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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第3章 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算 第一節(jié) 一般計(jì)算原則 § 第3.1.1條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行在外荷載作用下的內(nèi)力、位移計(jì)算, 并應(yīng)根據(jù)具體情況,對(duì)地震、溫度變化、支座承降及施工安裝荷載等作用下的內(nèi)力、位移進(jìn)行計(jì)算。 對(duì)非抗震設(shè)計(jì),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GBJ9-87進(jìn)行計(jì)算,在截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中,應(yīng)按照荷載的基本組合確定內(nèi)力計(jì)算值;在位移計(jì)算中應(yīng)按照短期效應(yīng)組合確定氣撓度。 對(duì)抗震設(shè)計(jì),荷載及荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ11-89確定內(nèi)力設(shè)計(jì)。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算。 § 第3.1.2條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外

2、荷載按靜力等效原則,將節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域 內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。結(jié)構(gòu)分析時(shí)可忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響,假定節(jié)點(diǎn)為鉸接,桿件只承受軸向力。當(dāng)桿件上作用有局部荷載時(shí),應(yīng)另考慮受彎的影響。 § 第3.1.3條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)根據(jù)跨度大小、網(wǎng)架類型及工程情況可分別 按下列規(guī)定選用不同方法進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算: 一、空間桁架位移法 適用于各種類型、各種支承條件的網(wǎng)架計(jì)算; 二、交叉梁系差分法 可用于跨度在40mm以下的由平面桁架系組成的網(wǎng)架或正放四角錐網(wǎng)架的計(jì)算; 三、擬夾層板法 可用于跨度在40mm以下的由平面桁架系或角錐體組成的網(wǎng)架計(jì)算; 四、假想彎矩法 可用于斜放四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架的估算。

3、§ 第3.1.4條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支撐條件,可根據(jù)支撐結(jié)構(gòu)的剛度、支 座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造情況,分別假定為二向可側(cè)移、一向可側(cè)移、無側(cè)移的鉸接支座或彈性支承。 第二節(jié) 空間桁架位移法的計(jì)算原則 § 第3.2.1條 空間桁架位移法是網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的三個(gè)線位移為未知量、 所有桿件為承受軸向力的鉸接桿系有限元法,并利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行內(nèi)力分析和位移計(jì)算。 § 第3.2.2條 當(dāng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和外荷載有n個(gè)對(duì)稱面時(shí),可利用對(duì)稱 條件只需分析1/2n網(wǎng)架。在計(jì)算時(shí),對(duì)稱面內(nèi)各桿件的截面面積應(yīng)取原截面面積的一半,n各對(duì)稱面交線上的中心豎桿,其截面面積應(yīng)取原截面面積的1/2n;對(duì)稱面內(nèi)節(jié)點(diǎn)荷載亦應(yīng)按相同

4、原則取值。 § 第3.2.3條 在對(duì)稱荷載作用下,對(duì)稱面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的反對(duì)稱 位移應(yīng)取為零。在計(jì)算時(shí)應(yīng)在相應(yīng)方向予以約束;與對(duì)稱面相交的桿件,作為結(jié)構(gòu)分析的處理方法可將該交點(diǎn)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)并在三個(gè)方向予以約束;交叉腹桿或人字腹桿的交點(diǎn)位于對(duì)稱面時(shí),亦應(yīng)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)并在兩個(gè)水平方向予以約束。在反對(duì)稱荷載作用下,對(duì)稱面內(nèi)網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的對(duì)稱位移應(yīng)取為零。 § 第3.2.4條 網(wǎng)架桿件截面可先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或參照已建工程或由簡化計(jì)算方法估算確定,計(jì)算后應(yīng)按內(nèi)力重新設(shè)計(jì)調(diào)整截面,并進(jìn)行重分析,重分析次數(shù)宜取3-4次。 第三節(jié) 簡化計(jì)算法 § 第3.3.1條 由平面桁架系組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和正

5、放四角錐網(wǎng)架結(jié) 構(gòu),經(jīng)過慣性矩的折算,可簡化為相應(yīng)的交叉梁系,用差分法進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算。梁的折算慣性矩I可按下式計(jì)算: I=AtAbh2/(At+Ab) (3.3.1) 式中At、Ab-分別為網(wǎng)架上、下弦桿截面面積(截面面積不等時(shí),在差分法計(jì)算中可分別取上、下弦桿截面面積的算術(shù)平均值); h-網(wǎng)架高度。 § 第3.3.2條 由平面桁架系組成的網(wǎng)架,當(dāng)采用交叉梁系差分法分 析時(shí),其網(wǎng)架彎矩和桿件內(nèi)力可按下列公式計(jì)算(圖3.3.2): MA,X=EI(2A-A+1-A-1)/s2 (3.3.2-1) Nt=-MA+1,X/h (3.3.2-2) Nb=MA,X/h (3.3.2-3)

6、Nc=(MA+1,X-MA,X)/(s×sin) (3.3.2-4) 式中 -由荷載設(shè)計(jì)值引起的豎向撓度; h -網(wǎng)架高度; s -上,下弦桿長度; -斜腹桿與下弦平面夾角。 Nv由上弦節(jié)點(diǎn)(或下弦節(jié)點(diǎn))的豎向平衡條件確定。 圖3.3.2 平面桁架系網(wǎng)架的彎矩與桿件內(nèi)力 § 第3.3.3條 由平面桁架系或角錐體組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),可簡化為正交異性或各向同性的平板按擬夾層板法進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算。 § 第3.3.4條 對(duì)于兩相正交正放、正放四角錐、正放抽空四角錐等三種網(wǎng)架,當(dāng)平面形狀為矩形、周邊簡支時(shí),擬夾層板法的彎矩和撓度可按下列公式計(jì)算: Mx=(1.2Gk+1.4Q

7、k)2 mx/10 (3.3.4-1) My=(1.2Gk+1.4Qk)L12my/10 (3.3.4-2) =(1.0Gk+1.0Qk)L14W/100D (3.3.4-3) 注:1.當(dāng)網(wǎng)架用于樓層且活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不小于4kN/m2 時(shí),公式(3.3.4-1)及(3.3.4-2)中Qk的系數(shù)應(yīng)取1.3。 2.當(dāng)網(wǎng)架上作用有二個(gè)以上可變荷載時(shí),其荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9-87確定。 式中 荷載的短期效應(yīng)組合下的撓度; Gk網(wǎng)架的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2); Qk屋面或樓面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2); L1網(wǎng)架長向跨度; D網(wǎng)架的折算抗彎剛度,可按本規(guī)程附錄二確定; m

8、x、my、W無量綱彎矩系數(shù)、撓度系數(shù),可按本規(guī)程附錄三查取。 將擬夾層板彎矩?fù)Q算成網(wǎng)架桿件內(nèi)力的一般計(jì)算公式,以及擬夾層桿的折算抗彎剛度等物理常數(shù)可按本規(guī)程附錄二附表2.1-2.3確定。當(dāng)上弦、下弦、斜桿、豎桿等各類桿件截面面積不等時(shí),可分別取其截面面積的算術(shù)平均值。 第四節(jié) 地震、溫度作用下的內(nèi)力計(jì)算原則 § 第3.4.1條 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(yàn)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)進(jìn)行豎向抗震演算。 對(duì)于周邊支承網(wǎng)架屋蓋以及多點(diǎn)支承和周邊支承相結(jié)合的網(wǎng)架屋蓋,豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下式確定: FEvkl=±v&#

9、215;G1 (3.4.1) FEvkl作用在網(wǎng)架第i節(jié)點(diǎn)上豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值; G1網(wǎng)架第i節(jié)點(diǎn)的重力荷載代表值,其中恒荷載取100%;雪荷載及屋面積灰荷載取50%;不考慮屋面活荷載; v豎向地震作用系數(shù),按表3.4.1取值。 § 對(duì)于周邊支承的網(wǎng)架,書箱地震作用效應(yīng)可按本規(guī)程附錄四計(jì) 算。 對(duì)于懸挑長度較大的網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)以及用于樓層的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),當(dāng)設(shè)防烈度為8度或9度時(shí),其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可分別取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表值的10%或20%。計(jì)算重力荷載代表值時(shí),對(duì)一般民用建筑可取樓層活荷載的50%。 對(duì)于平面復(fù)雜或重要的大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可采用振型分解反應(yīng)譜法或時(shí)程分析法作專門的豎向抗震分

10、析和驗(yàn)算。 § 第3.4.2條 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(yàn)算。在抗震設(shè)防烈度為8度的地區(qū),對(duì)于周邊支承的中小跨度網(wǎng)架可不進(jìn)行水平抗震驗(yàn)算;在抗震設(shè)防烈度為9度的地震區(qū),對(duì)各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行水平抗震驗(yàn)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(jì)算。 網(wǎng)架的支承結(jié)構(gòu)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行抗震驗(yàn)算。 § 第3.4.3條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如符合下流條件之一者,可不考慮由于溫度 變化而引起的內(nèi)力: 一、支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造允許網(wǎng)架側(cè)移時(shí),其側(cè)移值應(yīng)等于或大于式(3.4.4-1)的計(jì)算值; 二、當(dāng)周邊支承的網(wǎng)架、且網(wǎng)架驗(yàn)算方向跨度小于40m時(shí),支承結(jié)構(gòu)

11、應(yīng)為獨(dú)立柱或磚壁柱; 三、在單位力作用下、柱頂位移大于或等于下式的計(jì)算值: u=L(Et/0.038f-1)/2EAm (3.4.4-1) 如需考慮溫度變化而引起的網(wǎng)架內(nèi)力,可采用空間桁架位移法或其他近似方法計(jì)算。 當(dāng)網(wǎng)架支座節(jié)點(diǎn)構(gòu)造沿邊界法向不能相對(duì)位移時(shí),由溫度變化而引起的柱頂水平力可按下列公式計(jì)算: Hc= tL/(L/EAm+2/Kc) (3.4.4-2) Kc=3EcIc/hc3 (3.4.4-3) 式中 Kc懸臂柱的水平剛度; Ec柱子材料彈性模量; Ic柱子截面慣性矩,當(dāng)為框架柱時(shí)取等代柱的折算截面慣性矩; hc柱子高度; 網(wǎng)架材料的線脹系數(shù); E網(wǎng)架材料的彈性模量; f鋼材的強(qiáng)

12、度設(shè)計(jì)值; L網(wǎng)架在驗(yàn)算方向的跨度; Am支承(上承或下承)平面弦桿截面積的算術(shù)平均值; 系數(shù),支承平面弦桿為正交正放時(shí)=1.0,正交斜放時(shí)=2,三向時(shí)=2; t溫度差。 第五節(jié) 組合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算原則 § 第3.5.1條 組合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可按有限元法進(jìn)行內(nèi)力位移計(jì)算。分析 時(shí)應(yīng)將組合網(wǎng)架的帶肋平板離散成能承受軸力、面力和彎矩的梁元和板殼元,將腹干和下弦作為承受軸力的桿元,并應(yīng)考慮兩種不同材料的材性。 § 第3.5.2條 組合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)也可采用空間桁架位移法作簡化計(jì)算。 分析時(shí)將組合網(wǎng)架的帶肋平板等代為僅能承受軸力的上弦,并與腹桿和下弦構(gòu)成兩種不同材料的等代網(wǎng)架,按空間桁架位移法

13、進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算。等代上弦截面及帶肋平板中內(nèi)力可按本規(guī)程附錄五確定。第1節(jié)一般計(jì)算原則第1.1條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行在外荷載作用下的內(nèi)力、位移計(jì)算,并應(yīng)根據(jù)具體情況,對(duì)地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的內(nèi)力、位移進(jìn)行計(jì)算。對(duì)非抗震設(shè)計(jì),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GBJ 987進(jìn)行計(jì)算,在截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中,應(yīng)按照荷載的基本組合確定內(nèi)力設(shè)計(jì)值;在位移計(jì)算中應(yīng)按照短期效應(yīng)組合確定其撓度。對(duì)抗震設(shè)計(jì),荷載及荷載效應(yīng)組合應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ 1189確定內(nèi)力設(shè)計(jì)值。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移可按彈性階段進(jìn)行計(jì)算。第1.2條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外荷載按靜力等效原則,將節(jié)點(diǎn)所

14、轄區(qū)域內(nèi)的荷載集中作用在該節(jié)點(diǎn)上。結(jié)構(gòu)分析時(shí)可忽略節(jié)點(diǎn)剛度的影響,假定節(jié)點(diǎn)為鉸接,桿件只承受軸向力。當(dāng)桿件上作用有局部荷載時(shí),應(yīng)另考慮受彎的影響。第1.3條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)根據(jù)跨度大小、網(wǎng)架類型及工程情況可分別按下列規(guī)定選用不同方法進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算:一、空間桁架位移法 適用于各種類型、各種支承條件的網(wǎng)架計(jì)算;二、交叉梁系差分法 可用于跨度在40m以下的由平面桁架系組成的網(wǎng)架或正放四角錐網(wǎng)架的計(jì)算;三、擬夾層板法 可用于跨度在40m以下的由平面桁架系或角錐體組成的網(wǎng)架計(jì)算,此法可考慮剪切變形和剛度變化的影響;四、假想彎矩法 可用于斜放四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架的估算。第1.4條 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支承條件,可根據(jù)支承結(jié)構(gòu)的剛度、支座節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造情況,分別假定為二向可側(cè)移、一向可側(cè)移、無側(cè)移的鉸接支座或彈性支承。第2節(jié)簡化計(jì)算法第2.1條 由平面桁架系組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和正放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu),經(jīng)過慣性矩的折算,可簡化為相應(yīng)的交叉梁系,用差分法進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算。梁的折算慣性矩I可按下式

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