網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)

紅河哈尼族彝族自治州加固改造設(shè)計(jì)公司 5小時(shí)前 23:59:04 1 搶沙發(fā)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種常見的空間鋼結(jié)構(gòu)，它由一系列三角形或四邊形的桿件通過節(jié)點(diǎn)相互連接而成。在設(shè)計(jì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時(shí)，首先需要根據(jù)工程需求和條件確定其尺寸、形狀和布置方式，然后進(jìn)行力學(xué)分析和計(jì)算以驗(yàn)證其穩(wěn)定性和安全性。還需考慮材料的強(qiáng)度、耐久性和施工工藝等因素。在設(shè)計(jì)過程中，還需要考慮結(jié)構(gòu)的美觀性、經(jīng)濟(jì)性以及與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。通過詳細(xì)的圖紙和計(jì)算書來指導(dǎo)實(shí)際施工，確保網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能夠安全、穩(wěn)定地滿足工程要求。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)原則

安全性原則
- 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)必須滿足安全要求，能夠承受各種可能出現(xiàn)的荷載組合，包括靜載、活載、風(fēng)載、雪載等，同時(shí)還要考慮到地震等自然災(zāi)害的影響。
經(jīng)濟(jì)性原則
- 在滿足安全性和使用功能的前提下，應(yīng)盡可能地降低造價(jià)。這需要綜合考慮多種因素，如材料、施工方法、結(jié)構(gòu)形式等。
功能性原則
- 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)必須滿足使用功能要求。根據(jù)實(shí)際需求，可以選擇不同的網(wǎng)架形式和結(jié)構(gòu)高度。
環(huán)保性原則
- 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少對(duì)環(huán)境的影響，如采用環(huán)保材料、減少能源消耗等。

二、結(jié)構(gòu)選型

按形狀分類
- 平板網(wǎng)架
  - 單層平板網(wǎng)架：適用于一些較小跨度和荷載要求不高的建筑。
  - 多層平板網(wǎng)架：承載能力和穩(wěn)定性相對(duì)更強(qiáng)，可用于較大跨度的建筑。
- 曲面網(wǎng)架
  - 球面網(wǎng)架：常用于需要大空間且外觀為圓形或近似圓形的建筑，如大型體育場(chǎng)館的穹頂部分。
  - 拋物面網(wǎng)架：在一些特殊造型的建筑屋面結(jié)構(gòu)中使用，受力性能較好。
按節(jié)點(diǎn)連接方式分類
- 焊接：通常用于鋼筋混凝土網(wǎng)架，節(jié)點(diǎn)連接牢固，但施工相對(duì)復(fù)雜，需要較高的焊接技術(shù)要求。
- 螺栓連接：一般用于鋼和鋁合金網(wǎng)架，便于施工和拆卸，對(duì)設(shè)備要求較低，節(jié)點(diǎn)連接靈活性較高。
常見的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式
- 三角形網(wǎng)架
  - 優(yōu)勢(shì)：是最基本的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，具有較高的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力明確、經(jīng)濟(jì)性好。
  - 適用場(chǎng)景：適用于各種類型的建筑空間，如體育場(chǎng)館、工業(yè)廠房、高層建筑等。
- 四邊形網(wǎng)架
  - 優(yōu)勢(shì)：是一種常見的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，具有較好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力明確。
  - 適用場(chǎng)景：適用于各種類型的建筑空間，如展覽館、會(huì)議中心、工業(yè)廠房等。
- 六面體網(wǎng)架
  - 優(yōu)勢(shì)：是一種復(fù)雜的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，具有較高的承載能力和穩(wěn)定性，承載能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好。
  - 適用場(chǎng)景：適用于大跨度、大空間的建筑空間，如大型體育場(chǎng)館、會(huì)展中心等。

三、結(jié)構(gòu)計(jì)算

有限元分析法
- 通過將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)離散化為有限個(gè)單元，利用數(shù)學(xué)方法求解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。這種方法精度高，適用于各種復(fù)雜的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式。
實(shí)驗(yàn)法
- 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的性能，包括靜載實(shí)驗(yàn)、動(dòng)載實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)法可以獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但成本較高。
近似計(jì)算法
- 利用經(jīng)驗(yàn)公式和簡(jiǎn)化模型對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速估算。

四、優(yōu)化設(shè)計(jì)

尺寸優(yōu)化
- 通過調(diào)整網(wǎng)架桿件的截面尺寸和節(jié)點(diǎn)形式，使結(jié)構(gòu)更加合理和經(jīng)濟(jì)。
形狀優(yōu)化
- 改變網(wǎng)架桿件的形狀，以改善結(jié)構(gòu)的受力性能和減小用鋼量。
拓?fù)鋬?yōu)化
- 在滿足一定條件下，重新排列或減少某些桿件，以達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)性和受力性能。
施工方案優(yōu)化
- 根據(jù)施工條件和要求，選擇合理的施工方案，以降低施工難度和成本。

五、考慮因素

荷載因素
- 除了考慮靜載（結(jié)構(gòu)自重等），還要充分考慮活載（人員、設(shè)備等活動(dòng)荷載）、風(fēng)載、雪載等。不同地區(qū)的風(fēng)荷載和雪荷載取值不同，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。對(duì)于地震設(shè)防地區(qū)，要按照抗震設(shè)計(jì)要求考慮地震作用對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的影響。
支承條件
- 網(wǎng)架的支承方式多樣，如四周周邊支承、三邊支承、四點(diǎn)或多點(diǎn)支承，還可以采用周邊支承與點(diǎn)支承混合支承等。不同的支承方式會(huì)影響網(wǎng)架的受力性能和結(jié)構(gòu)選型。例如，周邊支承適合矩形平面且受力較為均勻的情況，點(diǎn)支承則適用于一些大跨度中間無柱的建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)建筑的平面布局和功能要求合理選擇支承方式。
高跨比
- 網(wǎng)架的最優(yōu)高跨比則主要取決于屋面體系（采用鋼筋混凝土屋面時(shí)為1/10 - 1/14，采用輕屋面時(shí)為1/13 - 1/18），合理的高跨比有助于保證網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
桿件夾角
- 網(wǎng)架二相鄰桿件間夾角不宜小于30度，以免桿件相碰或節(jié)點(diǎn)尺寸過大。
屋面排水找坡
- 可采用上弦節(jié)點(diǎn)設(shè)置小立柱找坡、網(wǎng)架變高度等方式來實(shí)現(xiàn)屋面排水找坡要求。
容許撓度
- 網(wǎng)架為屋蓋短向跨度的1/250，在設(shè)計(jì)時(shí)要確保網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的變形在容許撓度范圍內(nèi)，以保證結(jié)構(gòu)的正常使用和外觀要求。