第2.1章空间网格结构的形式12.11祥解
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空间网架结构1、网架的特点和形式网架结构一般是以大致相同的格子或尺寸较小的单元(重复)组成的。
常应用在屋盖结构。
通常将平板型的空间网格结构称为网架,将曲面型的空间网格结构简称为网壳。
网架一般是双层的(以保证必要的刚度),在某些情况下也可做成三层,而网壳有单层和双层两种。
平板网架无论在设计、计算、构造还是施工制作等方面均较简便,因此是近乎“全能”的适用大、中、小跨度屋盖体系的一种良好的形式。
(1)网架特点①网架结构是高次超静定空间结构。
空间刚度大、整体性好、抗震能力强,而且能够承受由于地基不均匀沉降带来的不利影响。
②网架结构的自重轻,用钢量省;③既适用于中小跨度,也适用于大跨度的房屋;④同时也适用于各种平面形式的建筑,如:矩形、圆形、扇形及多边形。
⑤网架结构取材方便,一般采用Q235钢或Q345钢,杆件截面形式有钢管和角钢两类,以钢管采用较多,并可用小规格的杆件截面建造大跨度的建筑(因为网架结构能充分发挥材料的强度,节省钢材)。
⑥网架结构其杆件规格统一,适宜工厂化生产,为提高工程进度提供了有利的条件和保证。
由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的平板空间结构。
具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点;网架结构广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等的屋盖结构。
具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。
缺点是汇交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。
(2)网架的形式①网架按弦杆层的形式:按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。
(a) (b)图3—1 双层及三层网架②双层网架的形式a.平面桁架系网架:包括两向正交正放网架、两向正交斜放、斜交斜放网架和三向网架。
特点:由平面桁架相互交叉所组成,其上、下弦杆长度相等,杆件类型少,且上、下弦杆和腹杆在同一平面内。
一般应使斜腹杆受拉,竖杆受压。
斜腹杆与弦杆间的夹角宜在40°~60°之间。
空间网格结构在建筑领域中的应用空间网格结构是建筑设计中常用的一种结构形式,它被广泛应用于各种建筑类型,包括体育馆、会展中心、轻型钢结构建筑等。
它的特点是强度高、刚度大、重量轻、形式多样,可以满足不同建筑空间的需要。
一、空间网格结构的优势1. 空间网格结构具有较高的稳定性。
其由三角形、四边形等基本构件组成,这种形式有利于各构件之间的协作,能够承受外界力的作用,不易失稳。
2. 空间网格结构的刚度大。
其有利于建筑物的整体稳定性和抗震性能,能够满足建筑物在不同荷载下的应变需求。
3. 空间网格结构的重量轻。
由于采用了轻型构件,装配式建造技术等,使其具有良好的抗风性能和抗震性能,还能减少建筑材料的使用量,降低施工成本。
4. 空间网格结构的形式多样,可以满足不同建筑空间的需要。
其形式可以具有曲线性、自由曲面等特点,能够创造出不同的建筑艺术效果。
二、空间网格结构在建筑领域中的应用1. 会展中心会展中心中,空间网格结构被广泛应用于展馆大屋顶的设计中。
其优势在于可以减小压力,增加整体稳定性,并且能够支撑大面积的玻璃幕墙,从而营造出开放式的展览环境。
2. 体育馆体育馆是空间网格结构另一个广泛应用的领域。
其采用空间网格结构可以满足不同的需求,可以设计出圆形、椭圆形、双曲形等不同形状的屋顶,实现大跨度的空间支撑,且能够满足大型体育比赛等多种功能需求。
3. 轻型钢结构建筑在轻型钢结构建筑领域,空间网格结构被广泛应用于屋面结构中。
其采用轻型钢材,能够实现材料的高效利用,减小施工过程中的占地面积和环境污染,同时也能够实现房屋形式的多样化。
三、空间网格结构的未来发展随着建筑科技的不断发展,空间网格结构的应用领域将会越来越广泛,同时应用技术也将更加先进。
例如,结构分析技术可以通过数值模拟的方法,更加精确地预测建筑结构的力学性能;而装配式建造技术则可以将建筑加速,降低施工成本,提高建筑质量等。
总之,空间网格结构在建筑领域中的应用前景十分广阔,尤其在建筑的轻型化、智能化、绿色化等方面有着非常广泛的应用前景。
图 1. 网格系统的基本功能模块示意图页 3 共9页图2 网格系统层次结构(1)网格资源是构成网格系统的基础设施,主要包括网格结点和宽带网络系统。
网格结点包括各种计算资源,如超级计算机、集群系统、贵重仪器、可视化设备、现有应用软件、数据库等,这些计算资源通过网络设备连接起来,具有分布和异构特性! 而宽带网络系统是在网格系统中提供高性能通信的必要手段!(2)网格中间件(grid middleware )是指一系列协议和服务软件,其功能是屏蔽网格资源层中计算资源的分布、异构特性,向网格应用层提供透明、一致的使用接口! 网格中间件层也称为网格操作系统(grid operating system),其核心服务包括:网格资源的管理分配、信息优化、任务调度、存储访问、安全控制、质量服务(Qos)等! 还需提供API 和相应的环境,以支持网格应用开发!(3)网格必须提供良好的应用开发工具环境(grid tools)如java,fortran 以及java 等语言,MPI,PVM 等应用开发界面,并支持消息传递、分布共享内存等多种编程模型!(4)网格应用(grid application)是用户需求的具体体现,是各种应用软件的研究! 在网格操作系统的支持下,网格用户可以使用其提供的可视化工具或环境开发各种应用系统!2.1.4网格系统的基本功能网格系统中管理的是广域分布、动态、异构的资源! 网格系统应屏蔽这些资源的分布、异构特性,向网格应用提供透明、一致的使用接口! 一个理想的网格系统应类似当前的Web 服务,可以构建在当前所有硬件和软件平台上,给用户提供完全透明的使用环境! 为此,网格系统必须提供以下基本功能:(1)管理等级层次它定义网格系统的组织方式、确定管理层次体系!(2)通信服务提供不同的服务(可靠的、不可靠的、点对点和广播方式)、通信协议和提供3,1 支持!(3)信息服务提供资源的全局访问!(4)名称服务网格中为所有资源提供统一的名称空间,以便引用各种资源!(5)文件系统提供分布式文件系统机制、全局存储和缓存空间,以支持文件存取!(6)安全认证提供登录认证、可信赖、完整性和记账等方面的安全性!(7)系统状态和容错提供监视系统资源和运行情况的工具!(8)资源管理和调度提供透明的资源管理、进程调度!(9)资源交易机制提供一种资源的交易机制,以鼓励不同组织或资源的拥有者加入网格系统!(10)节点自治允许远程节点选择加入或退出系统,不影响各节点本地的管理和自主性!(11)编程工具提供丰富的用户接口和编程环境!(12)用户图形界面提供直观的用户访问接口,提供可视化工具!2.1.5Globus 工具集Globus工具集,已被公认为当前建立网格系统的核心实现工具之一。
网格结构(一)为加强自己对工程设计文件编制工作,保证设计文件的质量和完整性,提高设计制图水平和质量,给预算和施工提供准确依据。
在设计工程施工图时一定要有据可依切不可闭门造车,必须在国家现行有关文件深度规范规定的基础上,结合工程的实际情况,才可作深度优化。
做好学习笔记。
网格结构设计要点空间结构的分类按组成基本单元建筑材料分类1、石材:石拱桥,城门,窑洞2、砖结构:圆柱面砖薄壳结构3、钢筋混凝土结构:混凝土薄壳4、木结构:应县木塔,网壳5、竹结构6、钢结构:网架,网壳,索网,索杆张拉7、铝合金结构:轻质高强,耐腐蚀,易加工8、膜结构:聚氯乙烯,聚四氟乙烯9、塑料结构10、碳纤维等现在常用的是钢结构、也有些建筑小品用铝合金结构、膜结构;其次是城市公共资源里使用塑料结构和碳纤维等应用:体育馆、挑蓬、会展中心、干煤棚应用:飞机库、航站楼、建筑楼层、工业厂房应用:幕墙、收费站、加油站、高耸塔架塔楼应用:塑像骨架、建筑小品网架高跨比、格跨比跨度小——上限跨度大——下限悬臂长度对多点支承网架设有合适的悬臂长度,可市跨中弦杆内力和绕度减少,使网架内力分布均匀。
悬臂长度1/3~1/4.网架结构的形式与分类四角椎体组成的网架三角椎体组成的网架六角椎体组成的网架平面桁架系组成的网架两项正交正放网架(a)两项正交斜放网架(b)两向斜交斜放网架(c)三向网架(d)以上几类现实中运用的不多。
四角椎体组成的网架正放四角锥网架(a)正放抽空四角锥网架(b)斜放四角锥网架(c)棋盘型四角锥网架(d)星形四角锥网架(e)单向折线形网架(f)常用的是四角锥体,设计受力比较合理。
网架结构的选型选型要综合考虑以下几种因素:跨度大小用钢量网架制作、安装方法平面形状支撑条件吊车、屋面檩条跨度大小60m以上;30m~60m;30m以下;四角椎体应用广泛;用钢量上下弦杆长短;抽空;正放与斜放;多点支承、三边支承—正交正放;刚度大小杆件越多刚度越大;平面形状圆形、正六边形—六角锥、三角锥安装方法正交正放类利于斜放类焊接球正交比斜交方便;四角锥比三角锥方便三边支撑一边开口开口边增加网架高度层数网架挠度加大网架高度、增大杆件截面、改变网架形式、三层或局部三层网架等方式可减少挠度。