空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)-PPT課件

1、大家好1 由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過(guò)節(jié)點(diǎn)連結(jié)而成的平由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過(guò)節(jié)點(diǎn)連結(jié)而成的平板空間結(jié)構(gòu)。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能板空間結(jié)構(gòu)。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)廣泛用作體育館、展覽館、俱樂(lè)部、好等優(yōu)點(diǎn)；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)廣泛用作體育館、展覽館、俱樂(lè)部、影劇院、食堂、會(huì)議室、候車廳、飛機(jī)庫(kù)、車間等的屋蓋影劇院、食堂、會(huì)議室、候車廳、飛機(jī)庫(kù)、車間等的屋蓋結(jié)構(gòu)。具有工業(yè)化程度高、自重輕、穩(wěn)定性好、外形美觀結(jié)構(gòu)。具有工業(yè)化程度高、自重輕、穩(wěn)定性好、外形美觀的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是匯交于節(jié)點(diǎn)上的桿件數(shù)量較多，制作安裝的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是匯交于節(jié)點(diǎn)上的桿件數(shù)量較多，制

2、作安裝較平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜。較平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 大家好2按弦桿層數(shù)不同可分為雙層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架按弦桿層數(shù)不同可分為雙層網(wǎng)架和三層網(wǎng)架 大家好3（1） 平面桁架系網(wǎng)架平面桁架系網(wǎng)架兩向正交正放網(wǎng)架兩向正交正放網(wǎng)架 兩向正交斜放、斜交斜放網(wǎng)架兩向正交斜放、斜交斜放網(wǎng)架 三向網(wǎng)架三向網(wǎng)架 特點(diǎn)：特點(diǎn)：由平面桁架相互交叉所組成，其上、下弦桿長(zhǎng)度由平面桁架相互交叉所組成，其上、下弦桿長(zhǎng)度相等，桿件類型少，且上、下弦桿和腹桿在同一平面內(nèi)。相等，桿件類型少，且上、下弦桿和腹桿在同一平面內(nèi)。一般應(yīng)使斜腹桿受拉，豎桿受壓。斜腹桿與弦桿間的夾一般應(yīng)使斜腹桿受拉，豎桿受壓。斜腹桿與弦桿間的夾角宜在角宜在4060之間。之間。

3、 大家好4 由兩組分別與邊界平由兩組分別與邊界平行的平面桁架互成行的平面桁架互成90交交叉組成。同一方向的各平叉組成。同一方向的各平面桁架長(zhǎng)度一致。面桁架長(zhǎng)度一致。 網(wǎng)架本身屬幾何可變體系。適網(wǎng)架本身屬幾何可變體系。適用于建筑平面為正方形或接近正方用于建筑平面為正方形或接近正方形且跨度較小的情況。兩個(gè)方向的形且跨度較小的情況。兩個(gè)方向的桿件內(nèi)力差別不大，受力較均勻。桿件內(nèi)力差別不大，受力較均勻。 大家好5 短桁架對(duì)長(zhǎng)桁架有嵌固作用，短桁架對(duì)長(zhǎng)桁架有嵌固作用，受力有利。角部產(chǎn)生拔力，常取受力有利。角部產(chǎn)生拔力，常取無(wú)角部形式。比正交正放網(wǎng)架空無(wú)角部形式。比正交正放網(wǎng)架空間剛度大，受力均勻，用鋼省

4、。間剛度大，受力均勻，用鋼省。適用于建筑平面為矩形的情況。適用于建筑平面為矩形的情況。大家好6 特點(diǎn)：特點(diǎn)：幾何不變體系，幾何不變體系，網(wǎng)架空間剛度大，受力網(wǎng)架空間剛度大，受力性能好，內(nèi)力分布也較性能好，內(nèi)力分布也較均勻。均勻。桿件數(shù)量多，節(jié)桿件數(shù)量多，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造比較復(fù)雜。三向點(diǎn)構(gòu)造比較復(fù)雜。三向網(wǎng)架適用于大跨度且建網(wǎng)架適用于大跨度且建筑平面為三角形、六邊筑平面為三角形、六邊形、多邊形和圓形的情形、多邊形和圓形的情況。況。 大家好7正放四角錐網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)架 正放抽空四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架 棋盤形四角錐網(wǎng)架棋盤形四角錐網(wǎng)架 斜放四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架 星形四角錐網(wǎng)架星形四角錐網(wǎng)架 大家

5、好8正放四角錐網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架正放抽空四角錐網(wǎng)架 桿件受力較均勻，桿件受力較均勻，空間剛度比其它類型的空間剛度比其它類型的四角錐網(wǎng)架及兩向網(wǎng)架四角錐網(wǎng)架及兩向網(wǎng)架好。適用于建筑平面接好。適用于建筑平面接近正方形的周邊支承及近正方形的周邊支承及點(diǎn)支承情況。點(diǎn)支承情況。 周邊網(wǎng)格錐體不動(dòng)外，跳周邊網(wǎng)格錐體不動(dòng)外，跳格地抽掉一些四角錐單元中的格地抽掉一些四角錐單元中的腹桿和下弦桿，使下弦網(wǎng)格尺腹桿和下弦桿，使下弦網(wǎng)格尺寸擴(kuò)大一倍。適用于中、小跨寸擴(kuò)大一倍。適用于中、小跨度或屋面荷載較輕的周邊支承、度或屋面荷載較輕的周邊支承、點(diǎn)支承以及周邊支承與點(diǎn)支承點(diǎn)支承以及周邊支承與點(diǎn)支承結(jié)合

6、的網(wǎng)架。結(jié)合的網(wǎng)架。 大家好9棋盤形四角錐網(wǎng)架棋盤形四角錐網(wǎng)架 正放四角錐網(wǎng)架周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空，下弦桿呈正放四角錐網(wǎng)架周邊四角錐不變，中間四角錐間隔抽空，下弦桿呈正交斜放，上弦桿呈正交正放。上弦桿比下弦桿短，受力合理?？朔苏恍狈?，上弦桿呈正交正放。上弦桿比下弦桿短，受力合理。克服了斜放四角錐網(wǎng)架屋面板類型多，屋面組織排水較困難的缺點(diǎn)。適用于中、斜放四角錐網(wǎng)架屋面板類型多，屋面組織排水較困難的缺點(diǎn)。適用于中、小跨度周邊支承方形或接近方形平面的網(wǎng)架。小跨度周邊支承方形或接近方形平面的網(wǎng)架。 大家好10斜放四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架 上弦桿比下弦桿短，受上弦桿比下弦桿短，受力合理

7、。桿件數(shù)量少，屋力合理。桿件數(shù)量少，屋面板類型多，屋面組織排面板類型多，屋面組織排水較困難。水較困難。適用于中、小適用于中、小跨度周邊支承，或周邊支跨度周邊支承，或周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合的矩形承與點(diǎn)支承相結(jié)合的矩形平面情況。平面情況。 大家好11星形四角錐網(wǎng)架星形四角錐網(wǎng)架 由兩個(gè)倒置的三由兩個(gè)倒置的三角形小桁架相互正交角形小桁架相互正交單元組成。適用于中、單元組成。適用于中、小跨度周邊支承方形小跨度周邊支承方形或接近方形平面的網(wǎng)或接近方形平面的網(wǎng)架。架。 大家好12三角錐網(wǎng)架三角錐網(wǎng)架 抽空三角錐網(wǎng)架抽空三角錐網(wǎng)架 蜂窩形三角錐網(wǎng)架蜂窩形三角錐網(wǎng)架 大家好13三角錐網(wǎng)架三角錐網(wǎng)架 上、下弦平

8、面均為三角形網(wǎng)上、下弦平面均為三角形網(wǎng)格。桿件受力均勻，本身為幾何格。桿件受力均勻，本身為幾何不變體，整體抗扭、抗彎剛度好。不變體，整體抗扭、抗彎剛度好。適用于大中跨度及重屋蓋建筑物，適用于大中跨度及重屋蓋建筑物，當(dāng)建筑平面為三角形、六邊形和當(dāng)建筑平面為三角形、六邊形和圓形時(shí)最為適宜。圓形時(shí)最為適宜。 大家好14抽空三角錐網(wǎng)架抽空三角錐網(wǎng)架 抽去部分三角錐單元抽去部分三角錐單元的腹桿和下弦桿。下弦桿的腹桿和下弦桿。下弦桿內(nèi)力較大，用鋼量省，但內(nèi)力較大，用鋼量省，但空間剛度較三角錐網(wǎng)架小?？臻g剛度較三角錐網(wǎng)架小。適用于中、小跨度的三角適用于中、小跨度的三角形、六邊形和圓形等平面形、六邊形和圓形等

9、平面的建筑。的建筑。 大家好15蜂窩形三角錐網(wǎng)架蜂窩形三角錐網(wǎng)架 上弦為正三角形和正六邊形網(wǎng)上弦為正三角形和正六邊形網(wǎng)格，下弦為正六邊形網(wǎng)格。本身幾格，下弦為正六邊形網(wǎng)格。本身幾何可變。其上弦桿短，下弦桿長(zhǎng)，何可變。其上弦桿短，下弦桿長(zhǎng)，受力合理。適用于中、小跨度周邊受力合理。適用于中、小跨度周邊支承的情況，可用于六邊形、圓形支承的情況，可用于六邊形、圓形或矩形平面?；蚓匦纹矫?。 大家好16 根據(jù)建筑根據(jù)建筑平面形狀平面形狀和和跨度跨度大小，大小，支承方式、荷載支承方式、荷載大小、大小、屋面構(gòu)造屋面構(gòu)造和和材料材料、制作安裝方法制作安裝方法等因素等因素。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施

10、工規(guī)程JGJ 7-91 大跨度為大跨度為60m以上以上 中跨度為中跨度為3060m 小跨度為小跨度為30m以下以下 大家好17周邊支承周邊支承點(diǎn)支承點(diǎn)支承周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合兩邊和三邊支承等。兩邊和三邊支承等。大家好18大家好19 點(diǎn)支承網(wǎng)架受力與鋼筋混凝土無(wú)梁樓蓋相似。點(diǎn)支承網(wǎng)架受力與鋼筋混凝土無(wú)梁樓蓋相似。 為減小跨中正彎矩及撓度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量帶有懸挑，為減小跨中正彎矩及撓度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量帶有懸挑，多點(diǎn)支承網(wǎng)架的懸挑長(zhǎng)度可取跨度的多點(diǎn)支承網(wǎng)架的懸挑長(zhǎng)度可取跨度的1 14 41 13 3 。 大家好20各種柱帽形式各種柱帽形式 點(diǎn)支承網(wǎng)架與柱子相連宜設(shè)柱帽以減小沖剪作

11、用。點(diǎn)支承網(wǎng)架與柱子相連宜設(shè)柱帽以減小沖剪作用。 柱帽可設(shè)置于下弦平面之下柱帽可設(shè)置于下弦平面之下( (圖圖a)a)，也可設(shè)置于上弦平面之上，也可設(shè)置于上弦平面之上( (圖圖b)b)。 當(dāng)柱子直接支承上弦節(jié)點(diǎn)時(shí)，也可在網(wǎng)架內(nèi)設(shè)置傘形柱帽當(dāng)柱子直接支承上弦節(jié)點(diǎn)時(shí)，也可在網(wǎng)架內(nèi)設(shè)置傘形柱帽( (圖圖c)c)，這種柱帽承載力較低，適用于中小跨度網(wǎng)架。，這種柱帽承載力較低，適用于中小跨度網(wǎng)架。 大家好21常用網(wǎng)架選型表 支承方式 平面形狀 跨度 網(wǎng)架形式 60m 斜放四角錐網(wǎng)架、兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、蜂窩形三角錐網(wǎng)架、星形四角錐網(wǎng)架

12、L1/L21.5 60m 兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架 1.5L1/L22 兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架 矩 形 L1/L22 兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、單向折線形網(wǎng)架 60m 三向網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架、蜂窩形三角錐網(wǎng)架 周 邊 支 承 圓形、多邊形 60m 三向網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架 三邊支承 參照上述周邊支承矩形平面網(wǎng)架進(jìn)行選型，但其開(kāi)口邊可采取增加網(wǎng)架層數(shù)或適當(dāng)增加整個(gè)網(wǎng)架高度等辦法，網(wǎng)架開(kāi)口邊必須形成豎直的或傾斜的邊桁架 四點(diǎn)支承及多點(diǎn)支承 正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架

13、、兩向正交正放網(wǎng)架 周邊支承與點(diǎn)支承結(jié)合 矩 形 正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架或斜放四角錐網(wǎng)架 注：1當(dāng)網(wǎng)架跨度 L1、L2兩個(gè)方向的支承距離不等時(shí)，可選用兩向斜交斜放網(wǎng)架。 2L1為網(wǎng)架長(zhǎng)向跨度；L2為網(wǎng)架短向跨度。 大家好22 網(wǎng)架的高度與屋面荷載、跨度、平面形狀、支承條件、網(wǎng)架的高度與屋面荷載、跨度、平面形狀、支承條件、設(shè)備管道等因素有關(guān)。設(shè)備管道等因素有關(guān)。 大家好23 容許撓度：容許撓度：用作屋蓋用作屋蓋L2/250，用作樓蓋，用作樓蓋L2/300 排水坡度：排水坡度：3%5% 起拱要求：起拱要求：L2/300 大家好24 1.1.直接作用（

14、荷載）和間接作用直接作用（荷載）和間接作用 對(duì)使用階段對(duì)使用階段荷載作用荷載作用下的下的內(nèi)力和位移內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況對(duì)對(duì)地震作用、溫度變化、支座沉降地震作用、溫度變化、支座沉降等間接作用及等間接作用及施工安裝荷載施工安裝荷載引起的引起的內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算。內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算。（1 1）永久荷載）永久荷載：網(wǎng)架自重；網(wǎng)架自重；屋面（或樓面）材料重力；屋面（或樓面）材料重力；吊頂材料吊頂材料的重力；的重力；設(shè)備管道的重力。設(shè)備管道的重力。 雙層網(wǎng)架自重雙層網(wǎng)架自重gok（kN/m2） 200/2Lqgwok式中，gok網(wǎng)架自重（kN/m2）； L2網(wǎng)架的

15、短向跨度（m）； qw除網(wǎng)架自重外的屋面荷載或樓面荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）； 系數(shù)。對(duì)桿件采用鋼管的網(wǎng)架取=1.0； 采用型鋼的網(wǎng)架取=1.2。大家好25（2 2）可變荷載：）可變荷載：活荷載、雪荷載、積灰荷載、風(fēng)荷載及吊車荷載活荷載、雪荷載、積灰荷載、風(fēng)荷載及吊車荷載 （3 3）抗震驗(yàn)算：）抗震驗(yàn)算： 豎向抗震驗(yàn)算豎向抗震驗(yàn)算 設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為8 8度或度或9 9度的地區(qū)，度的地區(qū)，周邊支承及多點(diǎn)支承和周邊支承相周邊支承及多點(diǎn)支承和周邊支承相結(jié)合的網(wǎng)架結(jié)合的網(wǎng)架 v 為豎向地震作用系數(shù)為豎向地震作用系數(shù)。 ivEvkiGF豎豎向向地地震震作作用用系系數(shù)數(shù) 場(chǎng)地類別 設(shè)防烈度 、 8 可

16、不計(jì)算（0.10） 0.08（0.12） 0.10（0.15） 9 0.15 0.15 0.20 注：括號(hào)中數(shù)值用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為 0.3g 地區(qū) 大家好26 懸挑長(zhǎng)度較大懸挑長(zhǎng)度較大的網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)以及用于的網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)以及用于樓層樓層的網(wǎng)架的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) ，當(dāng)設(shè)防烈度為當(dāng)設(shè)防烈度為8度或度或9度時(shí)，其豎向地震作用標(biāo)度時(shí)，其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可分別取該結(jié)構(gòu)準(zhǔn)值可分別取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表值的重力荷載代表值的10%或或20%。設(shè)。設(shè)計(jì)基本地震加速度為計(jì)基本地震加速度為0.3g時(shí)，可取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表時(shí)，可取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表值的值的15%。計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，。計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，永久

17、荷載取永久荷載取100%，雪荷載和屋面積灰荷載取雪荷載和屋面積灰荷載取50%，不計(jì)屋面活荷載。，不計(jì)屋面活荷載。水平抗震驗(yàn)算水平抗震驗(yàn)算 在抗震設(shè)防烈度為在抗震設(shè)防烈度為8度的地區(qū)，對(duì)于周邊支承的中小度的地區(qū)，對(duì)于周邊支承的中小跨度網(wǎng)架可不進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算；在抗震設(shè)防烈度為跨度網(wǎng)架可不進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算；在抗震設(shè)防烈度為9度的地區(qū)，對(duì)各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算。度的地區(qū)，對(duì)各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算。大家好27（4 4）溫度內(nèi)力：）溫度內(nèi)力：不計(jì)算的條件不計(jì)算的條件支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許網(wǎng)架側(cè)移，且側(cè)移值不小于下式的支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許網(wǎng)架側(cè)移，且側(cè)移值不小于下式的計(jì)算值（例如板式橡膠支座

18、）；計(jì)算值（例如板式橡膠支座）；周邊支承的網(wǎng)架，當(dāng)網(wǎng)架驗(yàn)算方向跨度小于周邊支承的網(wǎng)架，當(dāng)網(wǎng)架驗(yàn)算方向跨度小于40m，且支，且支承結(jié)構(gòu)為獨(dú)立柱或磚壁柱；承結(jié)構(gòu)為獨(dú)立柱或磚壁柱；在單位力作用下，柱頂位移大于或等于下式的計(jì)算值在單位力作用下，柱頂位移大于或等于下式的計(jì)算值 需要計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算時(shí)，采用空間桁架位移法，或近似計(jì)算方法。采用空間桁架位移法，或近似計(jì)算方法。 1038. 02ftEEALum大家好28（5 5）荷載及荷載效應(yīng)組合）荷載及荷載效應(yīng)組合 對(duì)非抗震設(shè)計(jì)，對(duì)非抗震設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009 ； 對(duì)抗震設(shè)計(jì)對(duì)抗震設(shè)計(jì) ，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB

19、 50011 2. 網(wǎng)架內(nèi)力分析方法網(wǎng)架內(nèi)力分析方法 按彈性階段計(jì)算按彈性階段計(jì)算 （1）空間桁架位移法（空間桿系有限元法）空間桁架位移法（空間桿系有限元法）（2）交叉梁系差分法是一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法）交叉梁系差分法是一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法（3）擬夾層板法是又一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法）擬夾層板法是又一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法（4）假想彎矩法也屬簡(jiǎn)化計(jì)算方法）假想彎矩法也屬簡(jiǎn)化計(jì)算方法大家好29 以網(wǎng)架的以網(wǎng)架的桿件桿件為基本單元，以為基本單元，以節(jié)點(diǎn)位移節(jié)點(diǎn)位移為基本未知量。先由為基本未知量。先由桿件內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系建立單元?jiǎng)偠染仃?，然后根桿件內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系建立單元?jiǎng)偠染仃?，然后根?jù)各節(jié)點(diǎn)平衡及變形協(xié)調(diào)

20、條件建立結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)荷載和節(jié)點(diǎn)位據(jù)各節(jié)點(diǎn)平衡及變形協(xié)調(diào)條件建立結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)荷載和節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)總剛度矩陣和總剛度方程?？倓偠确匠桃崎g關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)總剛度矩陣和總剛度方程?？倓偠确匠淌且怨?jié)點(diǎn)位移為未知量的線性方程組。引入邊界條件后，求是以節(jié)點(diǎn)位移為未知量的線性方程組。引入邊界條件后，求解出各節(jié)點(diǎn)位移值。最后由桿件單元內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系解出各節(jié)點(diǎn)位移值。最后由桿件單元內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系求出桿件內(nèi)力。求出桿件內(nèi)力。 1. 1.基本假定基本假定（1）網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)為空間鉸接節(jié)點(diǎn)，桿件只承受軸力；）網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)為空間鉸接節(jié)點(diǎn)，桿件只承受軸力；（2）結(jié)構(gòu)材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符）結(jié)

21、構(gòu)材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符合小變形理論。合小變形理論。大家好30（1）單元?jiǎng)偠染仃噯卧獎(jiǎng)偠染仃?空間桿系空間桿系有限單元：有限單元： 每個(gè)桿件共有每個(gè)桿件共有6個(gè)自由度：個(gè)自由度： 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)6個(gè)桿端力：個(gè)桿端力： 它們之間的關(guān)系是它們之間的關(guān)系是 Tj zj yj xi zi yi xeFFFFFFF Tjjjiiiewvuwvu eeeKF大家好31式中式中即單元?jiǎng)偠染仃嚒：徒Y(jié)構(gòu)力學(xué)的矩陣位移法一致，只即單元?jiǎng)偠染仃?。和結(jié)構(gòu)力學(xué)的矩陣位移法一致，只是相應(yīng)于剪力的各項(xiàng)均為零。是相應(yīng)于剪力的各項(xiàng)均為零。 000000000000001001000000000000001001

22、ijelEAK大家好32（2）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 ijxyzxyz桿單元在整體坐標(biāo)系中的位置桿單元在整體坐標(biāo)系中的位置 ijijijijijijlzznlyymlxxlcoscoscosFeTFe ； FeTTFe eTe ； eTTe 222)()()(ijijijijzzyyxxl大家好33T22211211TTTT 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣T為為： 222222222222110nllnlmnnnlmnlnnllmlTTT12T210 大家好34（3）結(jié)構(gòu)總剛度矩陣及總剛度方程結(jié)構(gòu)總剛度矩陣及總剛度方程 ejiejjjiijiiejiKKKKFFKP （4）結(jié)構(gòu)總剛矩陣中邊界條件的處理方法

23、結(jié)構(gòu)總剛矩陣中邊界條件的處理方法 位移為零：劃行劃列法和乘大數(shù)法。位移為零：劃行劃列法和乘大數(shù)法。彈性約束：將彈簧剛度彈性約束：將彈簧剛度K0疊加到總剛矩陣中對(duì)疊加到總剛矩陣中對(duì)應(yīng)的主對(duì)角元上。應(yīng)的主對(duì)角元上。指定位移：主對(duì)角元和右端項(xiàng)乘以大數(shù)指定位移：主對(duì)角元和右端項(xiàng)乘以大數(shù)R 大家好35（5）網(wǎng)架的邊界條件及對(duì)稱性利用網(wǎng)架的邊界條件及對(duì)稱性利用 當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（包括支座）和外荷載有當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（包括支座）和外荷載有n個(gè)對(duì)稱面?zhèn)€對(duì)稱面時(shí)，可利用對(duì)稱條件只分析網(wǎng)架的時(shí)，可利用對(duì)稱條件只分析網(wǎng)架的1/(2n)。 對(duì)稱面內(nèi)各桿件的截面積應(yīng)取原截面面積的一對(duì)稱面內(nèi)各桿件的截面積應(yīng)取原截面面積的一半，半，n

24、個(gè)對(duì)稱面交線上的中心豎桿，其截面面積應(yīng)個(gè)對(duì)稱面交線上的中心豎桿，其截面面積應(yīng)取原截面面積的取原截面面積的1/(2n)。在對(duì)稱荷載作用下，對(duì)稱在對(duì)稱荷載作用下，對(duì)稱面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的反對(duì)稱位移為零；在反對(duì)稱荷載作面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的反對(duì)稱位移為零；在反對(duì)稱荷載作用下，對(duì)稱面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的對(duì)稱位移應(yīng)取為零。用下，對(duì)稱面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的對(duì)稱位移應(yīng)取為零。 大家好36（6）斜邊界處理斜邊界處理根據(jù)邊界點(diǎn)的位移情況設(shè)置具有一定截面積的附加桿根據(jù)邊界點(diǎn)的位移情況設(shè)置具有一定截面積的附加桿對(duì)斜邊界上的節(jié)點(diǎn)位移做坐標(biāo)變換對(duì)斜邊界上的節(jié)點(diǎn)位移做坐標(biāo)變換 （7）桿件內(nèi)力桿件內(nèi)力 展開(kāi)為：展開(kāi)為：FeTTK ee )(cos)(c

25、os)(cosijijijijwwvvuulEAN大家好37（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)節(jié)點(diǎn)和桿件進(jìn)行編號(hào)；）計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)節(jié)點(diǎn)和桿件進(jìn)行編號(hào)；（2）計(jì)算桿件單元長(zhǎng)度及桿件與整體坐標(biāo)軸夾角余弦；）計(jì)算桿件單元長(zhǎng)度及桿件與整體坐標(biāo)軸夾角余弦；（3）初選各桿的截面積；）初選各桿的截面積；（4）建立局部和整體坐標(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染仃?；）建立局部和整體坐標(biāo)系下的單元?jiǎng)偠染仃嚕唬?）集合總剛矩陣；）集合總剛矩陣；（6）建立荷載列陣；）建立荷載列陣；（7）引入邊界條件對(duì)總剛度方程進(jìn)行處理；）引入邊界條件對(duì)總剛度方程進(jìn)行處理；（8）求解總剛度方程，得出各節(jié)點(diǎn)位移值；）求解總剛度方程，得出各節(jié)點(diǎn)位移值；（9）根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)

26、算桿件內(nèi)力；）根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算桿件內(nèi)力；（10）按桿件內(nèi)力調(diào)整桿件截面，并重新計(jì)算，迭代次數(shù)宜）按桿件內(nèi)力調(diào)整桿件截面，并重新計(jì)算，迭代次數(shù)宜不超過(guò)不超過(guò)45次。次。大家好38截面截面 鋼管、熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼鋼管、熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼 計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算長(zhǎng)度（l為桿件幾何長(zhǎng)度）為桿件幾何長(zhǎng)度） 網(wǎng)架桿件計(jì)算長(zhǎng)度 l0 節(jié) 點(diǎn) 桿 件 螺栓球 焊接空心球 板節(jié)點(diǎn) 弦桿及支座腹桿 l 0.9l l 其它腹桿 l 0.8l 0.8l 大家好39容許長(zhǎng)細(xì)比容許長(zhǎng)細(xì)比（1）受壓桿件：）受壓桿件： =180（2）受拉桿件：一般桿件）受拉桿件：一般桿件 =400，支座附近，支座附近處桿件處桿件 =300，

27、直接承受動(dòng)力荷載桿件，直接承受動(dòng)力荷載桿件 =250。 大家好40網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)型式主要有：網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)型式主要有：（1 1）按節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)架中的位置可分為：中間節(jié)點(diǎn)和支座節(jié)點(diǎn)。）按節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)架中的位置可分為：中間節(jié)點(diǎn)和支座節(jié)點(diǎn)。（2 2）按節(jié)點(diǎn)的連接方式可分為：焊接連接節(jié)點(diǎn)、高強(qiáng)螺栓連）按節(jié)點(diǎn)的連接方式可分為：焊接連接節(jié)點(diǎn)、高強(qiáng)螺栓連接節(jié)點(diǎn)、焊接和高強(qiáng)螺栓混合連接節(jié)點(diǎn)。接節(jié)點(diǎn)、焊接和高強(qiáng)螺栓混合連接節(jié)點(diǎn)。（3 3）按節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式可分為：焊接空心球節(jié)點(diǎn)；螺栓球節(jié)）按節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式可分為：焊接空心球節(jié)點(diǎn)；螺栓球節(jié)點(diǎn)；焊接鋼板節(jié)點(diǎn)；焊接鋼管節(jié)點(diǎn)；桿件直接匯交節(jié)點(diǎn)。點(diǎn)；焊接鋼板節(jié)點(diǎn)；焊接鋼管節(jié)點(diǎn)；桿件直接匯交節(jié)點(diǎn)

28、。我國(guó)常用的是鋼板節(jié)點(diǎn)、焊接空心球節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn)。我國(guó)常用的是鋼板節(jié)點(diǎn)、焊接空心球節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn)。大家好41 焊接空心球節(jié)點(diǎn)焊接空心球節(jié)點(diǎn) 螺栓球節(jié)點(diǎn)螺栓球節(jié)點(diǎn) 焊接鋼板節(jié)點(diǎn)焊接鋼板節(jié)點(diǎn) 焊接鋼管節(jié)點(diǎn)焊接鋼管節(jié)點(diǎn) 桿件直接匯交節(jié)點(diǎn)桿件直接匯交節(jié)點(diǎn) 大家好42網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求 受力合理，傳力明確；受力合理，傳力明確； 保證桿件匯交于一點(diǎn)，不產(chǎn)生附加彎矩；保證桿件匯交于一點(diǎn)，不產(chǎn)生附加彎矩； 構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作安裝方便，耗鋼量?。粯?gòu)造簡(jiǎn)單，制作安裝方便，耗鋼量?。?避免難于檢查、清刷、涂漆和容易積留濕氣或灰塵的死避免難于檢查、清刷、涂漆和容易積留濕氣或灰塵的

29、死角或凹槽，管形截面應(yīng)在兩端封閉。角或凹槽，管形截面應(yīng)在兩端封閉。大家好43 焊接空心球節(jié)點(diǎn)是用兩塊圓鋼板（鋼號(hào)焊接空心球節(jié)點(diǎn)是用兩塊圓鋼板（鋼號(hào)Q235鋼或鋼或Q345鋼）經(jīng)熱壓或冷壓成兩個(gè)半球后對(duì)焊而成的。鋼球鋼）經(jīng)熱壓或冷壓成兩個(gè)半球后對(duì)焊而成的。鋼球外徑一般為外徑一般為160500。分加肋與不加肋兩種（圖），。分加肋與不加肋兩種（圖），當(dāng)焊接空心球的直徑大于當(dāng)焊接空心球的直徑大于300，且桿件內(nèi)力較大時(shí)，采用，且桿件內(nèi)力較大時(shí)，采用加肋球。肋板厚度不應(yīng)小于球壁等厚。加肋球。肋板厚度不應(yīng)小于球壁等厚。 焊接空心球的優(yōu)點(diǎn)是傳力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造型美觀，焊接空心球的優(yōu)點(diǎn)是傳力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，

30、造型美觀，連接方便，適應(yīng)性強(qiáng)。連接方便，適應(yīng)性強(qiáng)。大家好44大家好45大家好46大家好47大家好48D（d12ad2）/空心球節(jié)點(diǎn)桿件間縫隙空心球節(jié)點(diǎn)桿件間縫隙 大家好49 （a）無(wú)肋空心球 （b）有肋空心球 A D 3030o 2 2 A 焊接空心球節(jié)點(diǎn)構(gòu)造焊接空心球節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 （a）無(wú)肋空心球 （b）有肋空心球 D D/2D/3 30o 30o 2 2t/3 B B 大家好50NcDdttdc223 .13400 受壓空心球承載力設(shè)計(jì)值：受壓空心球承載力設(shè)計(jì)值： NcDdttdc223 .13400 受拉空心球承載力設(shè)計(jì)值：受拉空心球承載力設(shè)計(jì)值： Ntfdtt55. 0 fedhNwff

31、NcDdttdc223 .13400 焊縫可按對(duì)接焊縫計(jì)算，質(zhì)量應(yīng)達(dá)到焊縫可按對(duì)接焊縫計(jì)算，質(zhì)量應(yīng)達(dá)到級(jí)要求：否則只級(jí)要求：否則只能作為斜角角焊縫按下式計(jì)算：能作為斜角角焊縫按下式計(jì)算： 大家好51螺栓球節(jié)點(diǎn)由鋼球、高強(qiáng)螺栓、緊固螺栓、套筒、錐頭螺栓球節(jié)點(diǎn)由鋼球、高強(qiáng)螺栓、緊固螺栓、套筒、錐頭或封板等零件組成，適合于連接圓鋼管桿件?；蚍獍宓攘慵M成，適合于連接圓鋼管桿件。螺栓球節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)小，重量輕，節(jié)點(diǎn)用鋼量約占螺栓球節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)小，重量輕，節(jié)點(diǎn)用鋼量約占網(wǎng)架用鋼量的網(wǎng)架用鋼量的1010?？捎糜谌魏涡问降木W(wǎng)架，特別適合于?？捎糜谌魏涡问降木W(wǎng)架，特別適合于四角錐、三角錐體系的網(wǎng)架。這種

32、節(jié)點(diǎn)安裝極為方便，可四角錐、三角錐體系的網(wǎng)架。這種節(jié)點(diǎn)安裝極為方便，可拆卸，安裝質(zhì)量宜達(dá)到保證?？梢愿鶕?jù)具體情況采用散裝拆卸，安裝質(zhì)量宜達(dá)到保證。可以根據(jù)具體情況采用散裝、分條拼裝和整體拼裝等安裝方法。螺栓球節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)是、分條拼裝和整體拼裝等安裝方法。螺栓球節(jié)點(diǎn)的缺點(diǎn)是，球體加工復(fù)雜，零部件多，加工精度高；價(jià)格貴；所需，球體加工復(fù)雜，零部件多，加工精度高；價(jià)格貴；所需鋼號(hào)不一，工序復(fù)雜。鋼號(hào)不一，工序復(fù)雜。2. 螺栓球節(jié)點(diǎn)螺栓球節(jié)點(diǎn)大家好52螺栓球連接節(jié)點(diǎn)圖示螺栓球連接節(jié)點(diǎn)圖示 大家好53大家好54大家好55大家好56大家好57大家好58大家好59鋼球尺寸鋼球尺寸 D21221122sindd

33、ctgdd D212212sindctgdd 螺栓不碰要求：螺栓不碰要求：套筒接觸面要求套筒接觸面要求：鋼球直徑取式以上兩式的較大值。鋼球直徑取式以上兩式的較大值。大家好60D211221212)(4sindDSDctgDD 當(dāng)相鄰兩桿夾角當(dāng)相鄰兩桿夾角3030時(shí)，還要保證相鄰兩根桿時(shí)，還要保證相鄰兩根桿件（管端為封板）不相碰要求件（管端為封板）不相碰要求：大家好61螺栓尺寸螺栓尺寸 btNbtefA Sdlb（340） 圖 338 高強(qiáng)螺栓幾何尺寸 式中 螺栓伸入鋼球的長(zhǎng)度與螺栓直徑之比，一般1.1； 0.65d lb 1.56d d 大家好62 當(dāng)桿件管徑較大時(shí)采用錐頭連接。管徑較小時(shí)采用

34、封板連當(dāng)桿件管徑較大時(shí)采用錐頭連接。管徑較小時(shí)采用封板連接。連接焊縫以及錐頭的任何截面應(yīng)與連接鋼管等強(qiáng)。接。連接焊縫以及錐頭的任何截面應(yīng)與連接鋼管等強(qiáng)。 桿件端部連接焊縫錐頭和封板錐頭和封板大家好63 套筒通常開(kāi)有縱向滑槽套筒通常開(kāi)有縱向滑槽( (圖圖) )，滑槽寬度一般比銷釘直徑大，滑槽寬度一般比銷釘直徑大1.5-2mm1.5-2mm。套筒應(yīng)進(jìn)行承壓驗(yàn)算：。套筒應(yīng)進(jìn)行承壓驗(yàn)算： 套筒端部到開(kāi)槽端部套筒端部到開(kāi)槽端部( (或釘孔端或釘孔端) )距離應(yīng)使該處有效截面抗距離應(yīng)使該處有效截面抗剪力不低于銷釘剪力不低于銷釘( (或螺釘或螺釘) )抗剪力，且不小于抗剪力，且不小于1.51.5倍開(kāi)槽的倍開(kāi)

35、槽的寬度或?qū)挾然?mm6mm。套筒端部要保持平整，內(nèi)孔。套筒端部要保持平整，內(nèi)孔L L徑可比螺栓直徑徑可比螺栓直徑大大1mm1mm。 套筒幾何尺寸套筒幾何尺寸大家好643. 焊接鋼板節(jié)點(diǎn)焊接鋼板節(jié)點(diǎn) 大家好65鋼板節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造及設(shè)計(jì)鋼板節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造及設(shè)計(jì)鋼板節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)板及蓋板所采用的鋼材應(yīng)與網(wǎng)架桿件一致。鋼板節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)板及蓋板所采用的鋼材應(yīng)與網(wǎng)架桿件一致。鋼板節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造及設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：鋼板節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造及設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）桿件重心線在節(jié)點(diǎn)處宜交與一點(diǎn)，否則應(yīng)考慮其偏心）桿件重心線在節(jié)點(diǎn)處宜交與一點(diǎn)，否則應(yīng)考慮其偏心影響影響（2）桿件與節(jié)點(diǎn)連接焊縫的分布，應(yīng)使焊縫截面的重心與）桿件與節(jié)點(diǎn)連接焊縫的分布，應(yīng)使焊縫截面的重心與桿件重心重合，否則應(yīng)考慮其偏心影響；桿件重心重合，否則應(yīng)考慮其偏心影響；（3）便于制作和拼裝。網(wǎng)架弦桿應(yīng)與蓋板和節(jié)點(diǎn)板共同連）便于制作和拼裝