網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

直接作用（荷載）和間接作用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)使用階段荷載作用下的內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況對(duì)地震作用、溫度變化、支座沉降等間接作用及施工安裝荷載引起的內(nèi)力和位移進(jìn)行計(jì)算3.3網(wǎng)架的計(jì)算要點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》JGJ7-91的要求3.3.1網(wǎng)架荷載計(jì)算

整理課件直接作用永久荷載

網(wǎng)架自重(雙層網(wǎng)架的自重可按經(jīng)驗(yàn)公式估算

見教材P120公式（3-2）)

屋面（樓面）自重吊頂材料的重量設(shè)備管道材料的重量

永久荷載可變荷載

①屋面(或樓面)活荷載②雪荷載(雪荷載不應(yīng)與屋面活荷載同時(shí)組合)③風(fēng)荷載。由于網(wǎng)架剛度較大，自振周期較小計(jì)算風(fēng)載時(shí)可不考慮風(fēng)振系數(shù)的影響④積灰荷載⑤吊車荷載(工業(yè)建筑有吊車時(shí)考慮)。

可變荷載整理課件地震作用（豎向）在抗震設(shè)防烈度為6度或7度的地區(qū)，網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行豎向抗震驗(yàn)算；在抗震設(shè)防烈度為8度或9度的地區(qū)，網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向抗震驗(yàn)算。地震作用（水平）在抗震設(shè)防烈度為7度的地區(qū)，可不進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)水平抗震驗(yàn)算；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。水平地震作用下網(wǎng)架的內(nèi)力、位移可采用空間桁架位移法計(jì)算。網(wǎng)架的支承結(jié)構(gòu)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行抗震驗(yàn)算。整理課件溫度作用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)符合下列條件之一者，可不考慮由于溫度變化而引起的內(nèi)力: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：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上式的計(jì)算值教材P120公式(3-3)整理課件如果需要考慮溫度變化引起的網(wǎng)架內(nèi)力，可采用空間桁架位移法，或近似計(jì)算方法。對(duì)非抗震設(shè)計(jì)的網(wǎng)架，荷載及荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算?？拐鹪O(shè)計(jì)的網(wǎng)架，荷載及荷載效應(yīng)組合尚應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001的規(guī)定。荷載效應(yīng)組合或見教材P121-122整理課件3.3.2網(wǎng)架內(nèi)力分析方法

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外荷載按靜力等效原則，將節(jié)點(diǎn)從屬面積內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)，可忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響，假定節(jié)點(diǎn)為鉸接，桿件只承受軸力，當(dāng)桿件上作用有節(jié)間荷載時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮彎矩的影響。整理課件網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)網(wǎng)架類型、跨度大小按下列規(guī)定選用不同的計(jì)算方法。(1)空間桁架位移法，計(jì)算精度最高的一種方法，適用于各種類型、各種平面、各種支承條件的網(wǎng)架計(jì)算。(2)交叉梁系差分法，簡化計(jì)算方法，用于跨度在40m以下的由平面桁架系組成的網(wǎng)架或正放四角錐網(wǎng)架的計(jì)算。(3)擬夾層板法，簡化計(jì)算方法，用于跨度在40m以下，由平面桁架系或角錐體組成的網(wǎng)架計(jì)算。(4)假想彎矩法，簡化計(jì)算方法，可用于斜放四角錐網(wǎng)架，棋盤形四角錐網(wǎng)架的估算。整理課件空間桿系有限元法也稱空間桁架位移法?？臻g桿系有限元法是目前桿系結(jié)構(gòu)計(jì)算精度最高的一種方法，適用于各種類型、各種平面形狀、不同邊界條件的網(wǎng)架，靜力荷載、地震作用、溫度應(yīng)力等工況均可計(jì)算。能考慮網(wǎng)架與下部支承結(jié)構(gòu)的共同工作。計(jì)算程序見下圖：3.4空間桿系有限元法--空間桁架位移法整理課件

網(wǎng)架桿件節(jié)點(diǎn)位移單元?jiǎng)偠染仃嚳倓偠染仃嚳倓偠确匠坦?jié)點(diǎn)位移值桿件內(nèi)力單元內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系引入邊界條件各節(jié)點(diǎn)平衡及變形協(xié)調(diào)條件基本單元基本未知量結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)荷載和節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系對(duì)桿件單元進(jìn)行分析,由虎克定律建立單元桿件內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系,形成單元?jiǎng)偠染仃囌碚n件網(wǎng)架計(jì)算基本假定:

網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)為空間鉸接節(jié)點(diǎn)，桿件只承受軸力；結(jié)構(gòu)材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符合小變形理論;結(jié)構(gòu)材料為完全彈性，符合虎克定律。

目前國內(nèi)網(wǎng)架計(jì)算程序很多，功能也很齊全，但應(yīng)選用經(jīng)過技術(shù)鑒定認(rèn)可的、實(shí)踐證明行之有效的程序。整理課件網(wǎng)架桿件可采用鋼管、熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼。在截面積相同的條件下，鋼管截面具有回轉(zhuǎn)半徑大，截面特性無方向性，抗壓屈承載力高等優(yōu)點(diǎn)，鋼管端部封閉后，內(nèi)部不易銹蝕，是目前網(wǎng)架桿件常用的截面形式。管材可采用高頻焊管或無縫鋼管，有條件時(shí)也可采用薄壁管形截面。材質(zhì)主要有Q235鋼及Q345鋼。3.5網(wǎng)架桿件設(shè)計(jì)整理課件網(wǎng)架桿件的長細(xì)比不宜超過下列數(shù)值受壓桿件：180受拉桿件：(1)一般桿件400(2)支座附近處桿件300(3)直接承受動(dòng)力荷載的桿件250網(wǎng)架桿件主要受軸力作用，截面強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。普通角鋼截面桿件的最小截面尺寸不宜小于50mm×3mm。鋼管不宜小于ф48×2mm。無縫圓管和焊接圓管壓桿在穩(wěn)定計(jì)算中分別屬于a類和b類截面。整理課件網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，節(jié)點(diǎn)用鋼量約占整個(gè)網(wǎng)架用鋼量的20％～25％，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的好壞，對(duì)結(jié)構(gòu)性能、制造安裝、耗鋼量和工程造價(jià)都有相當(dāng)大的影響。網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)形式很多，目前國內(nèi)常用的節(jié)點(diǎn)形式主要有：節(jié)點(diǎn)：

(1)焊接空心球節(jié)點(diǎn)

(2)螺栓球節(jié)點(diǎn)；

(3)焊接鋼板節(jié)點(diǎn)；

(4)焊接鋼管節(jié)點(diǎn)

(5)桿件直接匯交節(jié)點(diǎn)3.6節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)整理課件焊接空心球節(jié)點(diǎn)焊接空心球整理課件螺栓球連接節(jié)點(diǎn)螺栓球整理課件焊接鋼板節(jié)點(diǎn)整理課件焊接鋼管節(jié)點(diǎn)管件直接匯交節(jié)點(diǎn)整理課件網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求(1)受力合理，傳力明確；(2)保證桿件匯交于一點(diǎn)，不產(chǎn)生附加彎矩；(3)構(gòu)造簡單，制作安裝方便，耗鋼量??；(4)避免難于檢查、清刷、涂漆和容易積留濕氣或灰塵的死角或凹槽，管形截面應(yīng)在兩端封閉。整理課件3.6.1焊接空心球節(jié)點(diǎn)

焊接空心球節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單，適用于連接鋼管桿件，球面與管件接時(shí)，只需將鋼管沿正截面切斷，施工方便。

焊接空心球節(jié)點(diǎn)整理課件焊接空心球是由兩塊鋼板經(jīng)加熱壓成兩個(gè)半球，然后相焊而成。分加肋、不加肋。（a）無肋（b

）有肋空心球徑等于或大于300㎜，且桿件內(nèi)力較大，需要提高承載力時(shí)，球內(nèi)可加環(huán)肋。整理課件

鋼管桿件與空心球連接處，管端應(yīng)開坡口，并在鋼管內(nèi)加襯管，在管端與空心球之間焊縫可按對(duì)接焊縫考慮，焊縫質(zhì)量應(yīng)達(dá)到二級(jí)要求,否則只能按斜角角焊縫計(jì)算。加襯管連接整理課件

3.6.2螺栓球節(jié)點(diǎn)

螺栓球節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造螺栓球結(jié)點(diǎn)由鋼球、螺栓、套筒、銷釘（或螺釘）和錐頭（或封板）等零件組成，適用于連接鋼管桿件。螺栓球連接節(jié)點(diǎn)示意圖整理課件錐頭封板高強(qiáng)螺栓桿件整理課件當(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。高強(qiáng)度螺栓應(yīng)符合8.8或10.9級(jí)的要求。整理課件

3.6.3焊接鋼板節(jié)點(diǎn)焊接鋼板節(jié)點(diǎn)可由十字節(jié)點(diǎn)板和蓋板組成十字節(jié)點(diǎn)板，宜由兩塊帶企口的鋼板對(duì)插而成（圖a）,也可由三塊板正交焊成（圖b）焊接鋼板節(jié)點(diǎn)整理課件焊接鋼板節(jié)點(diǎn)可用于兩向網(wǎng)架和由四角錐體組成的網(wǎng)架。常用焊接形式如右圖和下頁圖所示。網(wǎng)架弦桿應(yīng)同時(shí)與蓋板和十字節(jié)點(diǎn)板連接，使角鋼兩肢都能直接傳力。兩向網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造整理課件四角錐體組成的網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造整理課件焊接鋼板節(jié)點(diǎn)各桿件形心線在節(jié)點(diǎn)板處宜交于一點(diǎn)，桿件與節(jié)點(diǎn)連接焊縫的分布應(yīng)使焊縫截面的形心與桿件形心相重合。節(jié)點(diǎn)板厚度可根據(jù)網(wǎng)架最大桿件內(nèi)力由下表確定桿件內(nèi)力（kN）

≤150160~250260~390400~590600~880890~1275節(jié)點(diǎn)板厚度（㎜）88~1010~1212~1414~1616~18節(jié)點(diǎn)板厚度選用表整理課件3.6.4支座節(jié)點(diǎn)支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式應(yīng)受力明確、傳力簡捷、安全可靠，并應(yīng)符合計(jì)算假定。常用支座節(jié)點(diǎn)有以下幾種構(gòu)造形式：平板壓力或拉力支座，只適用于較小跨度網(wǎng)架,如右圖所示。平板壓力或拉力支座a角鋼桿件b鋼管桿件（角位移受到很大的約束）整理課件單面弧形壓力支座，適用于中小跨度網(wǎng)架

單面弧形壓力支座a

兩個(gè)螺栓連接b

四個(gè)螺栓連接（角位移未受約束）整理課件單面弧形拉力支座適用于較大跨度網(wǎng)架。適用于有些在角部支座處產(chǎn)生垂直拉力的網(wǎng)架。如兩向正交斜放網(wǎng)架。單面弧形拉力支座整理課件雙面弧形壓力支座，在支座和底板間設(shè)有弧形塊，上下面都是弧形面，支座既可轉(zhuǎn)動(dòng)又可平移

符合計(jì)算假定，但構(gòu)造復(fù)雜，加工難度大。用于網(wǎng)架跨度大且周邊支承的情況。

雙面弧形壓力支座