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鋼結構網架設計詳細介紹

發布時間:2021-01-07 瀏覽次數:156

網架結構具有自重輕、剛度大、抗震性能優異、便于工廠化生產、安裝便利、能承受地基不均勻沉降等優點;網架結構適應性強,適用于大中小各種跨度的建筑;網架支承靈活,既可以采用四周周邊支承與三邊支承,也可以采用四點或多點支承,還可以采用周邊支承與點支承混合支承。


網架結構在我國廣泛應用,既可以用于體育館、劇院、食堂、餐廳等公共建筑,也可用于工業廠房車間屋蓋等工業建筑。細數網架結構優點一二三,本文基于鋼結構的網架基本形式與選型,給入門初學者提供一些參考和幫助。



網架的選型應該結合建筑的平面形狀、要求、荷載和跨度的大小、支承情況和經濟等因素綜合考慮。通常我們按跨度大小劃分為:60m跨度以上為大跨度;30m至60m為中跨度;30m以下為小跨度。




一、平面桁架體系




1.雙向正交正放網架


結構特點:平面內為幾何可變。為增加其空間剛度并有效地傳遞水平荷載,應沿網架支承周邊的上(下)弦平面內設置附加斜桿。周邊支承接近正方形平面,受力均勻,桿件內力差別不大。隨邊長比加大,單向受力特征明顯,對于點支承網架,支承附近的桿件及主桁架跨中弦桿內力大,其他部位內力小。

適用情況:矩形平面,周邊支承,邊長比小于1.5,各種跨度均可使用。



2.雙向正交斜放網架


結構特點:由于網架為等高,故角部短桁架剛度較大,并對與它。垂直的長桁架起一定的彈性支承作用,從而減少了桁架中部的彎矩。剛度較兩向正交正放網架為大。矩形平面時,受力較均勻。網架四角支座處有向上的拉力。

適用情況:矩形平面,周邊支承,邊長比小于1.5,各種跨度均可使用。



3.單向折線形網架

結構特點:類似于立體桁架,但不需布置支撐體系。只有沿跨度方向上、下弦桿,呈單向受力狀態。為加強其空間剛度,應在其周邊增設部分上弦桿件。


適用情況:矩形平面,周邊支承,邊長比大于2。



4.三向網架


結構特點:基本單元為幾何不變。整個網架的空間剛度大于兩向網架。能均勻地把力傳至支承系統,受力性能較好。桿件數和節點數多,節點構造復雜(多一個節點匯交13根桿件)。

適用情況:適用于圓形或多邊形平面,周邊有規則網格,適合于大跨度工程。




二、四角錐體系




1.正放四角錐網架

結構特點:空間剛度比其他四角錐網架及兩向網架為大。受力比較均勻。


適用情況:適用于平面形狀為矩形的周邊支承網架,邊長比小于1.5,大跨度工程。



2.正放抽空四角錐網架

結構特點:空間剛度較正放四角錐網架為小,下弦桿內力增大。


適用情況:適用于平面形狀為矩形的周邊支承網架,邊長比大于1.5。



3.棋盤形四角錐網架


結構特點:空間剛度較正放四角錐網架為小,下弦桿內力增大。當周邊布置成滿錐時,剛度較好。這種網架受壓上弦桿短,受拉下弦桿長,能充分發揮桿件截面的作用,受力合理。

適用情況:適用于平面形狀為矩形的周邊支承網架,邊長比大于1.5,中小跨度。



4.斜放四角錐網架


結構特點:空間剛度較正放四角錐網架為小。

適用情況:適用于平面形狀為矩形的周邊支承網架,邊長比大于1.5。



5.星形四角錐網架

結構特點:其剛度較差,不如正放四角錐網架。其豎桿受壓,內力等于上弦節點荷載。


適用情況:適用于平面形狀為矩形的周邊支承網架,邊長比小于等于1.5,中小跨度。




三、三角錐體系




1.三角錐網架

結構特點:基本單元為幾何不變體系,整體抗扭和抗彎剛度較好,受力比較均勻。


適用情況:適用于平面形狀為圓形、多邊形的周邊支承網架,邊長比大于1.5,大跨度工程。



2.抽空三角錐網架

結構特點:下弦桿內力增大且均勻性稍差,剛度較三角錐網架差。


適用情況:適用于平面形狀為圓形、六邊形的周邊支承網架,邊長比大于1.5。



3.蜂窩形三角錐網架


結構特點:這種網架受壓上弦桿短,受拉下弦桿長,能充分發揮桿件截面的作用,受力合理,剛度較三角錐網架差。


適用情況:適用于平面形狀為圓形、六邊形的周邊支承網架,中小跨度。



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鋼管結構焊接時會產生內應力,被焊桿件施焊和冷卻時,不均勻的溫度會影響熱應力。金屬組織中的金相組織產生的內應力受到結構的約束,產生約束應力。如果在焊接過程中內應力沒有得到很好的控制,則將導致焊條的形狀和尺寸發生變化。小變形將影響結構的精度并給組裝帶來困難。過度的變形也會導致裂紋,從而降低結構的承載能力。因此,焊接變形不僅會影響建筑結構的外觀,降低適用性,造成經濟損失。焊接材料焊接母材和焊接材料是影響管桁架焊接變形的主要因素。焊接材料是金屬,其獨特的熱物理性能以及機械性能的變化會在焊接過程中引起焊條變形。材料的熱傳導系統的系數越大,溫度梯度越小,并且在焊接過程中的焊接變形也越小。金屬材料具有熱膨脹和收縮特性,材料線性膨脹系數的增加將增加焊條的變形。同時,不同的材料具有不同的化學成分并影響機械性能。例如,Q345B結構鋼沖擊韌性較低,而G20Mn5鑄鋼在鑄造過程中不可避免地會產生縮孔,成分偏析,晶粒粗大等缺陷。這些因素都在一定程度上影響焊接性能。 焊接技術焊接技術對管桁架焊接變形的影響是復雜的。在管桁架結構加工時,焊接胎架的生產,定位和拼裝要求以及運輸等因素決定了管桁架管件焊接方式,從而影響焊接電流,焊接電壓,結構定位,固定方法和焊接的選擇順序。例如,多層焊接對焊接技術參數的影響。研究表明,層的焊縫收縮大,第二和第三層的焊縫收縮迅速減小,第二層收縮量是層的20%,第三層是層的5%左右。焊接層越多,焊接變形的影響越大;斷續焊縫比連續焊縫引起的變形??;焊接順序對材料的殘余應力和應力分布影響。通常認為,過度的焊接變形的原因通常是由于沒有按照合理的焊接程序進行焊接,或者是在沒有焊接子部件的情況下進行整體拼接。 結構因素焊接結構設計也是影響管桁架變形的一個重要方面。通常,結構的約束度增加時,焊接變形相對減小。在焊接過程中,結構構件本身的約束隨著結構的復雜性的增加和焊接工作的發展而不斷變化。在焊接結構的設計中,使用耳板或加勁板來提高結構構件的穩定性和剛度可以減少焊接變形,但是這種方法增加了組裝和焊接的工作量,并增加了焊接變形分析的難度。 鋼結構框架 彩鋼板 鋼結構框架 彩鋼板 鋼結構加工 彩鋼板 網架 鋼結構加工 鋼結構加工視頻 鋼結構加工
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