大跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用及制作與安裝

第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式三、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式選擇四、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析五、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)抗震分析六、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件設(shè)計(jì)七、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)八、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)制作與安裝九、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①多桿件從兩個(gè)或幾個(gè)方向有規(guī)律地組成的高次超靜定結(jié)構(gòu)，屬空間結(jié)構(gòu)體系；②二力桿結(jié)構(gòu)，空間剛度大，整體性好，具有良好的抗震性能；③用小規(guī)格、短桿件構(gòu)成大跨度結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)連接簡(jiǎn)便（2～4種），建筑造型靈活多樣，分析計(jì)算成熟，制造和安裝定型化、標(biāo)準(zhǔn)化。④結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布不均勻，邊緣桿件“強(qiáng)度過剩”；節(jié)點(diǎn)用鋼量大。第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用2、發(fā)展過程①國(guó)外開始于20世紀(jì)初，40年代開發(fā)出MERO體系，標(biāo)志著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)商品化的開始。②我國(guó)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用開始于60年代，但發(fā)展很快，后來居上。標(biāo)志性事件有： 1964年上海師范學(xué)院球類房（31.5×40.5m，角鋼，板節(jié)點(diǎn)）； 1966年天津科學(xué)宮，第一座焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，14.8x23.3m; 1981年建工總局《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)定》（JGJ7-80）； 1991年建設(shè)部《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ7-91），《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ78-91）；第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用2、發(fā)展過程材料：碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁合金結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)；節(jié)點(diǎn)：焊接球、螺栓球、板節(jié)點(diǎn)；桿件：角鋼、鋼管、工字鋼；結(jié)構(gòu)類型：十二種結(jié)構(gòu)體系；應(yīng)用領(lǐng)域：大型公共建筑，工業(yè)廠房，塔架廊棧、裝飾、改擴(kuò)建。第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用首都體育館（1967）：矩形平面，122×99×6m，平行弦桁架，用鋼量65kg/m2；第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用上海體育館（1973）：圓形平面，110×6m，平行弦桁架，用鋼量47kg/m2；第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用天津無縫鋼管廠（1992）：6萬m2（108×564m），柱網(wǎng)36×18m，用鋼量32kg/m2；一汽大眾轎車廠（1991）：8萬m2(189.4×421.6m)，柱網(wǎng)21×12m，用鋼量31kg/m2；第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用首都機(jī)場(chǎng)四機(jī)位機(jī)庫(kù)(1996)：（153+153）×90m，四角錐網(wǎng)架廈門機(jī)場(chǎng)太古機(jī)庫(kù)(1999)：155×70m第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用首都機(jī)場(chǎng)四機(jī)位機(jī)庫(kù)（153+153）×90m第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用首都機(jī)場(chǎng)空客A380機(jī)庫(kù)（在建):（176+176）×110m第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用3、工程應(yīng)用第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)組成:

雙層網(wǎng)架(上弦桿、下弦桿、腹桿)

三層網(wǎng)架(上弦桿、中弦桿、下弦桿、腹桿)，減小桿件長(zhǎng)度，降低內(nèi)力，增加高度，大跨(L>80)

組合網(wǎng)架(鋼筋混凝土板代替上弦桿)1、分類第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式1、分類②支承方式

多跨，單跨四點(diǎn)支承，多點(diǎn)支承周邊支承，混合支承支承條件不同，會(huì)改變網(wǎng)架內(nèi)力分布狀態(tài)，總體看平板網(wǎng)架具有平板的受力狀態(tài)。第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式1、分類③網(wǎng)格形式空間桁架體系：由角錐體系形成的空間桁架組成，桿件較小，用鋼經(jīng)濟(jì)，剛度也較大，可抽去部分桿件，桿件更少。平面桁架體系：由平行弦桁架組成，桿件較多，剛度較大，適用于各種跨度；第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式2、交叉桁架體系平行弦桁架相互交叉組成；較長(zhǎng)的斜腹桿受拉，較短的豎桿受壓，上下弦桿等長(zhǎng)；斜腹桿與弦桿間的夾角宜取40-60°；桁架的節(jié)間長(zhǎng)度即為網(wǎng)格尺寸。結(jié)構(gòu)組成第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式2、交叉桁架體系兩組平面桁架互相垂直，與邊界平行，上下弦桿網(wǎng)格尺寸相同，桁架長(zhǎng)度相同，幾何可變，應(yīng)設(shè)支撐，正方形平面內(nèi)力分布均勻。①兩向正交正放網(wǎng)架第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式2、交叉桁架體系桁架垂直相交，弦桿與邊界成45°，各榀桁架長(zhǎng)度不同，剛度大，對(duì)角桁架支座受拉

②兩向正交斜放網(wǎng)架桁架斜向相交，構(gòu)造復(fù)雜，受力性能不好

③兩向斜交斜放網(wǎng)架第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式2、交叉桁架體系三組桁架60°相交，受力均勻，節(jié)點(diǎn)交匯桿多（13根），構(gòu)造復(fù)雜，大跨度，圓形，三角形或多邊形平面④三向網(wǎng)架第三章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式2、交叉桁架體系⑤單向折線形網(wǎng)架由平面桁架互相傾斜交成V形面構(gòu)成，呈單向受力狀態(tài)，較單純的平面剛架剛度大，不需支撐體系第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式3、四角三錐體系上下三弦為三正方三形網(wǎng)三格，三相互三錯(cuò)開三半格三，下三弦網(wǎng)三格節(jié)三點(diǎn)對(duì)三準(zhǔn)上三弦正三方形三中心三，上三下弦三網(wǎng)格三節(jié)點(diǎn)三用腹三桿相三連結(jié)構(gòu)三組成第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式3、四角三錐體系上下三弦桿三等長(zhǎng)三，受三力均三勻，三剛度三大，三用鋼三量大三，適三合于三周邊三支承①正放三四角三錐網(wǎng)三架第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式3、四角三錐體系正放三四角三錐網(wǎng)三架局部三抽空，三形成三交叉三梁，三用鋼三量省三，中三小跨三度②正放抽空四角三錐網(wǎng)三架第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式3、四角三錐體系上弦三斜放三，與三邊界三成45°，下三弦正三放，三上弦三短，三下弦三長(zhǎng)，三節(jié)點(diǎn)三交匯三桿件三少，三用鋼三量省三，加三剛性三邊框③斜放四三角錐三網(wǎng)架第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式3、四角三錐體系兩個(gè)三倒三三角桁三架相三互交三叉，三三角三桁架三頂點(diǎn)三相連三為下三弦桿三，上三弦斜三放，三與邊三界成45°，下三弦正三放，三上弦三短，三下弦三長(zhǎng)，三中小三跨度三，用三鋼量三省，三周邊三支承④星形三四角三錐網(wǎng)三架第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式3、四角三錐體系上弦三正放三，下三弦斜三放，三與邊三界成45°，上弦三短，三下弦三長(zhǎng)，三中小三跨度三，用三鋼量三省⑤棋盤三形四三角錐三網(wǎng)架第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式4、三角三錐體系結(jié)構(gòu)三組成上弦三下弦三為三三角形三網(wǎng)格三，下三弦節(jié)三點(diǎn)對(duì)三準(zhǔn)上三弦三三角形三中心第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式4、三角三錐體系①三三角錐三網(wǎng)架上下三弦桿三等長(zhǎng)三，三三角形三，每三個(gè)節(jié)三點(diǎn)9根桿三，受三力均三勻，三剛度三大，三適合三于多三邊形三平面第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式4、三角三錐體系②抽空三角三錐網(wǎng)三架局部三抽空三，上三弦三三角形三，下三弦六三邊形三，剛?cè)刃∪腥】缛?，三省鋼第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)二、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式4、三角三錐體系③蜂窩三形三角三錐網(wǎng)三架上弦三三角三形和三六邊三形，三下弦三六邊三形，三節(jié)點(diǎn)三桿件三交匯三少，三剛度三小，三中小三跨度第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)三、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式三選擇建筑三物的三平面三形狀三和尺三寸，三支承三方式三，荷三載大三小，三屋面三構(gòu)造三，建三筑要三求，三制造三和安三裝方三法，三材料三供應(yīng)三情況1、考慮三因素第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)三、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式三選擇四角三錐網(wǎng)架，兩三向正三交網(wǎng)架：平面三形狀三為矩三形，三周邊三支承三邊長(zhǎng)三比≤三1.三5的三網(wǎng)架三;平面三形狀三為矩三形，三周邊三支承三邊長(zhǎng)三比＞三1.三5的三網(wǎng)架三;平面三形狀三為矩三形，三三邊三支承三一邊三開口三網(wǎng)架三;平面三形狀三為矩三形，三多點(diǎn)三和點(diǎn)三邊混三合支三承網(wǎng)三架;2、選型三原則三：(參照三《網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)與三施工三規(guī)范三》)第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)三、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式三選擇2、選型三原則三：(參照三《網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)與三施工三規(guī)范三》)三角三錐網(wǎng)三架，三三向三網(wǎng)架：平面三形狀三為圓三形，三正六三邊形三及接三近正三六邊三形，三周邊三支承三網(wǎng)架三;多層三建筑三的樓三層或L≤三50三m的屋三蓋，三以及三鋼筋三砼板三代替三上弦三的組三合網(wǎng)三架；第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)三、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式三選擇（1三）網(wǎng)格三尺寸①網(wǎng)格三尺寸：直接三影響三網(wǎng)架三的經(jīng)三濟(jì)性，網(wǎng)格三大，三節(jié)點(diǎn)三少，三但砼三面板三重量三大；三網(wǎng)格三上加三檁條三可采三用大三網(wǎng)格三，但三檁條三長(zhǎng)度三宜≤6m;②確定三因素：柱網(wǎng)三尺寸三，屋三面材三料，三建筑三和構(gòu)三造要三求，三施工三條件三等；③網(wǎng)三格數(shù)n的確三定：鋼砼三板屋三面體三系：n=三(2三-4三)+三0.三2L三2（兩向三正交三正放三，正三放四三角錐三，正三放抽三空四三角錐三)三；n=三(6三-8三)+三0.三08三L2三（兩向三正交三斜放三，棋三盤形三四角三錐，三斜放三四角三錐，三星形三四角三錐三)鋼檁三條屋三面體三系：n=三(6三-8三)+三0.三07三L2三，其中L2為網(wǎng)三架短三向跨三度。3、網(wǎng)架三的主三要尺三寸及三構(gòu)造第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)三、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式三選擇3、網(wǎng)架三的主三要尺三寸及三構(gòu)造（2三）網(wǎng)架三高度①網(wǎng)三架高三度：三影響剛度，上、下三弦桿三的內(nèi)三力和三腹桿三的經(jīng)三濟(jì)性三；②確三定原三則：三一般三使腹三桿與三弦桿三的夾三角為三40三-6三0°三；③高三跨比三：鋼三砼板三屋面三體系三10三-1三4,三鋼檁三條屋三面體三系三(三13三-1三7)三-0三.0三3L2第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)三、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三形式三選擇3、網(wǎng)架三的主三要尺三寸及三構(gòu)造（3三）屋面三起拱三和排三水①一三般情三況下三，網(wǎng)三架剛?cè)却笕蝗杵鹑?；?dāng)L2三≥6三0m時(shí)，三采用三不大三于1三/3三00三的起三拱度三；②屋三面排三水坡三度的三做法三：(三一般三取1三-4三%)上弦三節(jié)點(diǎn)三加小三立柱三找坡三；網(wǎng)架三變高三度；整個(gè)三網(wǎng)架三起坡三；支承三柱變?nèi)叨热?；第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)四、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三分析①精確三計(jì)算三法：三空間三桿系三有限三元法三，彈三性分三析，三小變?nèi)卫砣?，三鉸接三，可三考慮三支承三結(jié)構(gòu)三影響三；單元三平衡三方程三[k]yaiqjgo=三{F三}整體平衡三方程三[K]ryczlxj=三{P三}[K三]稀疏三矩陣三，3n×三3n對(duì)稱三正定三，矩三陣存三儲(chǔ)與三方程三組解三法1、內(nèi)力三分析三方法第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)四、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三分析1、內(nèi)力三分析三方法②簡(jiǎn)三化計(jì)三算法三：交三叉梁三系分三析法三；擬三板法三(擬三夾層三板法三)；三假想三彎矩三法等三。③專三用軟三件，設(shè)計(jì)參數(shù)三輸入三，網(wǎng)格三自動(dòng)三生成，節(jié)點(diǎn)三坐標(biāo)三、節(jié)三點(diǎn)荷三載自三動(dòng)計(jì)三算，優(yōu)化三計(jì)算，減少三截面三種類。（三天大、浙大三、同三濟(jì)、三哈工大、建研三院、三海軍三局、三航空三院等）④容許三撓度三1/三25三0(屋蓋)或三1/三30三0（樓三蓋）。第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)四、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三分析2、荷載和特殊三作用①自重三估算三：30三~6三0k三g/三m2，②溫度三應(yīng)力三：高三次超三靜定三，空三間桁三架位三移法三；③豎向地震三作用：簡(jiǎn)化計(jì)三算，振型三分解三，時(shí)三程分三析；④安裝三荷載三：驗(yàn)三算內(nèi)三力、三撓度三和動(dòng)三力效三應(yīng)；⑤支座三沉降三和位三移。第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)四、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三分析3、溫度三應(yīng)力三計(jì)算①不用三計(jì)算三溫度三應(yīng)力支座三節(jié)點(diǎn)三構(gòu)造三允許三側(cè)移三；周邊三柱支三承，三跨度三小于三40m；柱頂三側(cè)移三較限三定值三大。第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)四、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三內(nèi)力三分析3、溫度三應(yīng)力三計(jì)算②溫度三應(yīng)力三計(jì)算三方法A計(jì)算三桿件三溫度三變化三產(chǎn)生三的固三端力Noi三j=-EDtaAijB計(jì)算三節(jié)點(diǎn)三不平三衡力Pix=-SEDtaAikco三saik,Piy=-SEDtaAikco三sbik,Piz=-SEDtaAikco三sgikC不平三衡力三反向三加在三節(jié)點(diǎn)三上，三計(jì)算三位移{Dt}=三-[三K]-1{P三}D計(jì)算三桿件三內(nèi)力N1i三jE疊加得溫三度內(nèi)三力Nti三j=Noi三j+N1i三j第三三章三網(wǎng)三架結(jié)三構(gòu)五、三網(wǎng)架三結(jié)構(gòu)三抗震三分析1、計(jì)算三假定：節(jié)三點(diǎn)集三中質(zhì)三量(3三n自由三度)，考三慮支三承結(jié)三構(gòu)剛?cè)龋?、自振三周期：網(wǎng)三架基三本周三期為三豎向三振型0.三3~三0.三7s。3、8度和三9度三進(jìn)行