鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教程word版(編輯修改稿)
2025-02-12 06:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件主要承受軸向的拉力和壓力，能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，節(jié)省鋼材。平板網(wǎng)架與網(wǎng)殼相比，它是一種無(wú)水平推力或拉力的空間結(jié)構(gòu)，支座構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，一般簡(jiǎn)支支座即可，便于下部支承結(jié)構(gòu)處理，而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)型式，受力更趨于合理，且可以實(shí)現(xiàn)更美觀的建筑外形。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)在于：桿件和節(jié)點(diǎn)幾何尺寸的偏差以及曲面的偏離對(duì)網(wǎng)殼的內(nèi)力、整體穩(wěn)定性和施工精度影響較大，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)了一定的困難。為減小網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)初始缺陷，對(duì)于桿件和節(jié)點(diǎn)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(shí)，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(wèn)題在大跨度網(wǎng)殼中顯得更加突出。由于網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)組合有規(guī)律，大量桿件和節(jié)點(diǎn)的形狀、尺寸相同，并且桿件和節(jié)點(diǎn)規(guī)格少，便于工廠成批生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量高，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝較容易，施工速度快。網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)了利用較小規(guī)格的桿件建造大跨度結(jié)構(gòu)，而且結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上下弦之間的空間布置各種設(shè)備及管道等。網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)具有以上諸多的特點(diǎn)，我國(guó)從1964年以來(lái)已建成為數(shù)眾多的不同類型、不同平面形式的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。目前我國(guó)已經(jīng)成為網(wǎng)架生產(chǎn)大國(guó)，其年生產(chǎn)規(guī)模、建筑面積已為世界之最。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用歷史不長(zhǎng)，但發(fā)展速度很快，應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)選型、計(jì)算理論、穩(wěn)定性分析、節(jié)點(diǎn)構(gòu)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(jié)構(gòu)能適應(yīng)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(yīng)用，而且被大量應(yīng)用于中大跨度的體育館、展覽館、大會(huì)堂、影劇院、車站、飛機(jī)庫(kù)、廠房、倉(cāng)庫(kù)等建筑中。網(wǎng)架、網(wǎng)殼多采用鋼結(jié)構(gòu)，也有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)網(wǎng)架和鋼－混凝土組合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（網(wǎng)架上弦采用預(yù)制或現(xiàn)澆混凝土平板代替上弦鋼桿件），但目前很少應(yīng)用，因此不作介紹。索膜結(jié)構(gòu)索膜結(jié)構(gòu)的連接必須要滿足結(jié)構(gòu)受力要求和耐久要求。 （a） （b） （c） （d） （e） （f） （g） （h） （i） （j） （k） （l）－膜連接構(gòu)造管桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)是指由桿件在端部相互連接而組成的格子式結(jié)構(gòu)，管桁架即是指結(jié)構(gòu)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(yīng)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(diǎn)使得桁架結(jié)構(gòu)用料經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)自重小。易于構(gòu)成各種外形以適應(yīng)不同的用途，譬如可以做成簡(jiǎn)支桁架、拱、框架及塔架等，因而桁架結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今的許多大跨度的場(chǎng)館建筑，如會(huì)展中心、體育場(chǎng)館或其他一些大型公共建筑中得到了廣泛運(yùn)用。管桁架結(jié)構(gòu)中的桿件均在節(jié)點(diǎn)處采用焊接連接，而在焊接之前，需預(yù)先按將要焊接的各桿件焊縫形狀進(jìn)行腹桿及弦桿的下料切割，這就需要對(duì)腹桿端頭進(jìn)行相貫線切割及弦桿的開槽切割。由于桁架結(jié)構(gòu)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(fù)雜，因此在實(shí)際切割加工中一般采用機(jī)械自動(dòng)切割加工和人工手工切割加工兩種方法進(jìn)行加工。管桁架同網(wǎng)架比，桿件較少，節(jié)點(diǎn)美觀，不會(huì)出現(xiàn)較大的球節(jié)點(diǎn)，利用大跨度空間管桁架結(jié)構(gòu)，可以建造出各種體態(tài)輕盈的大跨度結(jié)構(gòu)，在公共民用建筑中，尤其是在大型會(huì)展和體育場(chǎng)館建設(shè)中，有著廣泛推廣應(yīng)用的發(fā)展前景。三、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)（1）材質(zhì)均勻 可靠性高鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果，故可靠性較高。（2）強(qiáng)度高 重量輕鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量也高，因而鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件小而輕，在同樣的受力情況下鋼材自重較小，可以作成跨度較大的結(jié)構(gòu)，由于桿件小，也便于安裝和運(yùn)輸。（3）塑性和韌性好鋼結(jié)構(gòu)的塑性和韌性好，適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，有較好的抗震性能。（4）具有可焊性可焊性是指鋼材在焊接過(guò)程中和焊接后，都能保持焊接部分不開裂的完整性的性質(zhì)。由于焊接
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