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大跨度钢结构

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(3)温度作用
温度作用是指由于温度变化,会引起杆 件的伸长或缩短,如果这种温度变形受到约 束,网架杆件将产生附加温度应力,必须在 计算和构造措施中加以考虑。当网架结构符 合P120条件之一者,可不考虑温度变化而引 起的内力。
(4)地震作用
一般情况下,在抗震设防烈度为6度或7度 的地区,网架屋盖结构可不进行竖向抗震验 算;在抗震设防烈度为8度或9度的地区,网 架屋盖结构应进行竖向抗震验算。
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3.3.5 网架结构的计算方法
1)空间桁架位移法
空间桁架位移法(空间杆系有限元法)以网架结构的杆件作 为基本单元,以节点位移作为基本未知量。先对杆件单元进 行分析,根据虎克定律建立单元杆件内力与节点位移之间的 关系,形成单元刚度矩阵。然后再对结构进行整体分析,根 据各节点的变形协调条件和静力平衡条件建立结构上的节点 荷载和节点位移之间的关系,形成结构的总刚度矩阵和总刚 度方程。求解引入给定边界条件后的总刚度方程,得出各节 点的位移值。最后,由单元杆件内力与节点位移之间的关系 求出杆件内力。
(3-6)
2. 正常使用极限状态
n
S SG k SQ1K ci SQi K i2
(3-7)
网架结构的容许挠度不应超过下列数值: 用作屋盖——L/250;用作楼盖——L/300, L为网架的短向跨度。当网架结构的最大 挠度值不满足容许挠度限值时。需要重新 调整结构刚度或通过适当起拱的方法来解决。 有起拱要求时,其挠度不得大于短向跨度的1/300。
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3.2 平面结构体系
3.2.1 梁式大跨结构——桁架 (1)桁架的形式 平面桁架 (40~60m )、空间桁架(100m )
(2)梁式体系屋盖布置(简单式 、复杂式 )P106
3.2.2 框架结构 (1)框架的形式 : 实腹式和格构式 (两铰及无铰框架 ) (2)框架式结构的布置 横向框架布置(P108 ) 纵向框架布置 (P108 ) 双面框架布置(P108 )
(3-4)
2)由永久荷载效应控制的组合
n
S G SG k Q i ci SQ i K i 1
(3-5)
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对于抗震设计时,结构构件的地震作用效应和其他荷载 效应组合的设计值应按下式计算:
S G SGE Eh SEhk E v SEvk w w S wk
双层网架结构的自重可按下列经验公式估算:
gok qw L2 / 200
(3—2)
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(2)可变荷载 网架结构上的可变荷载主要有屋面或楼面活荷载、
雪荷载、积灰荷载、风荷载以及吊车荷载。其中在 荷载组合时,雪荷载与屋面活荷载不必同时考虑, 取两者的较大值。 屋面或楼面活荷载的取值,可根据实际使用情况查 现行荷载规范确定。 在荷载组合时,雪荷载与屋面活荷载不必同时考虑, 取两者的较大值。 积灰荷载的取值,应考虑厂房性质,由生产工艺提 出,或按荷载规范规定参考采用。 风荷载应根据实际情况考虑风荷载的影响。例如, 对于周边支承,且支座节点在上弦的网架的风荷载 由四周墙承受,计算时可不考虑风荷载。 吊车荷载标准值按现行荷载规范有关规定确定 。
平面桁架系 拟夹层板法可用于跨度在40m以下的由平面 桁架系组成的网架或角锥网架的计算,此法 可考虑剪切变形和刚度变化的影响。 4)假想弯矩法 假想弯矩法可用于斜放四角锥网架、棋盘形 四角锥网架的估算。
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3.3.7 网架的杆件与节点
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3.3.4.2 荷载效应组合
1. 承载能力极限状态 对于承载能力极限状态,应按下列组 合值中取最不利值进行设计。
对于非抗震设计时,结构构件的荷载效应组合的设计值应按 下式计算:
1)由可变荷载效应控制的组合
n
S G SGk Q1 SQ1K S QI c i Qi k i2
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3.2.3 拱结构 (1)拱的形式 (2)拱式结构的布置 3.3 网架结构 3.3.1网架结构的特点、适用范围 3.3.2网架的结构形式及选型 (1)网架结构的几何不变性分析 (2)网架的组成(网架是由上弦杆、下弦杆两个表面及
上下弦面之间的腹杆组成,一般称为双层网架,最 为常用) (3)网架的结构形式(交叉桁架体系网架 、角锥体系网 架) 网架的结构选型 :安全可靠、技术先进、经济合理、 美观适用
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3.3.3 网架的主要尺寸
(1 )网架的高度(网架的跨度、屋面荷载、 平面形状、支承条件及设备管道 )主要取决 于网架的跨度可按表3-1来确定
(2) 网格尺寸(上弦网格尺寸 )按表3-1定
3.3.4 作用和荷载组合
(1)永久荷载 (网架自重,楼面或屋面自重, 保温层、防水层、吊顶、设备管道等材料的 自重 )
第3章 大跨度房屋结构
3.1 概述 应用范围 1、大会堂 2、剧院 3、体育馆 4、市场 5、航空港 7、工厂、仓库、造船厂 结构形式 1、平面结构体系 (50~70m )梁式结构(平面桁架和空间桁架)、
平面刚架和拱式结构 2、空间结构体系 (100~200m )网架结构、网壳结构、悬索结
构和张拉整体结构以及混合结构
杆件的材料一般用Q235钢和16 Mn钢。16 Mn钢强度高, 塑性好,当荷载较大或跨度较大时,宜采用16 Mn钢,可以 减轻网架自重和节约钢材。
网架常采用圆钢管、角钢、薄壁型钢作为杆件。圆钢管截 面封闭,且各向同性,抗弯刚度各向都相同,回转半径大, 抗扭刚度大,因此受力性能较好,承载力高。杆件优先选用 圆钢管,且最好是薄壁钢管。但圆钢管的价格较高。因而对 于中小跨度且荷载较小,也可采用角钢或薄壁型钢。
空间桁架位移法是目前空间杆系结构计算精度最高的一种方 法(实践证明计算结果与试验值极为接近),适用于各种类 型、各种平面形状、不同边界条件的网架,静力荷载、地震 作用、温度作用等工况均可计算,也可同时考虑网架与下部 支承的共同作用。
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2)交叉梁系差分法 交叉梁系差分法可用于跨度在40m以下的由
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