鋼結構設計教程word版(編輯修改稿)
2025-07-09 07:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 板網(wǎng)架和網(wǎng)殼結構。 (a)平板型網(wǎng)架 (雙層 ) (b)網(wǎng)殼 (單層、雙曲 ) (c)網(wǎng)殼 (單層、單曲 ) 圖 網(wǎng)架、網(wǎng)殼型式 網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構為一種空間桿系結構，具有三維受力特點，能承受各方向的作用，并且網(wǎng)架結構一般為高次超靜定結構，倘若一桿局部失效，超靜定次數(shù)僅減少一次，內(nèi)力可重新調(diào)整和分布，整個結構一般并不失效，具有較高的安全儲備。 網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構中的桿件，既為受力桿件，又互為支撐桿件，協(xié)同工作，整體性和穩(wěn)定性好，空間剛度 大，能有效承受非對稱荷載、集中荷載和動荷載的作用，具有較好的抗震性能。 在節(jié)點荷載作用下，各桿件主要承受軸向的拉力和壓力，能充分發(fā)揮材料的強度，節(jié)省鋼材。 平板網(wǎng)架與網(wǎng)殼相比，它是一種無水平推力或拉力的空間結構，支座構造較為簡單，一般簡支支座即可，便于下部支承結構處理，而網(wǎng)殼結構由于其結構型式，受力更趨于合理，且可以實現(xiàn)更美觀的建筑外形。 網(wǎng)殼結構的主要缺點在于：桿件和節(jié)點幾何尺寸的偏差以及曲面的偏離對網(wǎng)殼的內(nèi)力、整體穩(wěn)定性和施工精度影響較大，給結構設計和施工帶來了一定的困難。為減小網(wǎng)殼結構初始缺陷，對于桿 件和節(jié)點的加工精度要求較高，加工難度大。此外，網(wǎng)殼的矢高很大時，增加了屋面面積和不必要的建筑內(nèi)部空間，增加建筑材料和能源的消耗。這些問題在大跨度網(wǎng)殼中顯得更加突出。 由于網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構組合有規(guī)律，大量桿件和節(jié)點的形狀、尺寸相同，并且桿件和節(jié)點規(guī)格少，便于工廠成批生產(chǎn)，產(chǎn)品質量高，現(xiàn)場進行拼裝較容易，施工速度快。 網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構不僅實現(xiàn)了利用較小規(guī)格的桿件建造大跨度結構，而且結構占用空間較小，更能有效利用空間，如在網(wǎng)架和多層網(wǎng)殼結構上下弦之間的空間布置各種設備及管道等。網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構平面布置靈活，適用于矩形、 圓形、橢圓形、多邊形、扇形等多種建筑平面，建筑造型新穎、輕巧、壯觀，極富表現(xiàn)力，深受建筑師和業(yè)主的青睞。 由于網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構具有以上諸多的特點，我國從 1964 年以來已建成為數(shù)眾多的不同類型、不同平面形式的網(wǎng)架結構。目前我國已經(jīng)成為網(wǎng)架生產(chǎn)大國，其年生產(chǎn)規(guī)模、建筑面積已為世界之最。 網(wǎng)殼結構在我國的發(fā)展和應用歷史不長，但發(fā)展速度很快，應用范圍在不斷擴大，在網(wǎng)殼結構選型、計算理論、穩(wěn)定性分析、節(jié)點構造、加工制作和施工安裝等方面已做了大量的工作，取得了較多的成果。 由于網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構能適應不同跨度、不同平面形狀、不同支承條件、不同功能需要的建筑物，不僅中小跨度的工業(yè)與民用建筑有應用，而且被大量應用于中大跨度的體育館、展覽館、大會堂、影劇院、車站、飛機庫、廠房、倉庫等建筑中。 網(wǎng)架、網(wǎng)殼多采用鋼結構，也有鋼筋混凝土結構網(wǎng)架和鋼－混凝土組合網(wǎng)架結構（網(wǎng)架上弦采用預制或現(xiàn)澆混凝土平板代替上弦鋼桿件），但目前很少應用，因此不作介紹。 索膜結構 索膜結構的連接必須要滿足結構受力要求和耐久要求，具體連接構造見圖 。 （ a） （ b） （ c） （ d） （ e） （ f） （ g） （ h） （ i） （ j） （ k） （ l） 圖 －膜連接構造 管桁架結構 桁架結構是指由桿件在端部相互連接而組成的格子式結構，管桁架即是指結構中的桿件均為圓管桿件。管桁架中的桿件大部分情 況下只受軸線拉力或壓力，應力在截面上均勻分布，因而容易發(fā)揮材料的作用，這些特點使得桁架結構用料經(jīng)濟，結構自重小。易于構成各種外形以適應不同的用途，譬如可以做成簡支桁架、拱、框架及塔架等，因而桁架結構在現(xiàn)今的許多大跨度的場館建筑，如會展中心、體育場館或其他一些大型公共建筑中得到了廣泛運用。 管桁架結構中的桿件均在節(jié)點處采用焊接連接，而在焊接之前，需預先按將要焊接的各桿件焊縫形狀進行腹桿及弦桿的下料切割，這就需要對腹桿端頭進行相貫線切割及弦桿的開槽切割。由于桁架結構中各桿件與桿件之間是以相貫線型式相交，桿件端頭 斷面形狀比較復雜，因此在實際切割加工中一般采用機械自動切割加工和人工手工切割加工兩種方法進行加工。 管桁架同網(wǎng)架比，桿件較少，節(jié)點美觀，不會出現(xiàn)較大的球節(jié)點，利用大跨度空間管桁架結構，可以建造出各種體態(tài)輕盈的大跨度結構，在公共民用建筑中，尤其是在大型會展和體育場館建設中，有著廣泛推廣應用的發(fā)展前景。 三、鋼結構的特點 鋼結構的優(yōu)點 （ 1） 材質均勻 可靠性高 鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質體，鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結果，故可靠性較高。 （ 2） 強度高 重量輕 鋼材強度較
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