大跨屋盖结构
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1.空间结构的特点是什么?如何分类?
答:特点:(1)平面结构的传力特点有层次,从次要构件向主要构件传力。(2)结构或构件抗力,主要依赖截面尺寸和材料的强度,而空间结构的受力特点,是充分利用三维集合构成,形成合理的受力形态,充分发挥材料的性能优势。(3)
分类:按刚性差异及它们的组合来分:刚性结构、柔性空间结构和杂交结构。
2.网架结构的分类:
(1)按结构组成的不同:双层网架、三层网架、组合网架。
(2)支承情况:周边支承网架、点支承网架、边支承与点支承网架相结合的网架
(3)按网格形式:交叉平面桁架体系、四角锥体系、三角锥体系、单向折线形网架。
3.选择网架的形式时,应考虑哪些影响因素?
答:建筑的平面形状和尺寸,网架的支承方式、荷载大小、屋面构造、建筑构造与要求,制作安装方法及材料供应情况等。
4.简述上弦网格尺寸时,应考虑的影响因素。
答:跨度大小、网柱尺寸、屋面材料以及构造要求和建筑功能等。
5.简述网架高度和网架用钢量之间的关系。确定网架高度时,应考虑哪些因素?
答:关系:网架高度越大,弦杆用钢量就越小,弦杆用钢量减少,但此时腹杆长度较长,腹杆用钢量就会增加;反之网架高度减小,腹杆用钢量就较少,弦杆用钢量增加。当忘记爱高度适当时,总用钢量会减少。同时还应考虑刚度要求等。
考虑因素:(1)建筑要求及刚度要求:当屋面荷载较大时,网架高度应选择得较高,反之可矮些。当网架中必须穿行通风管道时,网架高度必须满足此高度。当跨度较大时,网架高度主要由相对挠度的要求来决定。一般来说,跨度较大时,网架跨高比可选用得大些。
(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,网架高度可取得小些。当矩形平面网架越狭长时,单向作用就明显,其刚度就越小些,故此时网架高度应取得大写。(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,网架高度应取得大些。(4)节点构造形式:网架的节点构造形式很多,国内常用的有焊接空心球节点和螺栓球节点。二者相比,前者的安装变形小于后者。故采用焊接空心球节点时,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。
大跨楼屋盖结构建模教学1.概述
网架本身具有:重量轻、刚度大、抗震性能好、空间大等自身的优势,
所以越来越受到大家的青睐.大跨度楼盖和屋盖的应用也越来越普遍,也越
来越多的出现在大家的视线中,比如:加油站、门厅、大型展厅,都喜欢采
用这种混搭结构形式.但是大部分设计师,对于这种结构如何建模及进行整
体计算非常困惑,本篇文章将详细讲解,如何在结构设计软件PKPM中快速完
成这类结构的建模及相关参数的设置.
2.
网架独立计算的缺点和整体计算的必要性
大家对于这种结构,有一些很简化的处理方法.一般都是先对网架单独
进行计算分析,然后把支座力以集中力的形式,加到下部主体结构中,以此来
考虑网架荷载对下部结构的影响.另外,因为网架的面内刚度很大,所以设计
师一般采用一些近似的方法,模拟网架刚度对主体结构的影响,比如:用虚
梁、用等代梁、用刚性杆件、用刚性楼板模拟等.但这些模拟方法都是不准
确的,因为不管用什么方法模拟,都没有真实的把上部网架建到模型中,更无
法实现上部网架和下部主体结构的整体计算分析,尤其是网架单独分析与整
体分析在动力特性上的差异.所以这些简化处理方法,都无法真实反映出网
架的刚度、没有反映出网架真实的变形及振动、无法准确考虑竖向地震的
影响、无法考虑上下部的相互作用,以及大屋盖结构和下部结构的整体效应.
简言之,这些近似的处理方法都是不准确的,网架与下部结构整体计算是十
分必要的.
3.相关的规范条文
规范中对于该类结构的规定很多,下面列出其中几处,供大家参考:
《建筑抗震设计规范》10.2.7中提到:
屋盖结构抗震分析的计算模型,应符合下列要求:1、应合理确定计算模型,屋盖与主要支承部位的连接假定应与构造相
符.
2、计算模型应计入屋盖结构与下部结构的协同作用.
《建筑抗震设计规范》10.2.7条文说明:屋盖结构自身的地震效应是
与下部结构协同工作的结果.由于下部结构的竖向刚度一般较大,以往在屋
盖结构的竖向地震作用计算时通常习惯于仅单独以屋盖结构作为分析模型.
第3章 大跨屋盖结构
3.1 结构形式
大跨钢结构按几何形状、组成方法、结构材科及受力特点的不同可分为平面结构体系和空间结构体系两大类。属于平而结构体系的有:梁式结构(平而桁架、空间桁架),平面刚架和拱式结构。属于空间结构体系的有:平板网架结构,网壳结构,大部分悬索结构,斜拉结构,张拉整体纠构等。
平板网架是由杆件按一定规律组成的结构,大多数为高次超静意结构。网架具有多向传力的性能,空间刚度大,整体性好,具有良好的抗震性能,既适用于大跨度建筑,也适用于中小跨度的房屋,能覆盖各种形状的平面。
网壳是由杆件按一定规律组成的曲面结构.分单层及双层两大类。网壳可设计成各种曲面,能充分满足建筑外形及功能方面的要求。网壳结构主要承受压力,稳定问题比较突出。跨度较大时,不能充分利用材料的强度。杆件和节点的几何偏差,曲面偏离等初始缺陷对网壳内力和整体稳定影响较大。
悬索结构为一系列高强度钢索按一定规律组成的一种张力结构。不同的支承结构形式和钢索布置可适用各种平面形状和建筑造型的要求。钢索承受拉力,能充分利用钢材强度,因而悬索结构自重轻,可以较经济地跨越很大跨度。悬索屋盖为柔性结构体系,设计时应注意采取有效措施保证屋盖结构在风,地震作用下有足够的刚度和稳定性。
3.2 网架的形式
网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。双层网架是出上弦、下弦和腹杆组成的空间结构(图3-1),是最常用的网架形式。三层网架是由上弦、中弦、下弦、上腹杆和下腹杆组成的空间结构(图3-2),其特点是增加网架高度,减小弦杆内力,减小网格尺寸和腹杆长度。当网架跨度较大时,三层网架用钢量比双层网架用钢量省。但由于节点和杆件数量增多,尤其是中层节点所连杆件较多,使构造复杂,造价有所提高。
3.2.1 网架结构的几何不变性分析
网架为一空间铰接杆系结构,杆件布置必须保证不出现结构几何可变性。
网架结构几何不变的必要条件是:
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大跨屋盖结构的风荷载的分布规律
作者:张雪 李寿科 肖飞鹏
来源:《科技视界》2019年第11期
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【摘 要】本文以1:200几何缩尺比的刚性模型进行风洞试验,基于相应的风洞试验数据处理方法,研究了大跨度平屋盖表面风压分布特征,给出了风压系数分布规律。得出,屋面的风压系数以吸力为主,气流在屋面前缘发生分离,发生分离后产生了旋涡脱落与再附。
【关键词】大跨屋盖结构;平均风压系数;脉动风压系数;极值风压系数;局部风压系数
中图分类号: TU312.1 文献标识码: A 文章編号: 2095-2457(2019)11-0172-002
DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2019.11.082
【Abstract】The wind tunnel test is carried out with a rigid model of 1:200 geometric scale.
Based on the corresponding wind tunnel test data processing method, the wind pressure distribution
characteristics of the long-span flat roof are studied, and the distribution law of wind pressure
coefficient is given. . It is concluded that the wind pressure coefficient of the roof is mainly suction,
and the airflow is separated at the front edge of the house. After the separation occurs, the vortex is