網(wǎng)架設(shè)計PPT課件

.,1,建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,唐山學(xué)院土木工程系李素娟,.,2,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)對使用階段荷載作用下的內(nèi)力和位移進(jìn)行計算，并應(yīng)根據(jù)具體情況對地震作用、溫度變化、支座沉降等間接作用及施工安裝荷載引起的內(nèi)力和位移進(jìn)行計算,3.3網(wǎng)架的計算要點(diǎn),3.3.1直接作用（荷載）和間接作用,.,3,直接作用,永久荷載,網(wǎng)架自重屋面（樓面）材料重力吊頂材料的重力設(shè)備管道的重力,永久荷載可變荷載,屋面(或樓面)活荷載雪荷載風(fēng)荷載積灰荷載吊車荷載,可變荷載,.,4,地震作用（豎向）,在抗震設(shè)防烈度為6度或7度的地區(qū)，網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行豎向抗震驗算；在抗震設(shè)防烈度為8度或9度的地區(qū)，網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行豎向抗震驗算。,一般結(jié)構(gòu)參照建筑抗震設(shè)計規(guī)范,計算原則,計算方法,.,5,（1）周邊支撐、多點(diǎn)支撐和周邊支撐相結(jié)合的網(wǎng)架屋蓋,節(jié)點(diǎn)豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,豎向地震作用系數(shù)（P112表3-2）,（2）長懸臂結(jié)構(gòu),8、9度時取重力荷載代表值的10%、20%、15%作為結(jié)構(gòu)豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。,.,6,地震作用（水平）,在抗震設(shè)防烈度為7度的地區(qū)，可不進(jìn)行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)水平抗震驗算；在抗震設(shè)防烈度為8度的地區(qū)，對于周邊支承的中小跨度網(wǎng)架可不進(jìn)行水平抗震驗算；在抗震設(shè)防烈度為9度的地區(qū)，對各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行水平抗震驗算。,水平地震作用下網(wǎng)架的內(nèi)力、位移可采用空間桁架位移法計算。,.,7,溫度作用,可不考慮由于溫度作用產(chǎn)生內(nèi)力的情況,支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許網(wǎng)架側(cè)移，且側(cè)移值不小于下式的計算值：,3.在單位力作用下，柱頂位移大于或等于上式的計算值,2.周邊支承的網(wǎng)架，當(dāng)網(wǎng)架驗算方向跨度小于40m，且支承結(jié)構(gòu)為獨(dú)立柱或磚壁柱；,.,8,對非抗震設(shè)計的網(wǎng)架，荷載及荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001的規(guī)定進(jìn)行計算?？拐鹪O(shè)計的網(wǎng)架，荷載及荷載效應(yīng)組合尚應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001的規(guī)定。,考慮溫度內(nèi)力計算方法可采用空間桁架位移法，或近似計算方法。,.,9,3.3.2網(wǎng)架內(nèi)力分析方法,計算原則,假定節(jié)點(diǎn)為鉸節(jié)點(diǎn)，桿件只受軸向力，按彈性方法計算,計算方法,空間桁架位移法又稱矩陣位移法。,.,10,它取網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的各桿件作為基本單元，以節(jié)點(diǎn)三個線位移作為基本未知量，先對桿件單元進(jìn)行分析，根據(jù)虎克定律建立單元桿件內(nèi)力與位移之間的關(guān)系，形成單元剛度矩陣；然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析，根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)條件和靜力平衡條件建立結(jié)構(gòu)上節(jié)點(diǎn)荷載與節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)總剛度矩陣和結(jié)構(gòu)總剛度方程。這樣的結(jié)構(gòu)總剛度方程是一組以節(jié)點(diǎn)位移為未知量的線性代數(shù)方程組。引進(jìn)給定的邊界條件，利用計算機(jī)求得各節(jié)點(diǎn)的位移值，進(jìn)而可由單元桿件的內(nèi)力與位移關(guān)系求得各桿件內(nèi)力,基本原理,3.4空間桿系有限元法,.,11,網(wǎng)架桿件,節(jié)點(diǎn)位移,單元剛度矩陣,總剛度矩陣,總剛度方程,節(jié)點(diǎn)位移值,桿件內(nèi)力,單元內(nèi)力與節(jié)點(diǎn)位移間關(guān)系,引入邊界條件,節(jié)點(diǎn)平衡及變形協(xié)調(diào)條件,基本單元,基本未知量,.,12,3.5網(wǎng)架桿件設(shè)計,1.桿件截面形式,鋼管、熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼,2.桿件的長細(xì)比,（1）一般桿件400（2）支座附近處桿件300（3）直接承受動力荷載的桿件250,受壓桿件：180,受拉桿件：,3.桿件截面設(shè)計,.,13,（1）受力合理，傳力明確；（2）保證桿件匯交于一點(diǎn)，不產(chǎn)生附加彎矩；（3）構(gòu)造簡單，制作安裝方便，耗鋼量??；（4）避免難于檢查、清刷、涂漆和容易積留濕氣或灰塵的死角或凹槽。,3.6節(jié)點(diǎn)設(shè)計,網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求,.,14,3.6.1焊接空心球節(jié)點(diǎn),焊接空心球節(jié)點(diǎn),.,15,焊接空心球節(jié)點(diǎn),a無肋,b有肋,a球面上連接桿件之間的縫隙不宜小于10匯交于球節(jié)點(diǎn)任意兩鋼管桿件間的夾角d1，d2組成角的鋼管外徑,空心球節(jié)點(diǎn)桿件間隙,1.空心球外徑D,.,17,2.D300，且桿件內(nèi)力較大，球內(nèi)可加環(huán)肋,3.120D500時，受壓、受拉承載力設(shè)計值,受壓,受拉,加襯管連接,4.空心球壁厚,由球承載力計算公式確定，且,D4mm,5.鋼管桿件與空心球連接,等強(qiáng)連接,.,19,不加襯管連接,斜角角焊縫計算,3.6.2螺栓球結(jié)點(diǎn),螺栓球連接節(jié)點(diǎn)示意圖,1.結(jié)點(diǎn)構(gòu)造,.,21,馬道,螺栓球節(jié)點(diǎn),2.鋼球尺寸,.,23,球體內(nèi)螺栓不相碰的最小鋼球直徑D為,滿足套筒接觸面要求的鋼球直徑D為,帶封板管件的幾何關(guān)系,相鄰兩桿夾角,.,25,3.螺栓計算,單個高強(qiáng)螺栓受拉承載力,螺栓桿長度,4.套筒承壓驗算,.,26,5.錐頭和封板,錐頭與鋼管等強(qiáng),（1）錐頭,（2）封板,錐頭,封板,由封板強(qiáng)度條件，得封板厚度,.,27,3.6.3焊接鋼板節(jié)點(diǎn),.,28,.,29,.,30,3.6.4支座節(jié)點(diǎn),平板支座,a角鋼桿件,b鋼管桿件,.,31,單面弧形壓力支座,a兩個螺栓連接,b四個螺栓連接,.,32,單面弧形拉力支座,.,33,雙面弧形壓力支座,.,34,球鉸壓力支座,.,35,板式橡膠支座,.,36,1.平板支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計,（1）支座板的平面尺寸、厚度，肋板的尺寸和焊縫,（2）拉力支座的錨栓有效截面面積,.,37,R-支座反力f-鋼材（或鑄鋼）抗壓強(qiáng)度設(shè)計值a1，b1-弧形支座寬度、長度,弧形支座尺寸,2