大跨度空间结构复习题
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大跨度空间结构设计
首先,在进行大跨度空间结构设计前,需要准确了解和分析该结构的
使用要求和设计目标。
包括建筑功能、使用人数、结构形式等。
这些要求
和目标将指导结构设计的具体方案。
其次,对于大跨度空间结构,需要选择合适的结构形式和材料。
常见
的大跨度空间结构形式包括桁架结构、网壳结构、桁架双曲面结构等。
而
材料的选择则需要考虑结构的强度、刚度和稳定性。
一般会选用钢材、混
凝土等材料。
接着,需要进行结构的静力分析和设计。
静力分析是指分析结构在受
力状态下的平衡和稳定性。
通过这一步骤,可以得到结构的内力分布和变
形情况。
静力设计是指根据结构的使用要求和设计目标,计算出结构所需
的材料数量和尺寸,并进行断面的选取。
在进行大跨度空间结构设计时,还需要考虑施工的可行性和经济性。
施工可行性包括结构的施工工艺、工期和成本等。
经济性可以通过计算结
构的造价和运行费用来评估。
最后,在进行大跨度空间结构设计时,还需要进行结构的验算和优化。
验算是指通过计算和检查,确认结构的强度、刚度和稳定性是否满足设计
要求。
优化则是指在满足设计要求的前提下,通过调整结构形式和材料的
尺寸等参数,使结构更加经济和合理。
总结起来,大跨度空间结构设计的要点包括了解和分析使用要求和设
计目标、选择合适的结构形式和材料、进行结构的静力分析和设计、考虑
施工的可行性和经济性、进行结构的验算和优化。
这些步骤的完成将为大
跨度空间结构的设计和施工提供指导和保障,实现结构的安全和工程的成功。
四、简答题(共20分,每小题5分)1.在进行网架节点设计时,有哪些基本要求?答:①牢固可靠,传力明确简捷;(1分)②构造简单,制作简单,安装方便;(1分)③用钢量省,造价低;(1分)④构造合理,使节点尤其是支座节点的受力状态符合设计计算假设。
(2分)2.确定网架结构的网格尺寸时,需要考虑哪些因素?答:1)与屋面材料有关。
钢筋混凝土板尺寸不宜过大,否则安装有困难,一般不宜超过3m;当采用有檩体系构造方案时,网架一般不超过6 m。
(3分)2)与网架高度有一定比例关系。
夹角过大、过小,节点构造会产生困难。
(2分)3. 当网架只承受恒载、活载、风载作用时,应考虑哪些荷载组合?答:①永久荷载+可变荷载(1分)②②永久荷载+半跨可变荷载(2分)③网架自重+半跨屋面板+施工荷载(2分)4.在螺栓球节点网架中杆件的计算长度L0等于杆件几何长度L,而在焊接球节点网架中杆件的计算长度L0小于杆件几何长度L,试说明理由。
答:在焊接球网架中,焊接球通过焊缝与杆件连接,由于焊接抗弯刚度大,工作性能接近于刚节点,故计算长度L0<L;(分)而在螺栓球网架中,螺栓球通过螺栓与杆件连接,由于螺栓的抗弯刚度很小,工作性能接近于铰节点。
(分)5.在进行网架杆件截面选择时,需遵从哪些原则?答:(1)每个网架结构所选截面规格不宜过大,以方便加工与安装,一般小跨度网架以三到五种为宜,大、中跨度网架也不宜超过10种规格。
(2)杆件宜选用壁厚较薄的截面,以使杆件在截面面积相同的条件下,能获得较大的回转半径;有利于压杆稳定。
(3)宜选用市场常供钢管。
(4)考虑到杆件材料负公差的影响,宜留有适当的余地。
6.用有限单元法对网架进行分析时,采用了哪些基本假设?答:①假定节点为铰节点,每个节点有三个自由度,忽略节点刚度的影响;②荷载作用在网架节点上,杆件只承受轴力;③材料在弹性阶段工作,符合胡克定律;④假定网架的变形很小,由此产生的影响予以忽略。
建筑构造复习题一、单项选择题1.除住宅建筑之外的民用建筑高度大于(d )为高层建筑(不包括单层主体建筑),建筑总高度大于()时为超高层建筑。
A. 16m,20层B. 16m,40层C. 24m,100 层D. 24m,100m2.结构的承重部分为梁柱体系,墙体只起围护和分隔作用,此种建筑结构称为(b )。
A.砌体结构B.框架结构C.板墙结构D.空间结构3.一般建筑跨度30m以上的大跨度建筑采用( d )结构。
中小学/A.砌体B.框架C.板墙D.空间4.建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为( a )年,适用于一般性建筑。
A. 50~l00B. 80~150C. 25~50D. 15~255.建筑物的设计使用年限为50年,适用(c )。
A.临时性结构B.易于替换的结构构件C.普通房屋和构筑物D.纪念性建筑和特别重要的建筑结构6.耐火等级为二级的多层建筑,其房间隔墙需采用耐火极限( c )以上的()。
A. 0. 5小时,难燃烧体B. 1小时,难燃烧体C. 0. 5小时,非燃烧体 D. 1小时,非燃烧体7.大型门诊楼属于(b )工程等级。
A.特级B.一级C.二级D.三级8.模数60m的数值是(c ),经常用于()。
A. 60mm,构件截面或缝隙B. 600mm,门窗洞口C. 6000mm,柱距或开间D. 60000mm,建筑总尺寸9.如果需要了解建筑内部的房间分布情况及估算建筑面积,可以查看( a )。
A.建筑平面图B.建筑立面图C.建筑剖面图D.建筑详图10.建筑平面图的外部尺寸俗称外三道,其中最里面一道尺寸标注的是( d )。
A.房屋的开间、进深B.房屋内墙的厚度和内部门窗洞口尺寸C.房屋水平方向的总长、总宽D.房屋外墙的墙段及门窗洞口尺寸11.下列选项中,不是建筑剖面图所表达的内容的是( c )。
A.各层梁板、楼梯、屋面的结构形式、位置B.楼面、阳台、楼梯平台的标高C.外墙表面装修的做法D.门窗洞口、窗间墙等的高度尺寸12.基础埋深不得过小,一般不小于(c )。
建筑构造(一)一、单项选择题1.除住宅建筑之外的民用建筑高度大于(d )为高层建筑(不包括单层主体建筑),建筑总高度大于()时为超高层建筑。
A. 16m,20层B. 16m,40层C. 24m,100 层D. 24m,100m2.结构的承重部分为梁柱体系,墙体只起围护和分隔作用,此种建筑结构称为(b )。
A.砌体结构B.框架结构C.板墙结构D.空间结构3.一般建筑跨度30m以上的大跨度建筑采用( d )结构。
A.砌体B.框架C.板墙D.空间4.建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为( a )年,适用于一般性建筑。
A. 50~l00B. 80~150C. 25~50D. 15~255.建筑物的设计使用年限为50年,适用( c )。
A.临时性结构B.易于替换的结构构件C.普通房屋和构筑物D.纪念性建筑和特别重要的建筑结构8.模数60M的数值是( c ),经常用于()。
A. 60mm,构件截面或缝隙B. 600mm,门窗洞口C. 6000mm,柱距或开间D. 60000mm,建筑总尺寸11.下列选项中,不是建筑剖面图所表达的内容的是( c )。
A.各层梁板、楼梯、屋面的结构形式、位置B.楼面、阳台、楼梯平台的标高C.外墙表面装修的做法D.门窗洞口、窗间墙等的高度尺寸12.基础埋深不得过小,一般不小于(c )。
A. 300mmB. 200mmC. 500mmD. 400mm13.柔性基础与刚性基础受力的主要区别是( c )。
A.柔性基础比刚性基础能承受更大的荷载B.柔性基础只能承受压力,刚性基础既能承受拉力,又能承受压力C.柔性基础既能承受压力,又能承受拉力,刚性基础只能承受压力D.刚性基础比柔性基础能承受更大的拉力14.刚性基础的受力特点是( d )。
A.抗拉强度大、抗压强度小B.抗拉、抗压强度均大C.抗剪切强度大D.抗压强度大、抗拉强度小15.砖基础的采用台阶式、逐级向下放大的做法,一般为每2皮砖挑出( a )的砌筑方法。
建筑结构复习题及答案一、单项选择题1.除住宅建筑之外的民用建筑高度大于(d )为高层建筑(不包括单层主体建筑),建筑总高度大于()时为超高层建筑。
A. 16m,20层B. 16m,40层C. 24m,100 层D. 24m,100m2.结构的承重部分为梁柱体系,墙体只起围护和分隔作用,此种建筑结构称为(b )。
A.砌体结构B.框架结构C.板墙结构D.空间结构3.一般建筑跨度30m以上的大跨度建筑采用( d )结构。
A.砌体B.框架C.板墙D.空间4.建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为( a )年,适用于一般性建筑。
A. 50~l00B. 80~150C. 25~50D. 15~255.建筑物的设计使用年限为50年,适用(c )。
A.临时性结构B.易于替换的结构构件C.普通房屋和构筑物D.纪念性建筑和特别重要的建筑结构6.耐火等级为二级的多层建筑,其房间隔墙需采用耐火极限( c )以上的()。
A. 0. 5小时,难燃烧体B. 1小时,难燃烧体C. 0. 5小时,非燃烧体D. 1小时,非燃烧体7.大型门诊楼属于(b )工程等级。
A.特级B.一级C.二级D.三级8.模数60m的数值是(c ),经常用于()。
A. 60mm,构件截面或缝隙B. 600mm,门窗洞口C. 6000mm,柱距或开间D. 60000mm,建筑总尺寸9.如果需要了解建筑内部的房间分布情况及估算建筑面积,可以查看(a )。
A.建筑平面图B.建筑立面图C.建筑剖面图D.建筑详图10.建筑平面图的外部尺寸俗称外三道,其中最里面一道尺寸标注的是(d )。
A.房屋的开间、进深B.房屋内墙的厚度和内部门窗洞口尺寸C.房屋水平方向的总长、总宽D.房屋外墙的墙段及门窗洞口尺寸11.下列选项中,不是建筑剖面图所表达的内容的是( c )。
A.各层梁板、楼梯、屋面的结构形式、位置B.楼面、阳台、楼梯平台的标高C.外墙表面装修的做法D.门窗洞口、窗间墙等的高度尺寸12.基础埋深不得过小,一般不小于(c )。
结构抗震1. 由于地球内部岩层构造产生错动而产生的,称为(B ).A火山地震B构造地震C 坍塌地震2、地基的液化受哪些因素影响?答:1, 土层的地质年代。
2 ,土的组成和密实程度。
3 ,液化土层的埋深。
4 ,地下水位深度。
5 ,地震烈度和持续时间。
1. 我国GB50011-2010《建筑抗震设计规范》将建筑物根据其使用功能的重要性分为哪几个抗震设防类别?答案:特殊设防,重点设防,标准设防,适度设防2. 结构构件的抗震设计应避免剪切破坏先于弯曲破坏,避免混凝土的压溃先于钢筋屈服。
(V)1. 对于抗震等级为一、二级的框架结构,采用普通钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于()答案:1.253. 相邻楼层的侧向刚度的变化不得超过(),或与其上部相邻三层楼层侧向刚度平均值相比不得小于()答案:30% ; 80%1、隔震结构体系是在结构物的__________ 加设隔震装置而构成的体系。
答案:(底部与基础之间)3、下面关于隔震支座错误的是(B )A. 具有较好的阻尼消能特性B.水平刚度较大C.具有弹性恢复特性D.水平刚度较小5、结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
(V)7、建筑所在地区遭受的地震影响,应采用相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速度和特征周期表征(对)9、抗震设防烈度为_6_度时,除本规范有具体规定外,对乙、丙、丁类的建筑可不进行地震作用计算。
10、下列属于平面不规则的主要类型的是( D )A, 扭转不规则B,凹凸不规则C,楼板局部不连续D,楼层承载力突变11、建筑形体不规则分为平面不规则、立面不规则和竖向剖面不规则。
(V)12、为了避免侧向刚度和承载力突变,可以将竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐增大(x)13、当不设置防震缝是应采用符合实际的计算模型,分别判断其应力集中,变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位,采取相应的加强措施(V)3、构件节点的破坏,可以先于其连接的构件。
大跨度建筑结构设计中重点及难点分析摘要:随着我国经济的发展以及城市化进程的加快,城市建筑不断增加,而在城市建筑中,其建筑结构的设计对于提高建筑的质量有着重要的作用。
同时,在城市的建设中,其大跨度的建筑结构设计是未来城市建筑发展的一种新的趋势,是衡量一个城市和国家建筑体系发展的重要的标准,因此加强对大跨度建筑结构设计的研究进而确保建筑结构设计的合理性,成为设计人员需重点研究的课题。
本文从大跨度建筑结构的发展现状以及大跨度建筑结构设计中的重点和难点等方面进行简要研究和分析,进而为大跨度建筑结构设计提供参考性的意见和建议,进而提高大跨度建筑结构设计水平。
关键词:大跨度建筑;结构设计前言在我国城市化的发展中,城市建筑逐渐增加,大型的综合体建设量也越来越多。
在这些建筑中,由于对建筑的综合性需求,大跨度的建筑在城市中逐渐受到追捧。
同时,由于建筑功能要求,这些大型商业综合体一般具有建筑长度较长、内部大开洞造成连接薄弱、连廊及影厅跨度较大、局部位置大悬挑等共同特点。
因此,我们有必要做好大跨度结构设计工作,确保建筑结构设计的合理性。
因此,设计人员需加大对大跨度建筑的结构设计分析,掌握大跨度建筑结构设计中的重点和难点,进一步提高大跨度建筑结构的设计水平。
一、大跨度建筑结构的发展现状在现代城市中大跨度建筑越来越受到人们的欢迎和喜爱,而大跨度结构的建筑是巧妙的借助力学的原理,结合设计师对自然的感受,比如乔木、贝壳等,形成的一种建筑结构。
这种建筑结构不仅能满足人们对建筑的基本需求,同时由于在设计上接住了大自然中的事物,使得大跨度建筑结构为人们提供一种感官上的愉快享受,进而为人类的创造提供了范本。
但是,在大跨度建筑结构设计中,由于大跨度建筑结构的样式繁多,例如卡斯滕结构和树状结构等。
而随着现今人们生活水平的提高以及建筑行业的发展,简单的建筑设计已经不能满足人们的需求,其建筑也逐渐朝着更大跨度、更大空间、利用更合理以及更加美观的方向发展。
承受动力荷载作用的钢结构,应选用韧性好的特点的钢材。
钢结构的耐热性好但耐火性差。
现代的大跨度空间结构体系,主要有网架,网壳,悬索,斜拉,充气结构,膜结构,各种杂交结构,可伸展机构,可折叠结构以及张拉整体结构。
南京长江大桥是一种钢桁架式桥。
当钢结构表面长期受辐射热达150摄氏度时,应采用隔热板加以防护。
韩国体操馆是世界上第一采用张拉整体结构概念的大型工程。
塑性是指钢结构在一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂。
网架结构根据外形可分为平面网架和曲面网架。
冷加工钢材系指经冷轧、冷拔、冷挤压的钢材。
多层、高层及超高层建造常见的结构形式有钢架结构、钢架支撑结构、框筒结构、巨型结构。
钢材的硬化,提高了钢材的强度,降低了钢材的塑性和韧性。
钢材的两种破坏形式为脆性破坏和塑性破坏。
按脱氧方法的不同,钢材有镇静钢和沸腾钢。
钢牌号Q235AF表示屈服强度为235N/mm2的A级沸腾钢。
钢材中氧的含量过多,将使钢材出现热脆现象。
钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越大。
衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率和断面收缩率。
冷弯性能合格是指鉴定钢材在弯曲状态下塑性变形能力和钢材质量的综合指标。
时效硬化会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性和韧性降低。
承受直接动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接当应力变化的循环次数N>5X104时应进行疲劳计算。
根据循环荷载的类型不同,钢结构的疲劳分常幅疲劳和变幅疲劳两种。
对于焊接结构,除应限制钢材中硫、磷的极限含量以外,还应限制氧的含量不超过规定值。
影响构件疲劳强度的主要因素有重复荷载的循环次数、应力幅、疲劳类别。
我国现行规范采用的钢结构设计方法是概率极限状态设计方法安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性,结构可靠性的数值量度用可靠度Ps表示。
结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。
承载力极限状态为结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。
在对结构或构件进行正常使用极限状态验算时,应采用永久荷载和可变荷载的标准值。
建筑构造复习题一、单项选择题1.除住宅建筑之外的民用建筑高度大于(24m)为高层建筑(不包括单层主体建筑),建筑总高度大于(100m)时为超高层建筑。
2.结构的承重部分为梁柱体系,墙体只起围护和分隔作用,此种建筑结构称为(框架结构)。
3.一般建筑跨度30m以上的大跨度建筑采用(空间)结构。
4.建筑物的耐久等级为二级时其耐久年限为(50~l00)年,适用于一般性建筑。
5.建筑物的设计使用年限为50年,适用(普通房屋和构筑物)。
6.耐火等级为二级的多层建筑,其房间隔墙需采用耐火极限(0. 5小时)以上的(非燃烧体)。
7.大型门诊楼属于(一级)工程等级。
8.模数60m的数值是(6000mm),经常用于(柱距或开间)。
9.如果需要了解建筑内部的房间分布情况及估算建筑面积,可以查看(建筑平面图)。
10.建筑平面图的外部尺寸俗称外三道,其中最里面一道尺寸标注的是(房屋外墙的墙段及门窗洞口尺寸)。
11.下列选项中,不是建筑剖面图所表达的内容的是(外墙表面装修的做法)。
12.基础埋深不得过小,一般不小于(500mm )。
13`柔性基础与刚性基础受力的主要区别是(柔性基础既能承受压力,又能承受拉力,刚性基础只能承受压力)。
14.刚性基础的受力特点是(抗压强度大、抗拉强度小)。
15.砖基础的采用台阶式、逐级向下放大的做法,一般为每2皮砖挑出(1/4砖)的砌筑方法。
16.地基软弱的多层砌体结构,当上部荷载较大且不均匀时,一般采用(片筏基础)。
17.地下室的外包卷材防水构造中,墙身处防水卷材须从底板包上来,并在最高设计水位(以上500~l000mm)处收头。
18.地下室为自防水时,外加剂防水混凝土外墙、底板均不宜太薄。
一般墙厚为(200mm)以上,底板为(150mm )以上。
19.地下室防潮的构造设计中,以下哪种做法不采用(在地下室外墙外侧回填滤水层)。
20.下面既属承重构件,又是围护构件的是(墙)。
21.下面既属承重构件,又是围护构件的是(.墙、屋顶)。
1空间结构的特点:1)空间结构具有合理形体,三维受力特性,内力均匀,结构整体刚度大,抗震性能好。
对集中荷载的分散性较强,能很好的承受不对称荷载或较大的集中荷载。
2)自重轻,经济性好。
3)便于工业化生产4)形式多样化,造型美观。
5)有较大的跨越能力,为建筑功能提供较大的空间。
6)建筑,结构和使用功能的统一。
2大跨度空间结构分类按大跨度空间结构的受力特点可分为刚性,柔性空间结构和杂交结构体系按单元划分分为板壳单元,梁单元,杆单团,索单元和膜单元。
3刚性空间结构体系包括薄壳,空间网络和立体桁架结构。
薄壳结构多为钢筋混凝土整体浇灌而成4空间网格结构一般是由钢杆件按一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构。
空间网格结构根据外形分:网架——外形呈平板状,网壳——其外形呈曲面状5立体桁架结构是以钢管通过焊接有机连接而成的一种空间结构。
6柔性空间结构体系是指由柔性构件构成,通过施加预应力而形成的具有一定刚度的空间结构体系(包括:悬索结构,膜结构,xx整体结构)。
7杂交空间结构体系:第一类为刚性结构体系之间的组合,第二类为柔性结构体系于刚性结构体系的组合,第三类为柔性体系之间的组合。
8单层网壳由梁单元组成,而双层网壳由杆单元组成9网架结构具有空间三维受力、整体性好、刚度好、施工简单、快捷等优点。
优点:1,应用范围广2,建筑高度小,能更有效的利用建筑空间,获得良好的经济效益。
3,网格结构的刚度大,整体性好,抗震性好。
4,网格尺寸小,可采用小规模的杆件界面,并为采用轻型屋面提供了便利的条件。
5)便于制造定型化,网格可做成少数几种标准尺寸的组合单元,节点和零件,在工厂大量生产。
组合单元若采用螺栓连接,网架可装可拆,也可任意加长或缩短,灵活性更大。
6)由于网架杆件与节点的单一性,一般结构设计所需的施工图纸比较少。
10网架结构形式按结构组成分有双层和三层网架;按支承情况,可分为周边支承、点支承、三边支承和两边支承,周边支承与点支撑相结合的混合支承,按网格组成情况,可分为有两向或三向平面桁架组成的平面桁架体系和由三角锥、四角锥组成的空间桁架体系。
大跨空间结构(答案整理) 一、单项选择题(共20分,每小题2分)1. 下列哪一种空间结构在高空作业时施工费用最高( B )A. 网格结构B. 折板结构C. 平板结构D. 混合结构2. 下列哪一种网架结构的刚度最差( D )A. 两向正交正放网架B. 两向正交斜放网架C. 三向网架D. 单向折线形网架3. 若三角锥网架的全部杆件等长(其中h 为网架高度,s 为弦杆长度),必须满足下列哪一种条件( D )A. 腹杆与高度方向的夹角为33arccosB. 腹杆与高度方向的夹角为23arccos C. 腹杆与高度方向的夹角为32arccosD. A 、B 、C 都不对 4. 下列哪种网架的节点处杆件汇交的数量最少( B )A. 两向正交正放网架B. 蜂窝形三角锥网架C. 棋盘形四角锥网架D. 抽空三角锥网架5. 下列哪种网架的节点处杆件汇交的数量最多( A )A. 三向网架B. 三角锥网架C. 四角锥网架D. 星形四角锥网架6. 下列哪一种网架屋面构造最为复杂( D )A. 星形四角锥网架B. 棋盘形四角锥网架C. 斜放四角锥网架D. 两向斜交斜放网架7. 正放四角锥网架须满足下列哪种条件方能做到所有杆件等长( A )A. 网架腹杆与弦杆的夹角为60°B. 网架腹杆与竖向的夹角为60°C. 网架腹杆与腹杆的夹角为60°D. 以上答案均不正确。
8. 下列哪一种网架受力的均匀性较差( C )A. 正放四角锥网架B. 正放抽空四角锥网架C. 星形四角锥网架D. 棋盘形四角锥网架9.有一间接承受动力作用的网架,其受拉杆的容许长细比[]λ为(D)A. 180B. 200C. 250D. 30010.下列哪一种空间结构可以兼作维护结构之用(B)A. 网格结构B. 折板结构C. 张力结构D. 混合结构11.下列哪一种空间结构可以小变形理论求解(A)A. 网架结构B. 悬索结构C. 单层网壳结构D. 膜结构12.下列哪一种网架结构的刚度最好(C)A. 两向正交正放网架B. 两向正交斜放网架C. 三向网架D. 单向折线形网架13.下列哪种网架的节点构造最为复杂(A)A. 三向网架B. 三角锥网架C. 四角锥网架D. 星形四角锥网架14.下列哪一种网架屋面构造最为简单(B)A. 星形四角锥网架B. 棋盘形四角锥网架C. 斜放四角锥网架D. 两向斜交斜放网架15.下列哪一种网架受力的均匀性较好(A)A. 正放四角锥网架B. 正放抽空四角锥网架C. 星形四角锥网架D. 棋盘形四角锥网架16.有直接承受动力作用的网架,其受压杆的容许长细比[]λ为(C)A. 180B. 200C. 250D. 30017.下列哪一种网架具有长杆受拉短杆受压的特点(C)A. 正放四角锥网架B. 正放抽空四角锥网架C. 星形四角锥网架D. 三角锥网架φ⨯的钢管,其长细比λ与下18.有一焊接球网架的弦杆,几何长度为3000mm,选用894列何值最为接近(A)A. 90B. 100C. 110D. 12019.下列哪一种网架不具有长杆受拉短杆受压的特点(D)A. 棋盘形四角锥网架B. 斜放四角锥网架C. 星形四角锥网架D. 正放四角锥网架20.下列哪一种网架需要在支承平面内增加水平斜杆才能保证几何不变(A)A. 两向正交正放网架B. 两向正交斜放网架C. 棋盘形四角锥系网架D. 正放抽空四角锥网架21. 在对边支承的正方形平面中,采用下列哪一种网架可以取得最佳经济效果( B )A. 蜂窝型三角锥网架B. 单向折线形网架C. 棋盘形四角锥系网架D. 正放抽空四角锥网架22. 在三边支承的正放形平面中,采用下列哪一种网架最合理( C )A. 三层网架B. 双层网架C. 局部三层的双层网架D. 以上说法不正确23. 下列哪一种网架属于斜放四角锥网架( B )(A ) (B) (C) (D)24. 下列哪种网架的吊顶最为方便( C )A. 三向网架B. 三角锥网架C. 正放四角锥网架D. 星形四角锥网架25. 有一悬挑网架,根据长杆受拉短杆受压的原则,采用下列哪一种网架最为合理( A )A. 正放四角锥网架B. 棋盘形四角锥网架C. 星形四角锥网架D. 蜂窝三角锥网架26. 焊接球网架中的某根受压腹杆(注:不是支座腹杆,也不是直接承受动力荷载的腹杆),其长度为3m ,请问下列何种圆管可满足最小截面规格的要求( B )A. 476⨯φB. 5.348⨯φC. 489⨯φD. 4114⨯φ27. 螺栓球网架中的某根受拉杆件,其截面规格为4114⨯φ,截面为A=13.82cm 2,承受250kN 的轴力,考虑到钢管一般都存在负公差,请问下列那一中应力最为合理( B )A. 181N/mm 2B. 201N/mm 2C. 213N/mm 2D. 以上答案均不正确28. 螺栓球网架结构中,当最大弦杆截面与最小腹杆截面会交于一点时,可能会出现是么情况( C )A. 高强螺栓被剪断B. 腹杆被拉断C. 腹杆弯曲D. 以上说法不正确29. 网架中的某根压杆,截面规格为489⨯φ,其毛截面面积为2cm 10.68A =,净截面2n cm 9.612A =,稳定系数为95.0=ϕ,承受150kN 的压力,则该杆件的应力为( B )A. 156N/mm 2B. 148N/mm 2C. 140N/mm 2D. 以上答案均不正确30. 有一焊接球网架的支座腹杆杆,几何长度为6000mm ,选用1144φ⨯的钢管,其长细比λ与下列何值最为接近( B )A. 154.2B. 138.9C. 123.4D. 107.831. 有一正三角形平面,下列哪一种网架的组成方式,可使屋面的构造最为简单( C )A. 采用三角锥组成的网架B. 采用四角锥组成的网架C. 采用四角锥和三角锥组成的网架D. 无论采用哪一种组成方式,都比较繁琐32. 下列哪一种空间结构属于混合结构( C )A. 网架B. 混凝土壳体C. 斜拉网架D. 膜结构33. 下列哪一种空间结构一般勿须考虑几何非线性的影响( A )A. 网架结构B. 悬索结构C. 单层网壳结构D. 膜结构34. 在网格尺寸、平面尺寸不变的情况下,下列哪种网架的杆件数量最少( C )A. 两向正交正放网架B. 正放四角锥网架C. 棋盘形四角锥网架D. 三角锥网架35. 在网格尺寸不变的情况下,下列哪种网架的杆件夹角最大( C )A. 三向网架B. 三角锥网架C. 正放四角锥网架D. 星形四角锥网架36. 下列哪种说法是正确的( A )A. 在重力荷载作用下,正交正放网架的下弦截面规格不大于上弦B. 正放四角锥网架的支承平面内需增加斜撑杆方能保证结构几何不变C. 螺栓球网架的支座腹杆,其计算长度系数可取0.9D. 以上答案均不正确。
题目:设计一平面尺寸为60m×60m×5.1m的网架,已知上弦静荷载0.5kN/m2,下弦静荷载0.3 kN/m2,上弦活荷载0.5kN/m2。
(1)结构选型根据题意,选择两层正交正放抽空四角锥网架。
根据07SG531钢网架结构设计规范:当网架短向跨度L2=30~60m时,网格尺寸为(1/16~1/10)L2。
本题网架短向跨度L2=60m,所以取网格尺寸为4m,x向、y向网格数各为15个。
(2)确定杆件尺寸本题网架的杆件采用无缝圆管,钢管规格为:160mm×8mm,材料为Q345。
拉杆容许长细比为200,压杆容许长细比为180。
杆件截面几何参数如下:A=3820mm2,Ix=Iy=11063231mm4,Wx=Wy=138290mm3,ix=iy=53.8mm,Ixy=22126462mm4(3)确定球节点尺寸本题的球节点采用焊接空心球节点。
根据07SG531钢网架结构设计规范:网架结构焊接空心球的外径与壁厚之比宜取25~45,空心球外径与主钢管外径之比宜取2.4~3.0,空心球壁厚与主钢管的壁厚之比宜取1.5~2.0,空心球壁厚不宜小于4mm。
本题钢管规格为160mm×8mm,所以取焊接空心球节点规格为D400×16(焊接球代号WS4016),材料为Q345。
(右图为电脑绘图)(4)工况设置根据题意,本题荷载信息为:上弦静荷载0.5kN/m2,下弦静荷载0.3 kN/m2,上弦活荷载0.5kN/m2。
综合信息:温度-10~30℃,地震烈度7度,场地类别2类。
约束:弹性约束,独立柱支撑,柱高15m,材料为C30钢筋混凝土,矩形截面lx= ly=800mm。
正交正放抽空四角锥网格(5)内力计算上弦下弦腹杆X向节点位移图上弦下弦腹杆上弦下弦腹杆上弦下弦腹杆。
1空间结构的特点:1)空间结构具有合理形体,三维受力特性,内力均匀,结构整体刚度大,抗震性能好。
对集中荷载的分散性较强,能很好的承受不对称荷载或较大的集中荷载。
2)自重轻,经济性好。
3)便于工业化生产4)形式多样化,造型美观。
5)有较大的跨越能力,为建筑功能提供较大的空间。
6)建筑,结构和使用功能的统一。
2大跨度空间结构分类按大跨度空间结构的受力特点可分为刚性,柔性空间结构和杂交结构体系按单元划分分为板壳单元,梁单元,杆单团,索单元和膜单元。
3刚性空间结构体系包括薄壳,空间网络和立体桁架结构。
薄壳结构多为钢筋混凝土整体浇灌而成4空间网格结构一般是由钢杆件按一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构。
空间网格结构根据外形分:网架——外形呈平板状,网壳——其外形呈曲面状5立体桁架结构是以钢管通过焊接有机连接而成的一种空间结构。
6柔性空间结构体系是指由柔性构件构成,通过施加预应力而形成的具有一定刚度的空间结构体系(包括:悬索结构,膜结构,张拉整体结构)。
7杂交空间结构体系:第一类为刚性结构体系之间的组合,第二类为柔性结构体系于刚性结构体系的组合,第三类为柔性体系之间的组合。
8单层网壳由梁单元组成,而双层网壳由杆单元组成9网架结构具有空间三维受力、整体性好、刚度好、施工简单、快捷等优点。
优点:1,应用范围广2,建筑高度小,能更有效的利用建筑空间,获得良好的经济效益。
3,网格结构的刚度大,整体性好,抗震性好。
4,网格尺寸小,可采用小规模的杆件界面,并为采用轻型屋面提供了便利的条件。
5)便于制造定型化,网格可做成少数几种标准尺寸的组合单元,节点和零件,在工厂大量生产。
组合单元若采用螺栓连接,网架可装可拆,也可任意加长或缩短,灵活性更大。
6)由于网架杆件与节点的单一性,一般结构设计所需的施工图纸比较少。
10网架结构形式按结构组成分有双层和三层网架;按支承情况,可分为周边支承、点支承、三边支承和两边支承,周边支承与点支撑相结合的混合支承,按网格组成情况,可分为有两向或三向平面桁架组成的平面桁架体系和由三角锥、四角锥组成的空间桁架体系。
根据搁置方式不同,可分为周边支承、点支撑、三边支撑和两边支承,以及周边支承与点支撑相结合的情况。
11双层网架由上下两个平放的平面构架做表层,上、下表层设有层间杆件相联系。
组成上下表层的杆件称为网架的上弦杆或下弦杆,位于两层之间的杆件称为副杆。
12三层网架由3个平放的平面构架及层间杆件组成。
三层网架结构的稳定性能比双层网架好,杆件密集,传力路径众多,结构有更好的安全储备,致使结构有很好的延性。
三层网架结构杆件内力分布均匀。
三层网架也存在不足之处是节点和杆件数量增多,中层节点上的链接的杆件较密。
13常用的柱帽形式有3种:1柱帽设置在网架下弦平面下,就是在支点处向下延伸一个网架高度,这种柱帽能很快将柱顶反力扩散,由于假设柱帽将占据一部分室内空间。
2柱帽在网架上弦平面之上,就是在支点处向上延伸一个网架高度,其优点是不占室内空间,柱帽上凸部分可兼作采光天窗。
3柱帽布置在网架内,将上弦节点直接搁置于柱顶,使柱帽呈伞形,其优点是不占室内空间,屋面处理较简单。
这种柱帽承载力较低,适用轻屋盖或中小跨度网架。
14按网格形式分类,网架可分为平面桁架系和空间桁架系。
平面桁架体系由平行斜架组成,杆件较多,刚度较大,适用与各种跨度。
平面桁架体系分为1两向正交正放网架2两向正交斜放网架3两向斜交斜放网架空间桁架体系分为四角锥体系和三角锥体系四角锥体系是由许多四角锥按一定规律组成,组成的基本单位为倒置四角锥,这类网架上下弦平面均为方形网格,下弦节点均在上弦网格形心的投影线上,与上弦网格的四个节点用斜腹杆相连。
四角锥体系分为1)正放四角锥网架2)正放抽空四角锥网架3)斜放四角锥网架4)棋盘形四角锥网架5)星型角锥网架三角锥体系网架是由倒置三角锥组成,组成基本单元三角锥体系分为1)三角锥网架。
上下弦杆等长,上下弦平面为正三角形网格,下弦三角形顶点位于上弦三角形网格的形心投影线上2)抽空三角锥网架局部抽空上弦三角形下弦六边形刚度大3)蜂窝型三角锥网架上弦网格为三角形和六边形,下弦网格为六边形,节点杆件交汇少,刚度小。
中小跨度15网架结构的选型参照《网架结构设计与施工规范》。
在矩形平面、周边支承的情况下,两向正交斜放网架的刚度及用钢量指标均较两向正交正放为好,特别是在跨度增大时,其优越性更为明显。
但是当为狭长矩形平面时,斜放类型网架的传力路线要比正放路线长,从而导致其空间作用的削弱,因而此时宜尽量选用正放四角锥、两向正交正放和正方抽空四角锥等正交正放类型的网架。
对于矩形平面四点支承或多点支承的网架,选用正交正放类型的网架,传力简洁,可以取得较好的技术经济效果。
16网架结构的几何尺寸包括上弦平面网格尺寸和网架高度,可根据网架形式、跨度大小、柱网尺寸、屋面材料,以及构造要求和建筑功能等原因确定网格尺寸:1屋面材料。
网格尺寸一般为2-4米,网格尺寸不宜超过6米,但檩条长度小于等于6米。
2网格尺寸与网架高度呈合适的比例关系3通风管道的尺寸网架高度:网架高度或网架厚度是影响网架刚度大小的主要因素,也直接影响上、下弦杆和腹杆的内力和用钢量,即网架的经济指标。
网架高度越大,弦杆所受力越小,弦杆用钢量减少。
1)网架高度影响刚度,上下弦杆的内力和腹杆的融洽性2)确定原则一般使腹杆和斜杆的夹角为40°--60°。
17确定网架高度时主要考虑因素1建筑要求及刚度要求2网架的平面形状:当平面形状为圆形、正方形或接近正方形的矩形时,网架高度可取小些,当矩形平面网架越狭长时,单向作用就越明显,其刚度就越小,此时网架高度应取得大些。
3网架的支承条件,周边支承时网架高度可取得小些,点支承时网架高度可取得大些4节点构造形式:国内常用的有焊接空心球节点和螺栓球节点,前者安装变形小于后者。
采用焊接空心节点时,网架高度可取得小些;采用螺栓球节点时,网架高度可取得大些。
18网架的起拱两个作用1是为了减少网架在使用阶段的挠度,另一个主要的作用是消除人们在视觉或心理对建造的网架具有下垂的感觉。
19屋面起拱和排水(1)一般情况下,刚架刚度大时需起拱;当L2≥60m时,采用不宜大于1/300的起拱度(2)屋面排水做法:网架结构屋面坡度一般取1%~4%。
屋面排水坡度的做法1.上弦节点加小立柱找坡2.整个网架起坡3.网架变高度4 支承柱变高度20网架结构作用主要是永久荷载、可变荷载和间接作用。
100mm厚板:5.2KN/m2 恒载4.0~7.5KN/m2.。
如果采用混凝土屋面板,其自重区1.0~2.5KN/m2。
吊顶材料自重一般取为0.3KN/m2. 可变荷载:一般不上人屋面活荷载标准值为0.5KN/m2. 雪荷载与屋面活荷载不必同时考虑,取2者的大值。
(说出理由)雪荷载的组合值系数可取0.7,频遇值系数可取0.6. 间接荷载两种:一种是温度作用,另一种地震作用,支座移动。
周边支承的网架,设计烈度为8度或8度以上,考虑竖向地震作用,设计烈度为9度,考虑水平地震作用。
21作用效应组合:1承载力极限状态1)非抗震设计组合(1)由可变荷载效应控制的组合(2)由永久荷载效应控制的组合。
2)抗震设计组合2正常使用极限状态22网架的计算模型4种:1.铰接杆系计算模型2.桁架系计算模型3.梁系计算模型4.平板计算模型23网架结构分析方法:1有限元法,很据杆件所用单元的不同,可分为杆元法,梁元法。
2.力法,采用经典结构力学中的力法来求解。
3.差分法 4.微分方程解析法 5.微分方程近似解法,如变分法,加权残数法等,但不包括微分方程的差分法。
24空间杆系有限元法(1)基本假定:1.网架节点为铰接,每个节点有三个自由度,忽略节点刚度的影响。
2.荷载作用在网架节点上,杆件只承受轴向力。
3.材料在弹性阶段工作,符合胡克定律。
4.网架结构按小绕度理论计算。
(2)网架结构单元分析(3)网架结构的整体分析(4)边界条件处理25空间杆系有限元法的计算步骤:1.根据网架结构对称性情况和荷载对称情况,选取计算单元。
2.对计算单元节点和杆件进行编号,节点编号应满足相邻节点号差最小原则,以减少计算机容量,加快运算速度,杆件编号次序以方便检查为原则。
3.计算杆件长度和杆件与结构整体坐标系夹角的余弦。
4.建立结构整体坐标系下的各杆件的单元刚度矩阵。
5.建立结构总刚度矩阵,即将单元刚度矩阵中的元素对号入座放到总刚度矩阵相应的位置上。
26网架不考虑温度作用下内力条件:1.支座节点的构造允许网格侧移时,其侧移值应大于或等于下式(式子不会打)2,网架结构周边支承且验算方向跨度小于40m时支承结构应为独立柱或砖壁柱。
3,在单位力作用下注定位移大于或等于下式的计算值()27网架温度作用下的内力:将各节点不平衡力反向作用于对应节点上,建立由节点不平衡力引起的结构总刚度方程,并考虑边界条件的影响。
28网架地震反应分析方法:1,振型分解反应谱法。
任意时刻当某一振型的地震作用达到最大值时,其他各振型地震作用并不一定达到最大值。
2.时程分析法3.简化计算法29网架抗震构造要求:1.抗震设防烈度为7度和7度以上时,网架在其支承平面周边区段宜设置水平支撑。
2 沿周边2~3网格区内杆件的长细比不应大于180 。
3.有檩条系屋盖的檩条必须与网架可靠连接,并应有足够的支承长度。
4.网架屋面排水坡度的形式宜采用变高度或整个网架起拱办法。
30杆件材料与截面形式:网架结构的杆件一般采用Q235钢和Q345钢,网架结构杆件对钢材材质的要求与普通钢结构相同。
网架杆件截面形式有圆钢管、方管、角钢及H型钢等。
圆钢管因其相对回转半径大和截面特性无方向性,对受压和受扭有利。
31节点类型1、按节点连接方式划分1)焊接连接,分为对接焊缝连接和角焊缝连接2)螺栓连接,分为拉力高强螺栓连接和摩擦型高强螺栓连接3)焊接和高强螺栓混合连接节点2、按节点的构造划分1)十字交叉钢板节点2)焊接空心球节点3)螺栓球节点4)直接汇交接点5)焊接钢管节点32常用节点的设计1、焊接空心球节点(计算)1)空心球的构造要求(空心球的外径D、空心球的壁厚t、空心球加劲力)2)焊接空心球承载力3)钢管与空心球连接焊缝33螺栓球节点的构造原理螺栓球节点的连接构造原理是,先将置有高强度螺栓的锥头或封板焊在钢管杆件的两端,在伸出锥头或封板的螺杆上套有带紧固螺钉孔的六角套筒(又称为无纹螺母),并以销子或紧固螺钉将螺栓与套筒连在一起,拼装时直接拧动六角套筒,通过销子或紧固螺钉带动高强度螺栓转动,使螺栓旋入钢球体,直至螺栓头与封板或锥头贴紧为止,各汇交杆件均以此连接后形成节点。
螺栓拧紧程度靠销子或螺钉来控制34压力支座节点均以支座能承受向下反力为主,常用形式有1)平板压力支座节点由十字型节点板及一块底板组成2)单面弧形压力支座节点由平板压力支座节点改进而来3)双面弧形压力支座节点又称为摇摆支座,它是在支座底板与支承面顶板之间,设置一个上下均为圆弧曲面的铸钢件,在铸钢件两侧,都有从支座板和支承面顶板伸出的带椭圆孔的厚钢板,采用螺栓将三者联结为整体4)球铰压力支座节点由一个置于支承面上半圆体与一个连于节点底板上凹形半球相互嵌合,用四个螺栓相连而成,并在螺帽下设弹簧5)橡胶支座节点在支座底板与支承面之间设置一块橡胶垫板35橡胶垫板的设计计算内容有以下几项1、确定橡胶垫板的平面尺寸2、确定橡胶垫板厚度3、验算橡胶垫板的压缩变形4、橡胶垫板的抗滑移验算36拉力制作节点:1)平板拉力支座节点2)单面弧形拉力支座节点焊接空心球:焊接空心球节点是由两个半球加热、冲压、切边、对装后焊接而成。