什麽是長(cháng)春鋼結構網架?
長(cháng)春鋼結構網架是由很多(duō)杆件(jiàn)通(tōng)過節點,按照(zhào)一(yī)定規律組成的空間杆系結構。網架結構根據外形可分為(wèi)平闆網架和曲面網架。通(tōng)常情況下(xià),平闆網架稱為(wèi)網架;曲面網架稱為(wèi)網殼。吉林省網殼結構是曲面型的網格結構,兼有杆系結構和薄殼結構的特性,受力合理,覆蓋跨度大,是一(yī)種頗受國(guó)内外關注、半個(gè)世紀以來發展最快、有著(zhe)廣闊發展前景的空間結構。網殼結構具有優美的建築造型,無論是建築平面、外形和形體都能(néng)給設計師(shī)以充分的創作自(zì)由。建築平面上(shàng),可以适應多(duō)種形狀,如圓形、矩形、多(duō)邊形、三角形、扇形以及各種不規則的平面;建築外觀方面,可以形成多(duō)種曲面,如球面、橢圓面、旋轉抛物(wù)面屋面,建築的各種形體可通(tōng)過曲面的切割和組合得到(dào);結構上(shàng),網殼受力合理,可以實現較大的跨度,由于網殼曲面的多(duō)樣化,結構設計人員(yuán)可以通(tōng)過精心的曲面設計使網殼受力均勻;施工(gōng)上(shàng)采用較小(xiǎo)的構件(jiàn)在工(gōng)廠預制,實現工(gōng)業(yè)化生(shēng)産,現場安裝簡便快速,不需要大型設備,綜合技(jì)術(shù)經濟指标較好。本部分僅介紹平闆網架和網殼結構。
網架、網殼結構為(wèi)一(yī)種空間杆系結構,具有三維受力特點,能(néng)承受各方向的作用,并且網架結構一(yī)般為(wèi)高(gāo)次超靜(jìng)定結構,倘若一(yī)杆局部失效,超靜(jìng)定次數僅減少一(yī)次,内力可重新調整和分布,整個(gè)結構一(yī)般并不失效,具有較高(gāo)的安全儲備。
網架、網殼結構中的杆件(jiàn),既為(wèi)受力杆件(jiàn),又(yòu)互為(wèi)支撐杆件(jiàn),協同工(gōng)作,整體性和穩定性好,空間剛度大,能(néng)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(néng)。
在節點荷載作用下(xià),各杆件(jiàn)主要承受軸向的拉力和壓力,能(néng)充分發揮材料的強度,節省鋼材。
平闆網架與網殼相(xiàng)比,它是一(yī)種無水(shuǐ)平推力或拉力的空間結構,支座構造較為(wèi)簡單,一(yī)般簡支支座即可,便于下(xià)部支承結構處理,而網殼結構由于其結構型式,受力更趨于合理,且可以實現更美觀的建築外形。
網殼結構的主要缺點在于:杆件(jiàn)和節點幾何尺寸的偏差以及曲面的偏離對網殼的内力、整體穩定性和施工(gōng)精度影響較大,給結構設計和施工(gōng)帶來了一(yī)定的困難。為(wèi)減小(xiǎo)網殼結構初始缺陷,對于杆件(jiàn)和節點的加工(gōng)精度要求較高(gāo),加工(gōng)難度大。此外,網殼的矢高(gāo)很大時,增加了屋面面積和不必要的建築内部空間,增加建築材料和能(néng)源的消耗。這些問題在大跨度網殼中顯得更加突出。
由于網架、網殼結構組合有規律,大量杆件(jiàn)和節點的形狀、尺寸相(xiàng)同,并且杆件(jiàn)和節點規格少,便于工(gōng)廠成批生(shēng)産,産品質量高(gāo),現場進行拼裝較容易,施工(gōng)速度快。
網架、網殼結構不僅實現了利用較小(xiǎo)規格的杆件(jiàn)建造大跨度結構,而且結構占用空間較小(xiǎo),更能(néng)有效利用空間,如在網架和多(duō)層網殼結構上(shàng)下(xià)弦之間的空間布置各種設備及管道等。網架、網殼結構平面布置靈活,适用于矩形、圓形、橢圓形、多(duō)邊形、扇形等多(duō)種建築平面,建築造型新穎、輕巧、壯觀,極富表現力,深受建築師(shī)和業(yè)主的青睐。
由于網架、網殼結構具有以上(shàng)諸多(duō)的特點,我國(guó)從(cóng)1964年(nián)以來已建成為(wèi)數衆多(duō)的不同類型、不同平面形式的網架結構。目前我國(guó)已經成為(wèi)網架生(shēng)産大國(guó),其年(nián)生(shēng)産規模、建築面積已為(wèi)世界之最。
網殼結構在我國(guó)的發展和應用曆史不長(cháng),但發展速度很快,應用範圍在不斷擴大,在網殼結構選型、計算(suàn)理論、穩定性分析、節點構造、加工(gōng)制作和施工(gōng)安裝等方面已做了大量的工(gōng)作,取得了較多(duō)的成果。
由于網架、網殼結構能(néng)适應不同跨度、不同平面形狀、不同支承條件(jiàn)、不同功能(néng)需要的建築物(wù),不僅中小(xiǎo)跨度的工(gōng)業(yè)與民(mín)用建築有應用,而且被大量應用于中大跨度的體育館、展覽館、大會(huì)堂、影劇院、車站、飛(fēi)機(jī)庫、廠房、倉庫等建築中。
網架結構是空間網格結構中一(yī)種形式,絕大部分網架結是采用鋼管加球形節點制作而成。網架結構一(yī)般分為(wèi)以下(xià)由平面桁架系、四角錐體、三角錐體和六角錐體組成的網架結構四大類。
在火力發電(diàn)廠主廠房汽機(jī)房屋面系統通(tōng)常采用的是正放(fàng)四錐體網架,組成這種網架的四角錐底邊是與邊界平行或垂直的,角錐滿鋪于整個(gè)網架平面。網架的上(shàng)(下(xià))弦節點即是順(倒)置角錐的頂點,也可看(kàn)成是倒(順)置角錐底邊的角點,從(cóng)而使同方向的上(shàng)、下(xià)弦杆的平面投影正好形成兩組平行線,互差半個(gè)網格間距。形成的上(shàng)、下(xià)弦網格通(tōng)常都是正方形的,當兩個(gè)方向的弦杆長(cháng)度不等時,也可形成矩形網格。
網架結構的優點和特點:
1、空間工(gōng)作,傳力途徑簡捷,對大跨度,大柱網屋蓋結構比較合适。
2、結構重量輕,經濟指标好。與同等跨度的平面鋼屋架相(xiàng)比,當跨度<30m時,可節省用鋼量5~10%;當跨度>30m時,可節省10~20%。
3、空間剛度大,結構自(zì)重小(xiǎo),抗震性能(néng)好。
4、施工(gōng)安裝簡便。網架杆件(jiàn)和節點類型少,尺寸不大。運輸、儲存、裝卸、拼裝都比較方便。
5、網架的平面布置靈活,屋蓋系統平整,有利于吊頂,管道和設備安裝。
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