构姿势简单,用钢量少, – 多用于小跨度或荷载较小的情状。 弗普尔型 单斜杆型 10.3.2 单层筒网壳 ? 双斜杆型筒网壳、三向网格型筒网壳 – 刚度和安静性相对较好,构件比赛单一; – 策画、施工都比力简明•; – 适用于跨度较大和差错称荷载较大的屋盖。 双斜杆型 三向网格型 10.3.3 双层筒网壳 ? 按几何组成依次分类 – 平面桁架体例双层筒网壳 ? 由两个或二个方向的平面桁架交叉构成。 正交正放型 两向斜交斜放型 三向桁架型 10.3.3 双层筒网壳 ? 按若干组成按次分类 – 四角锥体例双层筒网壳 ? 由四角锥按一定纪律继续而成。 折线形 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 10.3.3 双层筒网壳 ? 按几何组成规律分类 – 三角锥体系双层筒网壳 ? 由三角锥单元按一定规律不时而成。 三角锥 抽空三角锥 蜂窝形三角锥 10.3•.3 双层筒网壳 ? 按弦杆安设偏向分类 – 与古板网架类似,双层筒网壳告急受力构件为上、 下弦杆。力的传达与上、下弦杆的走向有直接相干。 – 根据双层筒网壳的几许外形及其支承条目,网壳结 构的影响可算作为波长对象拱的影响与跨度对象梁 的功用的撮闭,其内力散播挨次及变形与两铰拱相 似。 – 风俗上按上、下弦杆的安装目标分成三类: •? 正交类双层筒网壳 •? 斜交类双层筒网壳 ? 搀杂类双层筒网壳 10.3.3 双层筒网壳 ? 按弦杆放置偏向分类 – 正交类双层筒网壳 ? 上、下弦杆与网壳的波长方向正交或平行 ? 两向正交正放、折线形、正放四角锥、正放抽空四 角锥 – 外荷载首要由波长倾向的弦杆承袭,纵向弦杆 的内力很小。很显露•,构造是处于单向受力状 态,以拱的效力为主••,网壳中内力分市比力均 匀,传力道线 双层筒网壳 ? 按弦杆铺排方向分类 – 斜交类双层筒网壳 ? 上、下弦杆与网壳波长倾向的夹角均不等于90o •? 两向斜交斜放网壳 – 上•、下弦杆是与壳体波长目标斜交的••,所以, 外荷载也是沿着斜向渐渐卸荷的,拱的作用不 是表方今波长方向,而是表现在与波长斜交的 对象。 – 最大内力凑集在对角线宗旨,形成内力最大的 “主拱”•,主拱内上、下弦杆均受压。 10.3.3 双层筒网壳 ? 按弦杆安顿宗旨分类 – 搀合类双层筒网壳 ? 局限弦杆与网壳波长方向正交•、限度斜交。 – 斜放四角锥网壳、星形四角锥网竞,其上弦平面内 力相似于斜交类网壳,而下弦内力分布却雷同于正 交类网壳•。 – 棋盘形四角锥网竞与它们相反,上弦内力撒播与正 交类网壳宛若,下弦内力散播与斜交类网壳相同。 – 三角锥类网壳以及三向桁架网壳的内力撒播也有上 述性情•,即荷载向各个方向通报,结构空间用意明 显。 10•.4 球网壳构造 ? 球面划分的根基条款 – 杆件规格尽大要少,以便创造与安装; – 形成的机合一定是若干稳定体。 10•.4.1 球网壳构造 ? 单层球网壳 – 杆件种类少,每个节点只汇交四根杆件,节点机关 干脆,但节点普及为刚性接续。 – 寻常用于中小跨度的弯顶。 ? 双层球网壳 – 双层球网壳大广泛是等厚度的,即内•、外壳面用心•; – 从杆件内力散播来看•,集体处境下•,周边个别的杆 件内力大于宗旨片面杆件的内力。 – 在打算时••,为了使网壳既具有单双层网壳的告急优 点,又防备它们的偏差,即不受单层网壳坚固性控 制,又能裕如表现杆件的承载力,朴质资料,对采 用变厚度或限制双层网壳。 ? 凯威特型单层网壳 ? 短程线型单层网壳 ? 双层联方型网壳 ? 双层短程线 扭网壳 •? 性情 – 直纹曲面,反向双曲,即双向直纹; – 在直纹方向没闭系毫无窒碍的建树单根肋杆或桁 架式网肋,就能构成双曲扭面。 – 采取爽快的施工方法就能确凿地保护杆件按曲 面安装。 – 负高斯曲壳,可防御其我们扁壳所具有的聚焦现 象•,能爆发凸起的室内声响收获。 – 造型聪敏活动,适关性强。 ? 单层扭网壳 – 杆件种类少,节点继续干脆,施工容易; – 按网格样子的差异, ? 正交正放网格 ? 公理斜放网格。 ? 双层扭网壳 – 机合构成与双层筒网壳组织相同。 – 网格的形式与单层扭网壳相似, ? 两向正交正放网格、两向正交斜放网格 – 为了强化构造的平静性,双层扭网壳遍及都设置 斜杆酿成三角形网格。 10.6 网壳构造的选型 •? 网壳组织选型的关理性对网壳布局的可靠 性和技能经济指标有较大濡染。 – 网壳结构的选型应对建修使勤恳能•、美学、空 间利用、平面神气与尺寸、仙载的类别与大小、 限制条款•、屋面布局•、材料、节点体制、兴办 与施工步骤等作综关议论。 ? 网壳构造的体型应与修筑造型相统一 – 举行网壳结构打算,异常是高、大跨度网竣工构的选 型,应与建修安排亲切关作•,使网壳组织与筑筑造型 相一律,与周围情形相调解,集团比例关适。 – 建筑空间条目大•,可采用矢高较大的球面或柱面壳, – 建修空间前提较小,可接收矢高较小的双曲扁壳或落 地式的双曲掷物面网壳; – 如网壳的矢高受到局限又条目较大的空间,可将网壳 支承于墙上或柱上。 – 使网壳展示消息美或“跃动景观”,可在领域处即支 承点附近或角隅限度实行处分,或采用非几何学曲面。 ? 网壳机关的神气应与筑修平面相融合 – 网壳机关合用于种种脸色的修筑平面。 – 圆形平面:可选取球面网壳、撮合柱面或聚集 双曲扔物面网壳; – 方形或矩形平面:可采纳柱面、双曲扔物面和 双曲扁网壳; – 平面狭长:宜接纳柱面网壳; – 平面为菱形:可采纳双曲扔物面网壳; – 三角形、多边形的平面,可对球面、柱面或双 曲掷物面等作适闭的切割或组合。 ? 网格尺寸 – 网格数或网格尺寸对于网壳的挠度陶染较小,而对 用钢量陶染较大。 ? 网格尺寸越大、用钢量越省•。但网格尺寸太大•、对压杆 的稳固晦气。 ? 网格尺寸太小,则杆件数和节点数增添,将增加节点用 钢员和设备放置的费用。 – 网格尺寸最好与屋面板模数相协调, ? 屋面板拔取钢筋混凝土板,尺寸太大,吊装贫苦; ? 屋面板采用轻型屋面,网格尺寸过大,将使檩条的用料 促进。 – 网格尺寸还必定保障与网壳焊度有恰当的比例、使 腹杆与弦杆之间的夹角在40o~55o之间。 •? 网壳的矢高与厚度 – 矢跨比直接影响筑筑体型,也是感化网壳机关内力 的主要因素之一 ? 矢跨比越大,网壳概况积越大,屋面原料用量多,布局 用钢量也增长,室内空间大,安排助词能源破钞大•,但 矢跨比大时,侧向推力有所节减,可消极下部构造的造 价; ? 矢跨比越小,原料破耗反响裁减,但侧向椎力促进,从 而先进了下部结构的造价。 – 柱面网壳的矢跨比可取l/4~1/8,单层柱面网壳的矢 跨比宜大于1/5,球面网壳的矢跨比普遍取1/2~l/7。 ? 网壳的矢高与厚度 – 双层网壳的厚度取决于跨度、荷载大小、限制 条款及机关条款,它是感触网壳挠度和用钢量 的严重参数。 – 厚度较小时,机关的空间作用较强,上•、下层 杆仟内力分布较量均匀,用钢量少。 – 当跨度大、荷载大、继承非对称荷载或有悬挂 吊车以及支承点较少时,网壳的厚度应取大一 些。 ? 网壳的矢高与厚度 – 习染网壳结构矢高及厚度的要紧身分是构造的跨度。 – 普通来谈,跨度越大,越能施展网壳布局优越的受 力功用,能够无分阐发材料的强度感化,并可裁减 柱子和周围构件的质料用量。 – 周旋跨度要求不严峻的筑筑,只要合意应用条件, 宜尽大概将大跨度的修修平面割据为中小跨度的柱 网,采取多跨一贯的网壳结构。 – 跨度的减小对减小网壳的矢高和厚度并进而减小整 个筑筑的造价的感染是相称大白的•。 ? 网格的优化 – 与网壳的跨度大小及荷载的大小有关, – 与网壳的杆件加工•、修造、放置工艺有关•。 ? 网壳的选型和网格的优化正直 – 诀别的网格斗劲均匀,杆件规格要少,便于加 工; – 节点络续爽快,角度转化少,便于安装。 本章小结 简答:1•.什么是网架、网壳布局? 2.严肃网架布局的分类? 3.网壳机合的分类? 4.网壳结构的优漏洞?

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